AUTOTROFINĖS BAKTERIJOS: CHARAKTERISTIKOS, SKIRTUMAI SU HETEROTROFAIS IR PAVYZDYS - BIOLOGIJA - 2025

Kad autotrofinės bakterijos yra mikroorganizmai, turintys medžiagų apykaitos aparatai gana sudėtinga. Šios bakterijos yra pajėgios įsisavinti neorganines medžiagas, paversti jas organinėmis medžiagomis, kurias vėliau panaudoja gamindamos biologines molekules, reikalingas jų vystymuisi.

Todėl šios rūšies mikroorganizmai yra nepriklausomi, elgiasi kaip laisvai gyvenantys organizmai. Jiems nereikia įsiskverbti į kitus organizmus ar suskaidyti negyvų organinių medžiagų, kad gautų reikalingų maistinių medžiagų.

Raudonos ir žalios autotrofinės bakterijos. Šaltinis: publicdomainpictures.net

Autotrofinės bakterijos vaidina pagrindinį vaidmenį ekosistemoje, nes jos teikia organines medžiagas, būtinas kitų gyvų būtybių vystymuisi. Tai yra, jie atlieka gyvybiškai svarbias ekologinės pusiausvyros palaikymo funkcijas.

Manoma, kad šie organizmai yra pirmoji gyvybės forma planetoje; Ir daugelyje ekosistemų jie pradeda maisto grandinę.

Autotrofinės bakterijos randamos įvairiose ekologinėse nišose. Pavyzdžiui, purvas jūrinis sniegas, gaivūs ir sūrūs vandenys, karštos versmės, dirvožemis, iš kurių gaminasi organinės medžiagos.

Autotrofinių bakterijų charakteristika

Priklausomai nuo metabolinės sistemos, kurią autotrofinės bakterijos naudoja neorganiniams junginiams paimti ir paversti organiniais junginiais, jos yra klasifikuojamos kaip fotoautotrofai arba chemoautotrofai.

Fotoautotrofai

Fotoautotrofiniams organizmams priskiriami dumbliai, augalai ir kai kurios bakterijos. Joms būdingas saulės energijos naudojimas kaip energijos šaltinis neorganinių medžiagų pavertimui organinėmis medžiagomis.

Fotoautotrofinės bakterijos savo ruožtu yra padalintos į deguonies ir anoksigeniškas fotoautotrofus.

Deguoninės fotoautotrofinės bakterijos

Šios rūšies bakterijose vyksta fotosintezės procesas, kuris susideda iš saulės energijos sugavimo per žaliąjį pigmentą, vadinamą bakteriochlorofilu, ir paverčiant jį chemine energija.

Energija naudojama anglies dioksidui iš aplinkos pasiimti, kartu su vandeniu ir mineralinėmis druskomis gaminant gliukozę ir deguonį. Gliukozė naudojama vidiniams medžiagų apykaitos procesams, o deguonis išleidžiamas į išorę.

Anoksigeniškos fotoautotrofinės bakterijos

Jie pasižymi anaerobinėmis bakterijomis, nes kvėpavimo procese jie nenaudoja deguonies, nepažeisdami jų. Jie taip pat naudoja saulės spindulius kaip energijos šaltinį. Kai kurie oksiduoja Fe ² , kai nėra deguonies.

Chemoautotrofai

Chemoautotrofinės bakterijos medžiagų apykaitos procesams naudoja cheminę energiją. Jis gaunamas oksiduojant neorganinius junginius, be to, kad kaip anglies šaltinis naudojamas CO2.

Sumažinti neorganiniai elementai, paimti iš aplinkos, yra vandenilio sulfidas, elementinė siera, juodoji geležis, molekulinis vandenilis ir amoniakas.

Jų egzistavimas garantuoja kitų gyvų būtybių gyvybę, nes neorganiniai junginiai, kuriuos jie paima iš aplinkos, yra toksiški kitiems mikroorganizmams. Be to, autotrofinių bakterijų išskiriami junginiai gali būti prilyginami kai kurioms heterotrofinėms bakterijoms.

Chemoautotrofinių bakterijų yra labai daug. Jie paprastai gyvena priešiškose ekosistemose, tai yra, jie yra ekstremistai

Taip pat yra kitų organizmų, kurie elgiasi kaip autotrofai, bet priklauso kitoms sritims. Pavyzdžiui, Archaea sritis (metanogenai ir termoacidofilai). Tačiau kadangi tai nėra normalios bakterijos, šiame straipsnyje jos nebus svarstomos.

Autotrofinės bakterijos skirstomos į halogenus, sieros oksidatorius ir reduktorius, nitritus, geležies ir anamokso bakterijas.

Halofilai

Tai yra bakterijos, kurios atlaiko didelę druskos koncentraciją. Šios bakterijos paprastai yra griežtos arba ekstremalios halogenos. Jie gyvena jūrinėje aplinkoje, tokioje kaip Negyvoji jūra.

Sieros oksidatoriai

Jie taip pat žinomi kaip suloksidantai. Šie mikroorganizmai paima neorganinę sierą iš aplinkos, kad ją oksiduotų ir sudarytų savo metabolinius produktus.

Tai reiškia, kad jie surenka vandenilio sulfidą (kvapias dujas), susidariusį skaidydami organinius junginius, kuriuose yra sulfato, ir kuriuos vykdo anaerobinės heterotrofinės bakterijos.

Sulfoksidantai yra aerobiniai chemoautotrofai ir paverčia vandenilio sulfidą elementine siera.

Jie atlaiko aukštą temperatūrą, gyvena ekstremaliose ekologinėse nišose, tokiose kaip aktyvūs ugnikalniai, karštosios versmės ar vandenynų hidroterminės angos, ir pirito (geležies sulfido mineralo) telkiniuose.

Geležies bakterijos

Jų galima rasti dirvožemyje, kuriame gausu geležies, upėse ir požeminiame vandenyje. Šios rūšies bakterijos paima geležies jonus ir kartais manganą susilpnintoje būsenoje ir juos oksiduoja, sudarydamos geležies arba mangano oksidą.

Geležies oksidas suteikia substratui, kuriame gyvena šios bakterijos, būdingą rausvai oranžinę spalvą.

Nitrifiers

Tai yra bakterijos, atsakingos už redukuotų neorganinių azoto junginių, tokių kaip amonis ar amoniakas, oksidaciją, paverčiant juos nitratais.

Jų galima rasti žemėje, gėlame vandenyje ir druskos vandenyje. Jie visiškai išsivysto ten, kur yra didelis baltymų skaidymasis, todėl susidaro amoniakas.

Anammox bakterijos

Tai yra bakterijos, kurios anaerobiškai oksiduoja amonio joną ir nitritą ir sudaro azoto dujas.

Autotrofinių ir heterotrofinių bakterijų skirtumai

Gyvenimo būdas

Visų tipų autotrofinės bakterijos (fotoautotrofai ir chemoautotrofai) yra laisvai gyvenančios - tai savybė, kurią jie turi su fotoheterotrofais, tuo tarpu chemoheterotrofai turi gauti maistinių medžiagų parazituodami kito tipo organizmus.

Kita vertus, chemoautotrofinės bakterijos skiriasi nuo chemoheterotrofų buveinėmis, kuriose jos vystosi. Chemoautotrofinės bakterijos dažnai gyvena ekstremaliomis aplinkos sąlygomis, kai jos oksiduoja neorganinius elementus, kurie yra toksiški kitiems mikroorganizmams.

Chemoheterotrofinės bakterijos paprastai gyvena aukštesniųjų organizmų viduje.

Mityba

Autotrofinės bakterijos naudoja neorganines medžiagas organiniams junginiams sintetinti. Jiems gyventi reikia tik vandens, neorganinių druskų ir anglies dioksido.

Nors heterotrofinėms bakterijoms augti ir vystytis reikalingas anglies šaltinis iš jau pagamintų sudėtingų organinių junginių, tokių kaip gliukozė.

Mikroskopinis tyrimas

Kai kurių ekosistemų autotrofines bakterijas galima suskaičiuoti naudojant epifluorescencijos pagrįstą mikroskopijos metodą.

Ši technika naudoja fluorochromą, pavyzdžiui, primuliną ir sužadinimo filtrus, skirtus mėlynai ir ultravioletiniams spinduliams. Autotrofinės bakterijos nuo heterotrofų skiriasi tuo, kad yra ryškiai baltai mėlynos spalvos, neužmaskuodamos bakteriochlorofilo auto-fluorescencijos, tuo tarpu heterotrofai nedažo.

Ligos gamintojai

Autotrofinės bakterijos yra saprofitai ir nesukelia žmonių ligų, nes joms gyventi nereikia parazituoti aukštesnių organizmų.

Priešingai, bakterijos, sukeliančios žmonių, gyvūnų ir augalų užkrečiamąsias ligas, priklauso heterotrofinių bakterijų grupei, konkrečiai - chemoheterotrofams.

Autotrofinių bakterijų rūšių pavyzdžiai

Deguonies fotoautotrofai

Šioje klasifikacijoje yra melsvadumbliai. Tai yra vienintelės prokariotinės ląstelės, atliekančios deguonies fotosintezę.

Jos yra vandens bakterijos, dažniausios yra Prochlorococcus ir Synechococcus gentys. Abu yra jūrinio pikoplanktono dalis.

Taip pat žinomos Chroococidiopsis, Oscillatoria, Nostoc ir Hapalosiphon gentys.

Anoksigeniški fotoautotrofai

Šioje klasifikacijoje yra:

- Sieros neturinčios violetinės arba raudonos spalvos bakterijos Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Tačiau jie taip pat gali vystytis fotoheterotrofiškai.

- Violetinė arba sieros raudona: Chromatium winesum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Neapdoroti žalumynai: „Chloroflexus“ ir „Chloronema“.

- Sieros žalumynai: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

Chemoautotrofai

Bespalvės sieros bakterijos

Pavyzdžiai: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Azoto bakterijos

Pavyzdžiai: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter ir Nitrococcus genčių bakterijos.

Geležies bakterijos

Pavyzdžiai: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans ir Leptospirilum ferroxidans.

Vandenilio bakterijos

Gyvybiniams procesams atlikti jie naudoja molekulinį vandenilį. Vandeniliobakterijų pavyzdys.

Anammox bakterijos

Gėlo vandens padermių pavyzdžiai: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Sūraus vandens kamieno pavyzdys: Scalindua.

Nuorodos

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Autotrofinės ir heterotrofinės bakterijos, susijusios su purvinu jūriniu sniegu ant rifų su žemyniniu nuotėkiu. Universiteto mokslas, 2015, 20 (1): 9-16.
2. "Metanogenezė." Vikipedija, nemokama enciklopedija. 2018 m. Lapkričio 28 d., 19:53 UTC. 2019 m. Gegužės 5 d., 21:11, galima rasti: es.wikipedia.org.
3. Anammox. Vikipedija, nemokama enciklopedija. 2016 12 24, 12:22 UTC. 2019 m. Gegužės 5 d., 21:13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Sulfatų pašalinimas anaerobinio-aerobinio judančio sluoksnio reaktoriuje. Disertacija, kuria siekiama įgyti aplinkos inžinerijos magistro laipsnį. 2088 m., UNAM inžinerijos institutas. Galima rasti: ptolomeo.unam
5. Maitinančios bakterijos. Vikipedija, nemokama enciklopedija. 2018 m. Lapkričio 16 d., 15:13 UTC. 2019 m. Gegužės 5 d., 22:21
6. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobinės bakterijos: procesai, vykdantys ir prisidedantys prie planetos gyvybės tvarumo. NENORITE. 2015; 13 (23): 55–81. Galima rasti: scielo.org.