CHEMOTROFY: VLASTNOSTI A TYPY - BIOLOGIE - 2025

Tyto chemotrofie nebo chemosynthetic jsou skupinou organismů přežít snížené anorganické sloučeniny používané jako je surovina, ze které jsou odvozeny energie pro pozdější použití je v respiračním metabolismu.

Tato vlastnost, kterou tyto mikroorganismy mají, získává energii z velmi jednoduchých sloučenin za vzniku komplexních sloučenin, je také známá jako chemosyntéza, což je důvod, proč se tyto organismy někdy nazývají také chemosyntetika.

Nitrobacter je rod chemotrofních bakterií

Další důležitou charakteristikou je to, že tyto mikroorganismy se od ostatních liší tím, že rostou v přísně minerálních médiích a bez světla, proto se někdy nazývají chemolyttrofy.

vlastnosti

Místo výskytu

Horké prameny, lokalita chemosyntetických bakterií

Tyto bakterie žijí tam, kde proniká méně než 1% slunečního světla, to znamená, že se daří ve tmě, téměř vždy v přítomnosti kyslíku.

Ideálním místem pro vývoj chemosyntetických bakterií jsou však přechodové vrstvy mezi aerobními a anaerobními podmínkami.

Nejběžnějšími místy jsou: hluboké sedimenty, okolí podmořských reliéfů nebo v podmořských výškách umístěných ve střední části oceánů, známé jako vyvýšeniny středního oceánu.

Tyto bakterie jsou schopné přežít v prostředích s extrémními podmínkami. Na těchto místech mohou být hydrotermální průduchy, ze kterých proudí horká voda nebo dokonce odtok magmatu.

Funkce v prostředí

Tyto mikroorganismy jsou nezbytné v ekosystému, protože přeměňují toxické chemikálie vycházející z těchto průduchů na potraviny a energii.

Proto hrají chemosyntetické organismy zásadní roli při získávání minerálních potravin a také při záchraně energie, která by jinak byla ztracena.

To znamená, že podporují údržbu trofického řetězce nebo potravinového řetězce.

To znamená, že podporují přenos nutričních látek prostřednictvím různých druhů biologické komunity, ve které se každý živí předchozím a je potravou pro další, což pomáhá udržovat rovnováhu ekosystému.

Tyto bakterie také přispívají k záchraně nebo zlepšení některých ekologických prostředí kontaminovaných nehodami. Například v oblastech úniku ropy, tj. V těchto případech tyto bakterie pomáhají zpracovávat toxický odpad a přeměňovat jej na bezpečnější sloučeniny.

Klasifikace

Chemosyntetické nebo chemotrofní organismy se dělí na chemoautotrofy a chemoheterotrofy.

Chemoautotrofy

Používají CO ₂ jako zdroj uhlíku, jsou asimilovány Calvinovým cyklem a přeměněny na buněčné komponenty.

Na druhou stranu však získat energii z oxidací redukovaných jednoduchých anorganických sloučenin, jako jsou například: amoniak (NH ₃), dihydrogenfosforečnan (H ₂), oxid dusičitý (NO ₂ ^-), sirovodík (H ₂ S), síra (S), a oxidu sírového (S ₂ O ₃ ^-) nebo iontu železa (Fe ₂ ⁺).

To znamená, že ATP je generován oxidační fosforylací během oxidace anorganického zdroje. Proto jsou soběstační, nepotřebují k přežití další živou bytost.

Chemoheterotrofy

Na rozdíl od těch předchozích získávají energii oxidací komplexních redukovaných organických molekul, jako je glukóza prostřednictvím glykolýzy, triglyceridy prostřednictvím beta oxidace a aminokyseliny oxidační deaminací. Tímto způsobem získají molekuly ATP.

Na druhé straně chemoheterotropní organismy nemohou použít CO ₂ jako zdroj uhlíku, jak to mohou chemoautotrofní organismy.

Druhy chemotrofních bakterií

Bezbarvé bakterie síry

Jak již název napovídá, jedná se o bakterie, které oxidují síru nebo její redukované deriváty.

Tyto bakterie jsou přísně aerobní a jsou zodpovědné za přeměnu sirovodíku, který vzniká při rozkladu organické hmoty, na přeměnu na síran (SO ₄ ^-2), což je sloučenina, kterou nakonec rostliny použijí.

Síran okyselí půdu na pH asi 2, kvůli hromadění H ⁺ protonů a vytváří se kyselina sírová.

Tuto charakteristiku používají určitá odvětví hospodářství, zejména v zemědělství, kde mohou korigovat extrémně alkalické půdy.

To se provádí zaváděním práškové síry do půdy tak, aby přítomné specializované bakterie (sulfobakterie) oxidovaly síru a tím vyrovnávaly pH půdy na hodnoty vhodné pro zemědělství.

Všechny chemolytrofické druhy oxidující síru jsou gramnegativní a patří do kmene Proteobacteria. Příkladem bakterie, která oxiduje síru, jsou thiooxidany Acidithiobacillus.

Některé bakterie mohou akumulovat elementární síru (S ⁰) nerozpustnou jako granule v buňce, pro použití, když jsou vnější zdroje síry mimo.

Dusíkaté bakterie

V tomto případě bakterie oxidují sloučeniny redukovaného dusíku. Existují dva typy, nitrosifikační bakterie a nitrifikační bakterie.

První z nich jsou schopny oxidovat amoniak (NH3), který se generuje rozkladem organické hmoty a přeměňuje jej na dusitany (NO ₂), a druhý z nich přeměňuje dusitany na dusičnany (NO ₃ ^-), což jsou sloučeniny, které mohou rostliny používat..

Jako příklady nitrosifikačních bakterií je rod Nitrosomonas a jako nitrifikační bakterie je rod Nitrobacter.

Bakterie železa

Tyto bakterie jsou acidofilní, to znamená, že k přežití potřebují kyselé pH, protože při neutrálním nebo alkalickém pH oxidují železnaté sloučeniny spontánně, bez potřeby přítomnosti těchto bakterií.

Proto, aby tyto bakterie mohly oxidovat sloučeniny železa (Fe ²⁺) na železité (Fe ³⁺), musí být pH média nutně kyselé.

Je třeba poznamenat, že železo bakterie tráví většinu ATP vyrobeného ve reverzní transportu elektronů reakcí, získat potřebné redukční schopnost ve fixaci CO ₂.

Proto musí tyto bakterie oxidovat velká množství Fe ^+2, aby se mohly vyvíjet, protože z oxidačního procesu se uvolňuje jen málo energie.

Příklad: Bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans transformuje uhličitan železa přítomný v kyselých vodách, které protékají uhelnými doly, na oxid železa.

Všechny chemolytické druhy oxidující železo jsou gramnegativní a patří do kmene Proteobacteria.

Na druhou stranu všechny druhy, které oxidují železo, jsou také schopné oxidovat síru, ale ne naopak.

Vodíkové bakterie

Tyto bakterie používají molekulární vodík jako zdroj energie pro výrobu organických látek a použití CO _2, jako zdroj uhlíku. Tyto bakterie jsou fakultativní chemoautotrofy.

Nacházejí se hlavně v sopkách. Nikl je ve svém prostředí nezbytný, protože všechny hydrogenázy obsahují tuto sloučeninu jako kovový kofaktor. Tyto bakterie postrádají vnitřní membránu.

Při svém metabolismu je vodík zabudován do hydrogenázy v plazmatické membráně a translokace protonů směrem ven.

Tímto způsobem prochází vnější vodík do vnitřku a působí jako vnitřní hydrogenáza a přeměňuje NAD ⁺ na NADH, které společně s oxidem uhličitým a ATP přecházejí do Calvinova cyklu.

Hydrogenomonasové bakterie jsou také schopné používat řadu organických sloučenin jako zdrojů energie.

Reference

1. Prescott, Harley a Klein Microbiology 7. vydání. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
2. Přispěvatelé Wikipedie, «Chemiotroph,» Wikipedia, Encyklopedie zdarma, en.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Medical Microbiology, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
4. González M, González N. Manuál lékařské mikrobiologie. 2. vydání, Venezuela: Ředitelství médií a publikací z University of Carabobo; 2011.
5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biologie 2. Skupina propagátorů Santillany. ISBN 974-84-7918-349-3