AUTOTROFNÉ BAKTÉRIE: CHARAKTERISTIKY, ROZDIELY S HETEROTROFAMI A PRÍKLAD - BIOLÓGIE - 2025

Tieto autotrofné baktérie sú mikroorganizmy, ktoré majú metabolické zariadenie pomerne zložité. Tieto baktérie sú schopné asimilovať anorganickú hmotu, premeniť ju na organickú hmotu, ktorú potom používajú na vytvorenie biomolekúl potrebných na ich vývoj.

Preto sú tieto typy mikroorganizmov nezávislé a správajú sa ako voľne žijúce organizmy. Na získanie živín, ktoré potrebujú na prežitie, nemusia napádať iné organizmy ani rozkladať mŕtve organické látky.

Červené a zelené autotrofné baktérie. Zdroj: publicdomainpictures.net

Autotrofné baktérie zohrávajú v ekosystéme zásadnú úlohu, pretože poskytujú organickú hmotu potrebnú na rozvoj iných živých bytostí. To znamená, že plnia životne dôležité funkcie na udržanie ekologickej rovnováhy.

Tieto organizmy sa považujú za prvú formu života na planéte; A v mnohých ekosystémoch začínajú potravinový reťazec.

Autotrofné baktérie sa nachádzajú v rôznych ekologických oblastiach. Napríklad bahnitý morský sneh, sladká a slaná voda, horúce pramene, pôda, okrem iného, ​​produkujúca organickú hmotu.

Charakteristiky autotrofných baktérií

V závislosti od metabolického systému, ktorý autotrofné baktérie používajú na prijímanie anorganických zlúčenín a ich transformáciu na organické zlúčeniny, sú klasifikované ako fotoautotrofy alebo chemoautotrofy.

Photoautotrophs

Fotoautotropné organizmy zahŕňajú riasy, rastliny a niektoré baktérie. Vyznačujú sa využívaním slnečného svetla ako zdroja energie na uskutočnenie procesu premeny anorganických látok na organické látky.

V prípade fotoautotrofných baktérií sa tieto ďalej delia na kyslíkové a anoxygénne fotoautotrofy.

Kyslíkové fotoautotropné baktérie

Pri tomto type baktérií sa vyskytuje proces fotosyntézy, ktorý spočíva v zachytávaní slnečnej energie prostredníctvom zeleného pigmentu nazývaného bakteriochlorofyl a premene na chemickú energiu.

Energia sa používa na prijímanie oxidu uhličitého z prostredia a spolu s vodou a minerálnymi soľami na tvorbu glukózy a kyslíka. Glukóza sa používa na vnútorné metabolické procesy a kyslík sa uvoľňuje von.

Anoxygénne fotoautotropné baktérie

Vyznačujú sa anaeróbnymi baktériami, pretože pri dýchacom procese nepoužívajú kyslík bez toho, aby ich poškodili. Používajú tiež slnečné svetlo ako zdroj energie. Niektoré oxidujú Fe ² v neprítomnosti kyslíka.

chemoautotrophs

Chemoautotrofné baktérie používajú chemickú energiu pre svoje metabolické procesy. Toto sa získava oxidáciou anorganických zlúčenín, okrem použitia CO2 ako zdroja uhlíka.

Medzi redukované anorganické prvky z prostredia patrí sírovodík, elementárna síra, železné železo, molekulárny vodík a amoniak.

Ich existencia zaručuje život iných živých bytostí, pretože anorganické zlúčeniny, ktoré získavajú z prostredia, sú toxické pre iné mikroorganizmy. Ďalej môžu byť zlúčeniny uvoľňované autotrofnými baktériami asimilované niektorými heterotrofnými baktériami.

Chemoautotrofné baktérie sú veľmi početné. Zvyčajne žijú v nepriateľských ekosystémoch, to znamená, že sú extrémmi.

Existujú aj iné organizmy, ktoré sa správajú ako autotrofy, ale patria do iných domén. Napríklad doména Archaea (metanogény a termoacidofily). Keďže však nejde o normálne baktérie, v tomto článku sa nebudú brať do úvahy.

Autotrofné baktérie sa delia na halogénfily, oxidanty síry a redukčné činidlá, nitrifikátory, železné baktérie a anammoxové baktérie.

halophiles

Sú to baktérie, ktoré vydržia vysoké koncentrácie soli. Tieto baktérie sú zvyčajne prísne alebo extrémne halogénfily. Žijú v morskom prostredí, ako je napríklad Mŕtve more.

Oxidátory síry

Sú známe aj ako sulfoxidačné baktérie. Tieto mikroorganizmy berú anorganickú síru z prostredia, aby ju oxidovali a pripravovali si vlastné metabolické produkty.

To znamená, že zachytávajú sírovodík (pachový plyn) generovaný rozkladom organických zlúčenín, ktoré obsahujú síran, uskutočňovaný anaeróbnymi heterotrofnými baktériami.

Sulfoxidačné baktérie sú aeróbne chemoautotrofy a prevádzajú sírovodík na elementárnu síru.

Odolávajú vysokým teplotám, žijú v extrémnych ekologických výklenkoch, ako sú aktívne sopky, horúce pramene alebo oceánske hydrotermálne prieduchy, a v ložiskách pyritu (minerál sulfidu železa).

Železné baktérie

Nachádza sa v pôdach, riekach a podzemných vodách bohatých na železo. Tieto typy baktérií berú ióny železa a niekedy aj mangán v redukovanom stave a oxidujú ich, pričom vytvárajú oxid železa alebo mangánu.

Oxid železa dáva substrátu, v ktorom tieto baktérie žijú, charakteristickú červeno-oranžovú farbu.

Nitrifiers

Sú to baktérie, ktoré sú zodpovedné za oxidáciu redukovaných anorganických zlúčenín dusíka, ako sú amoniak alebo amoniak, na ich premenu na dusičnany.

Nájdete ich na zemi, v sladkej vode a v slanej vode. Plne sa vyvíjajú tam, kde existuje vysoká miera odbúravania bielkovín, s následnou produkciou amoniaku.

Baktérie Anammox

Sú to baktérie, ktoré anaeróbne oxidujú amónny ión a dusitan a vytvárajú plynný dusík.

Rozdiely medzi autotrofnými a heterotropnými baktériami

životný štýl

Všetky typy autotrofných baktérií (fotoautotrofy a chemoautotrofy) sú voľne žijúce, čo je charakteristická vlastnosť, ktorú zdieľajú s fotoheterotrofami, zatiaľ čo chemoheterotrofy musia získavať svoje živiny pomocou parazitujúcich organizmov iného typu.

Na druhej strane sa chemoautotropné baktérie líšia od chemoheterotrofov podľa biotopu, v ktorom sa vyvíjajú. Chemoautotrofné baktérie obvykle žijú v extrémnych podmienkach prostredia, kde oxidujú anorganické prvky, ktoré sú toxické pre iné mikroorganizmy.

Naproti tomu chemoheterotropné baktérie obvykle žijú vo vyšších organizmoch.

Výživa

Autotrofné baktérie používajú na syntézu organických zlúčenín anorganickú hmotu. Ako zdroj uhlíka potrebujú iba vodu, anorganické soli a oxid uhličitý.

Zatiaľ čo heterotrofné baktérie potrebujú pre svoj rast a vývoj zdroj uhlíka z už vyrobených komplexných organických zlúčenín, ako je glukóza.

Mikroskopická štúdia

Počítanie autotrofných baktérií z niektorých ekosystémov sa môže uskutočniť pomocou mikroskopickej metódy založenej na epifluorescencii.

Táto technika využíva fluórchróm, ako je primulín a excitačné filtre pre modré a ultrafialové svetlo. Autotrofné baktérie sa líšia od heterotrofov v tom, že sú zafarbené jasne belavej modrej, bez maskovania autofluorescencie bakteriochlorofylu, zatiaľ čo heterotrofy sa nezafarbujú.

Výrobcovia chorôb

Autotrofné baktérie sú saprofyty a nespôsobujú ochorenie ľudí, pretože nemusia parazitovať vyššie organizmy, aby mohli žiť.

Naopak, baktérie, ktoré spôsobujú infekčné choroby u ľudí, zvierat a rastlín, patria do skupiny heterotrofných baktérií, konkrétne chemoheterotrofov.

Príklady druhov autotrofných baktérií

Oxygenické fotoautotrofy

V tejto klasifikácii sú cyanobaktérie. Toto sú jediné prokaryotické bunky, ktoré vykonávajú kyslíkovú fotosyntézu.

Sú to vodné baktérie, najbežnejšie sú rody Prochlorococcus a Synechococcus. Obidve sú súčasťou morského picoplanktónu.

Známe sú aj rody Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc a Hapalosiphon.

Anoxygenické fotoautotrofy

V tejto klasifikácii sú:

- Bezsírové fialové alebo červené baktérie Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Môžu sa však tiež vyvíjať fotoheterotropne.

- Fialová alebo sírová červená: Chromatium wineum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Zelene bez síry: Chloroflexus a Chloronema.

- Sírové zelené: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

chemoautotrophs

Bezfarebné sírne baktérie

Príklady: tiobacillus tiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Dusíkové baktérie

Príklady: baktérie rodov Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter a Nitrococcus.

Železné baktérie

Príklady: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans a Leptospirilum ferroxidans.

Vodíkové baktérie

Používajú molekulárny vodík na vykonávanie svojich životne dôležitých procesov. Príklad Vodíkové baktérie.

Baktérie Anammox

Príklady sladkovodných kmeňov: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Príklad kmeňa slanej vody: Scalindua.

Referencie

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Autotrofné a heterotrofné baktérie spojené s bahnitým morským snehom na útesoch s kontinentálnym odtokom. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.
2. "Methanogenesis." Wikipedia, slobodná encyklopédia. 28. november 2018, 19:53 UTC. 5. mája 2019, 21:11, k dispozícii na: es.wikipedia.org.
3. Anammox. Wikipedia, slobodná encyklopédia. 24. decembra 2016, 12:22 UTC. 5. mája 2019, 21:13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Eliminácia síranov v anaeróbno-aeróbnom reaktore s pohyblivým lôžkom. Diplomová práca spĺňajúca podmienky pre získanie magisterského titulu v odbore environmentálne inžinierstvo. 2088, Inžiniersky inštitút UNAM. K dispozícii na adrese: ptolomeo.unam
5. Nitrifikačné baktérie. Wikipedia, slobodná encyklopédia. 16. november 2018, 15:13 UTC. 5. mája 2019, 22:21
6. Corrales L, Antolinez D., Bohórquez J., Corredor A. Anaeróbne baktérie: procesy, ktoré vykonávajú a prispievajú k udržateľnosti života na planéte. NEMÁTE. 2015; 13 (23): 55 - 81. K dispozícii na: scielo.org.