HETEROTROPNÉ BAKTÉRIE: VLASTNOSTI A PRÍKLADY DRUHOV - BIOLÓGIE - 2025

Tieto heterotrofné baktérie , nazývané tiež organotrofas sú mikroorganizmy, ktoré syntetizujú vlastní biomolekúl zo zložitých organických zlúčenín obsahujúcich uhlík, ale môže zachytiť rôzne anorganické prvky uhlík. Niektorí potrebujú parazitovať vyššie organizmy, aby prežili.

Heterotropné baktérie sa delia na fotoheterotropné a chemoheterotropné. Obidve používajú organické zlúčeniny ako zdroj uhlíka, ale líšia sa tým, že prvé používajú svetlo ako zdroj energie a druhé používajú chemickú energiu.

Obrázok vľavo: editoval sa cyklus heteotropných a autotrofných baktérií. Obrázok vpravo: Ilustratívne znázornenie heterotrofných baktérií. Zdroj: ľavý obrázok: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivative work: Leptictidium / right image: Pixabay. com

Heterotropné baktérie sú prítomné v mnohých ekosystémoch, ako sú napríklad pôda, voda, morský bahnitý sneh a podieľajú sa na ekologickej rovnováhe. Možno ich tiež nájsť ako parazitujúce vyššie organizmy, ako sú rastliny, zvieratá alebo ľudia, buď ako patogény alebo ako oportunisti v symbiotickom vzťahu.

Charakteristika heterotrofných baktérií

V prírode sa pozorovalo, že existencia rôznych druhov baktérií umožňuje život ekosystémov, pretože produkty, ktoré jeden vytvára, používajú ostatné v reťazci. Tieto baktérie sú strategicky distribuované, takmer vždy stratifikované.

Napríklad sa zistilo, že aeróbne heterotrofné baktérie sa často objavujú spolu s cyanobaktériami (fotoautotropné baktérie, ktoré uvoľňujú kyslík).

V tomto zmysle môžu aeróbne heterotrofy a aeróbne autotrofy používať kyslík, čo zase vytvára anaeróbne podmienky v hlbších vrstvách, kde sa nachádzajú anaeróbne baktérie.

V závislosti od charakteristík, ako je druh paliva, ktoré používajú na prežitie, možno heterotrofné baktérie rozdeliť do rôznych skupín.

Baktérie sulforeduktázy

Sú to baktérie, ktoré sú za anaeróbnych podmienok schopné redukovať síran (soľ alebo estery kyseliny sírovej) bez asimilácie. Používajú sa iba ako konečný akceptor elektrónov v dýchacom reťazci.

Tieto baktérie pomáhajú pri degradácii organických látok a nachádzajú sa v rôznych ekologických výklenkoch, ako sú sladké vody, kanalizačné vody, slané vody, horúce pramene a geotermálne oblasti. Tiež v ložiskách síry, ropných a plynových vrtoch, ako aj v črevách cicavcov a hmyzu.

Hydrolázové baktérie

Sú to anaeróbne baktérie, ktoré štiepia organické polyméry (celulóza a hemicelulóza) na malé molekuly, takže ich môžu absorbovať bunkové membrány. Na tento účel majú systém enzýmov nazývaných hydrolázy (endokeluláza, exkoceluláza a cellobióza).

Po hydrolýze vznikajú rôzne organické kyseliny, ako je kyselina mliečna, kyselina propiónová, kyselina octová, butanol, etanol a acetón. Tieto sa potom premieňajú na plynný metán.

Putrefaktívne baktérie

Sú to baktérie, ktoré sa podieľajú na katabolickej degradácii dusíkatých zlúčenín za anaeróbnych podmienok, pričom vznikajú zlúčeniny s nepríjemným zápachom, a preto ich meno (hniloba). Tento proces vytvára uhlík a dusík, ktoré potrebujú na svoj rozvoj.

Bezsírové červené baktérie rodiny

Tieto baktérie sa vyznačujú tým, že sú rovné, pohyblivé bacily s polárnym bičíkom. Sú fakultatívnymi anaeróbmi: v anaerobióze vykonávajú proces fotosyntézy, ale v aerobióze nie.

Tieto baktérie fotoasimilujú veľké množstvo organických zlúčenín, ako sú cukry, organické kyseliny, aminokyseliny, alkoholy, mastné kyseliny a aromatické zlúčeniny.

Zelené nesírové anoxygénne baktérie

Sú to vláknité baktérie, ktoré sa môžu vyvíjať ako fotoautrofy, chemohetrofie alebo fotoheterotropy.

Prísne aeróbne a fakultatívne anaeróbne baktérie

Sem zadajte rôzne druhy, ktoré môžu byť súčasťou zvyčajných mikrobiotov vyšších organizmov alebo pôsobiť ako ich patogény.

Rozdiely od autotrofných baktérií

životný štýl

Chemoheterotropné aj chemoautotropné baktérie používajú na život chemickú energiu. Líšia sa však tým, že chemoheterotrofy sú závislé organizmy, pretože na získanie organických zlúčenín potrebných na ich vývoj musia parazitovať ďalšie vyššie organizmy.

Táto vlastnosť ich odlišuje od chemoautotropných baktérií, ktoré sú úplne voľne žijúcimi organizmami (saprofyty), ktoré odoberajú jednoduché anorganické zlúčeniny z prostredia na vykonávanie svojich životne dôležitých funkcií.

Fotoheterotrofy a fotoautotrofy sú podobné tým, že obidve používajú slnečné svetlo na premenu na chemickú energiu, líšia sa však v tom, že fotoheterotropné látky asimilujú organické zlúčeniny a fotoautotrofy to robia s anorganickými zlúčeninami.

habitat

Na druhej strane sa chemoheterotropné baktérie líšia od chemoautotrofov v lokalite, kde sa vyvíjajú.

Chemoheterotropné baktérie všeobecne parazitujú vyššie organizmy na život. Na druhej strane chemoautotropné baktérie vydržia extrémne podmienky prostredia.

V týchto prostrediach získavajú chemoautotropné baktérie anorganické prvky, ktoré potrebujú na život, látky, ktoré sú vo všeobecnosti toxické pre iné mikroorganizmy. Tieto baktérie oxidujú tieto zlúčeniny a menia ich na látky priaznivejšie pre životné prostredie.

Výživa

Heterotropné baktérie iba asimilujú komplexné organické zlúčeniny, ktoré už boli pripravené, aby boli schopné syntetizovať biomolekuly potrebné na ich vývoj. Jedným zo zdrojov uhlíka, ktoré tieto baktérie najviac využívajú, je glukóza.

Naopak, autotrofné baktérie potrebujú vodu, anorganické soli a oxid uhličitý, aby získali svoje živiny. To znamená, že z jednoduchých anorganických zlúčenín môžu syntetizovať organické zlúčeniny.

Aj keď heterotrofné baktérie nepoužívajú oxid uhličitý ako zdroj uhlíka ani ako posledný akceptor elektrónov, môžu ho v niektorých prípadoch použiť v malom množstve na uskutočnenie karboxylácie v určitých anabolických a katabolických dráhach.

Mikroskopická štúdia

V niektorých ekosystémoch je možné odobrať vzorky na štúdium populácie fotoautotropných a fotoheterotropných baktérií. Na tento účel sa používa mikroskopická technika založená na epifluorescencii: používajú sa fluórchróm, ako je primulín a excitačné filtre pre modré a ultrafialové svetlo.

Heterotrofné baktérie sa touto technikou nezafarbujú, zatiaľ čo autotrofy nadobúdajú jasnú belavú modrú farbu, ktorá tiež vykazuje autofluorescenciu bakteriochlorofylu. Heterotrofický počet sa získa odpočítaním celkového počtu baktérií mínus autotrofy.

Výroba chorôb

V tomto zmysle patria baktérie, ktoré spôsobujú choroby u ľudí, zvierat a rastlín, do skupiny chemoheterotropných baktérií.

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

Príklady heterotrofných baktérií

Photoheterotrophs

Baktérie patriace do tejto skupiny sú vždy fotosyntetické, pretože zvyšok mikroorganizmov, ktoré zdieľajú túto klasifikáciu, sú eukaryotické riasy.

Baktérie síry sú vo všeobecnosti fotoautotropné, ale niekedy môžu fotoheterotropne rásť. Avšak, bude vždy vyžadovať malé množstvo anorganického materiálu (H ₂ S), zatiaľ čo tie, non-sírne sú photoheterotrophic.

Medzi fotoheterotropnými baktériami nájdeme nesulforfné červené baktérie, ako sú baktérie rodiny Bradyrhizobiaceae, rod Rhodopseudomonas.

Na druhej strane sú to nesírne zelené baktérie, ako aj heliobaktérie.

las

Sú to fakultatívne chemoautotrofy, to znamená, že bežne používajú ako zdroj energie na výrobu organických látok molekulárny vodík, ale sú tiež schopné na určitý účel použiť určitý počet organických zlúčenín.

Chemoheterotrophs

Chemoheterotropné baktérie zapojené do fixácie dusíka

Baktérie čeľade Frankiaceae, skupiny Rhizobiaceae a rodov Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella a Clostridium. Tieto mikroorganizmy sa podieľajú na fixácii elementárneho dusíka.

Väčšina to dokáže samostatne, ale niektorí musia nadviazať symbiotické vzťahy s rhizobiaceae a strukovinami.

Tento proces pomáha pri obnove pôdy a premieňa elementárny dusík na dusičnany a amoniak, ktoré sú prospešné, pokiaľ sú v pôde nízke koncentrácie.

Dusičnany a amoniak môžu byť potom absorbované rastlinami, takže tieto baktérie sú v prírode mimoriadne dôležité. Rhizobia je baktéria, ktorá sa v poľnohospodárstve používa najviac a je súčasťou biofertilizátorov.

Chemoheterotropné baktérie, ktoré sa zúčastňujú na procesoch hydrolýzy a acidogenézy organických látok

Putrefaktívne chemoheterotropné baktérie

Do tejto kategórie patria druhy rodu Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani a C. tetanomorfph. Podobne niektoré druhy rodov Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus a Proteus sú tiež hniloby.

Fakultatívne aeróbne a anaeróbne chemoheterotropné baktérie

Nachádzajú sa tu všetky baktérie, ktoré spôsobujú infekčné choroby u ľudí a zvierat. Tiež tie, ktoré sú súčasťou obvyklej mikrobioty.

Príklady: Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, rodiny Pseudomonadaceae, medzi inými.

Referencie

1. González M, González N. Manuál lekárskej mikrobiológie. 2. vydanie, Venezuela: riaditeľstvo médií a publikácií University of Carabobo; 2011.
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaeróbne bakteriálne procesy, ktoré vykonávajú a prispievajú k udržateľnosti planéty. Nova, 2015; 13 (24): 55 - 81. K dispozícii na: Dostupné na: http://www.scielo.org
3. Fakultatívne baktérie. (2019, 6. mája). Wikipedia, slobodná encyklopédia. Dátum konzultácie: 06:53, 8. mája 2019 zo stránok es.wikipedia.org.
4. Bianchini L. Environmentálna mikrobiológia. Klasifikácia a fylogénia heterotrofných baktérií. 2012. Vyššia technika v environmentálnom manažmente.
5. 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.