Plik chemotrofy czyli chemosyntetyki to grupa organizmów, które do przetrwania wykorzystują jako surowiec zredukowane związki nieorganiczne, skąd pozyskują energię do późniejszego wykorzystania w metabolizmie oddechowym.
Ta właściwość tych mikroorganizmów polegająca na pozyskiwaniu energii z bardzo prostych związków do wytwarzania złożonych związków jest również znana jako chemosynteza, dlatego organizmy te są czasami nazywane chemosyntetykami..
Inną ważną cechą jest to, że mikroorganizmy te odróżniają się od reszty poprzez wzrost w pożywkach ściśle mineralnych i bez światła, dlatego czasami nazywane są chemolitotrofami..
Indeks artykułów
Bakterie te żyją tam, gdzie światło słoneczne przenika mniej niż 1%, to znaczy rosną w ciemności, prawie zawsze w obecności tlenu..
Jednak idealnym miejscem rozwoju bakterii chemosyntetycznych są warstwy przejściowe między warunkami tlenowymi i beztlenowymi..
Najczęstsze miejsca to: głębokie osady, otoczenie reliefów okrętów podwodnych lub wzniesienia okrętów podwodnych zlokalizowane w środkowej części oceanów, znane jako grzbiety śródoceaniczne.
Bakterie te są w stanie przetrwać w środowiskach o ekstremalnych warunkach. W tych miejscach mogą znajdować się kominy hydrotermalne, z których wypływa gorąca woda lub nawet wypływa magma..
Te mikroorganizmy są niezbędne w ekosystemie, ponieważ przekształcają toksyczne chemikalia emanujące z tych otworów wentylacyjnych w żywność i energię..
Dlatego organizmy chemosyntetyczne odgrywają fundamentalną rolę w odzyskiwaniu pożywienia mineralnego, a także ratują energię, która w przeciwnym razie zostałaby utracona..
Oznacza to, że promują utrzymanie łańcucha troficznego lub łańcucha pokarmowego.
Oznacza to, że promują transfer substancji odżywczych przez różne gatunki społeczności biologicznej, w których każdy żywi się poprzednim i jest pokarmem dla następnego, co pomaga utrzymać równowagę ekosystemu..
Bakterie te również przyczyniają się do ratowania lub poprawy niektórych środowisk ekologicznych skażonych wypadkami. Na przykład w obszarach wycieku ropy, czyli w takich przypadkach bakterie te pomagają w oczyszczaniu toksycznych odpadów, aby przekształcić je w bezpieczniejsze związki.
Organizmy chemosyntetyczne lub chemotroficzne dzieli się na chemoautotrofy i chemoheterotrofy.
Używają COdwa jako źródło węgla, który jest asymilowany w cyklu Calvina i przekształcany w składniki komórkowe.
Z drugiej strony uzyskują energię z utleniania zredukowanych prostych związków nieorganicznych, takich jak: amoniak (NH3), diwodór (H.dwa), dwutlenek azotu (NOdwa-), siarkowodór (H.dwaS), siarka (S), trójtlenek siarki (S.dwaLUB3-) lub jon żelaza (Fedwa+).
Oznacza to, że ATP jest generowany przez fosforylację oksydacyjną podczas utleniania źródła nieorganicznego. Dlatego są samowystarczalne, nie potrzebują innej żywej istoty, aby przeżyć.
W przeciwieństwie do poprzednich, pozyskują one energię poprzez utlenianie złożonych zredukowanych cząsteczek organicznych, takich jak glukoza poprzez glikolizę, trójglicerydy poprzez beta-oksydację i aminokwasy poprzez oksydacyjną deaminację. W ten sposób uzyskują cząsteczki ATP.
Z drugiej strony organizmy chemoheterotroficzne nie mogą używać COdwa jako źródło węgla, jak robią to organizmy chemoautotroficzne.
Jak sama nazwa wskazuje, są to bakterie, które utleniają siarkę lub jej zredukowane pochodne.
Bakterie te są ściśle tlenowe i są odpowiedzialne za przekształcanie siarkowodoru, który jest wytwarzany podczas rozkładu materii organicznej, w celu przekształcenia go w siarczan (SO4-dwa), związek, który ostatecznie zostanie wykorzystany przez rośliny.
Siarczan zakwasza glebę do przybliżonego pH 2, ze względu na akumulację protonów H.+ i powstaje kwas siarkowy.
Cecha ta jest wykorzystywana w niektórych sektorach gospodarki, zwłaszcza w rolnictwie, gdzie potrafią korygować gleby skrajnie zasadowe..
Odbywa się to poprzez wprowadzenie do gleby sproszkowanej siarki, dzięki czemu obecne w niej wyspecjalizowane bakterie (sulfobakterie) utleniają siarkę, a tym samym wyrównują pH gleby do wartości odpowiednich dla rolnictwa..
Wszystkie gatunki chemolittroficzne utleniające siarkę są Gram-ujemne i należą do typu Proteobacteria. Przykładem bakterii utleniających siarkę jest Acidithiobacillus thiooxidans.
Niektóre bakterie mogą gromadzić siarkę elementarną (S.0) nierozpuszczalny w postaci granulek wewnątrz komórki, stosowany w przypadku wyczerpania zewnętrznych źródeł siarki.
W tym przypadku bakterie utleniają zredukowane związki azotu. Istnieją dwa rodzaje bakterii nitrozyfikacyjnych i bakterie nitryfikacyjne..
Te pierwsze są zdolne do utleniania amoniaku (NH3), który powstaje w wyniku rozkładu materii organicznej w celu przekształcenia go w azotyny (NOdwa), a te ostatnie przekształcają azotyny w azotany (NO3-), związki nadające się do użytku przez rośliny.
Przykładami bakterii nitrozyfikujących jest rodzaj Nitrosomonas, a jako bakterie nitryfikacyjne rodzaj Nitrobacter.
Bakterie te są kwasofilne, to znaczy do przeżycia wymagają kwaśnego pH, ponieważ przy pH obojętnym lub zasadowym związki żelazawe utleniają się samorzutnie, bez konieczności obecności tych bakterii.
Dlatego, aby te bakterie mogły utleniać związki żelaza (II) żelazawego (Fedwa+) do żelaza (Fe3+), pH podłoża musi być koniecznie kwaśne.
Należy zauważyć, że bakterie żelaza zużywają większość ATP wytwarzanego w reakcjach odwrotnego transportu elektronów, aby uzyskać niezbędną moc redukującą w wiązaniu COdwa.
Dlatego te bakterie muszą utleniać duże ilości Fe+dwa aby móc się rozwijać, ponieważ z procesu utleniania jest uwalniana niewielka ilość energii.
Przykład: bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans przekształca węglan żelaza obecny w kwaśnych wodach przepływających przez kopalnie węgla w tlenek żelaza.
Wszystkie gatunki chemolitroficzne utleniające żelazo są Gram-ujemne i należą do typu Proteobacteria..
Z drugiej strony wszystkie gatunki utleniające żelazo są również zdolne do utleniania siarki, ale nie odwrotnie..
Bakterie te wykorzystują wodór cząsteczkowy jako źródło energii do produkcji materii organicznej i wykorzystania COdwa jako źródło węgla. Bakterie te są fakultatywnymi chemoautotrofami.
Występują głównie w wulkanach. Nikiel jest niezbędny w jego środowisku, ponieważ wszystkie hydrogenazy zawierają ten związek jako metaliczny kofaktor. Bakterie te nie mają wewnętrznej błony.
W swoim metabolizmie wodór jest włączany do hydrogenazy w błonie komórkowej, przemieszczając protony na zewnątrz..
W ten sposób zewnętrzny wodór przechodzi do wnętrza działając jako wewnętrzna hydrogenazy, przekształcając NAD+ do NADH, które razem z dwutlenkiem węgla i ATP przechodzą do cyklu Calvina.
Bakterie Hydrogenomonas potrafią również wykorzystywać pewną liczbę związków organicznych jako źródła energii.
Jeszcze bez komentarzy