АВТОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ОТЛИЧИЯ ОТ ГЕТЕРОТРОФОВ И ПРИМЕР - БИОЛОГИЯ - 2025

В автотрофные бактерии , микроорганизмы , имеющие метаболический аппарат довольно сложным. Эти бактерии способны ассимилировать неорганическое вещество, превращать его в органическое вещество, которое затем используют для создания биомолекул, необходимых для своего развития.

Следовательно, эти типы микроорганизмов независимы и ведут себя как свободноживущие организмы. Им не нужно вторгаться в другие организмы или разлагать мертвые органические вещества, чтобы получить питательные вещества, необходимые для выживания.

Красные и зеленые автотрофные бактерии. Источник: publicdomainpictures.net

Автотрофные бактерии играют фундаментальную роль в экосистеме, поскольку они обеспечивают органическое вещество, необходимое для развития других живых существ. То есть они выполняют жизненно важные функции по поддержанию экологического баланса.

Эти организмы считаются первой формой жизни на планете; И во многих экосистемах они запускают пищевую цепочку.

Автотрофные бактерии обитают в различных экологических нишах. Например, мутный морской снег, пресная и соленая вода, горячие источники, почвы, среди прочего, производящие органические вещества.

Характеристики автотрофных бактерий

В зависимости от метаболической системы, которую автотрофные бактерии используют для получения неорганических соединений и преобразования их в органические соединения, они классифицируются как фотоавтотрофы или хемоавтотрофы.

фотоавтотрофов

Фотоавтотрофные организмы включают водоросли, растения и некоторые бактерии. Для них характерно использование солнечного света в качестве источника энергии для осуществления процесса преобразования неорганического вещества в органическое.

В случае фотоавтотрофных бактерий они, в свою очередь, делятся на оксигенные и аноксигенные фотоавтотрофы.

Кислородные фотоавтотрофные бактерии

У бактерий этого типа происходит процесс фотосинтеза, который заключается в улавливании солнечной энергии с помощью зеленого пигмента, называемого бактериохлорофиллом, и преобразования ее в химическую энергию.

Энергия используется для извлечения двуокиси углерода из окружающей среды и вместе с водой и минеральными солями для производства глюкозы и кислорода. Глюкоза используется для внутренних метаболических процессов, а кислород выделяется наружу.

Аноксигенные фотоавтотрофные бактерии

Для них характерно то, что они являются анаэробными бактериями, поскольку они не используют кислород в процессе дыхания, не повреждая их. Они также используют солнечный свет как источник энергии. Некоторые окисляют Fe ² в отсутствие кислорода.

хемоавтотрофов

Хемоавтотрофные бактерии используют химическую энергию для своих метаболических процессов. Его получают в результате окисления неорганических соединений в дополнение к использованию CO2 в качестве источника углерода.

Восстановленные неорганические элементы, взятые из окружающей среды, включают сероводород, элементарную серу, двухвалентное железо, молекулярный водород и аммиак.

Их существование гарантирует жизнь другим живым существам, поскольку неорганические соединения, которые они извлекают из окружающей среды, токсичны для других микроорганизмов. Кроме того, соединения, выделяемые автотрофными бактериями, могут ассимилироваться некоторыми гетеротрофными бактериями.

Хемоавтотрофные бактерии очень многочисленны. Обычно они живут во враждебных экосистемах, то есть являются экстремофилами.

Есть также другие организмы, которые ведут себя как автотрофы, но принадлежат к другим доменам. Например, домен архей (метаногены и термоацидофилы). Однако, поскольку это не обычные бактерии, в этой статье они рассматриваться не будут.

Автотрофные бактерии подразделяются на галофилы, окислители и восстановители серы, нитрификаторы, железобактерии и анаммокс-бактерии.

галофилы

Это бактерии, способные противостоять высоким концентрациям соли. Эти бактерии обычно являются строгими или экстремальными галофилами. Они живут в морской среде, такой как Мертвое море.

Окислители серы

Они также известны как сульфоксидантные бактерии. Эти микроорганизмы берут неорганическую серу из окружающей среды, чтобы окислить ее и произвести собственные продукты обмена.

То есть они улавливают сероводород (душистый газ), образующийся при разложении органических соединений, содержащих сульфат, осуществляемом анаэробными гетеротрофными бактериями.

Сульфоксидантные бактерии являются аэробными хемоавтотрофами и превращают сероводород в элементарную серу.

Они выдерживают высокие температуры, живут в экстремальных экологических нишах, таких как действующие вулканы, горячие источники или океанические гидротермальные источники, а также в месторождениях пирита (минерала сульфида железа).

Железные бактерии

Их можно найти в богатых железом почвах, реках и грунтовых водах. Эти типы бактерий принимают ионы железа, а иногда и марганец в их восстановленном состоянии и окисляют их, образуя оксид железа или марганца.

Оксид железа придает субстрату, в котором живут эти бактерии, характерный красновато-оранжевый цвет.

нитрификаторы

Это бактерии, которые отвечают за окисление восстановленных неорганических соединений азота, таких как аммоний или аммиак, с целью превращения их в нитраты.

Их можно найти на земле, в пресной и соленой воде. Они полностью развиваются там, где происходит высокая скорость распада белка с последующим образованием аммиака.

Бактерии анаммокс

Это бактерии, которые анаэробно окисляют ион аммония и нитрит и образуют газообразный азот.

Различия между автотрофными и гетеротрофными бактериями

образ жизни

Все типы автотрофных бактерий (фотоавтотрофы и хемоавтотрофы) являются свободноживущими, что у них есть общая характеристика с фотогетеротрофами, в то время как хемогетеротрофы должны получать свои питательные вещества от паразитирующих организмов другого типа.

С другой стороны, хемоавтотрофные бактерии отличаются от хемогетеротрофов средой обитания, в которой они развиваются. Хемоавтотрофные бактерии часто живут в экстремальных условиях окружающей среды, где они окисляют неорганические элементы, токсичные для других микроорганизмов.

Напротив, хемогетеротрофные бактерии обычно живут внутри высших организмов.

питание

Автотрофные бактерии используют неорганические вещества для синтеза органических соединений. Для жизни им нужна только вода, неорганические соли и углекислый газ.

В то время как гетеротрофные бактерии нуждаются для своего роста и развития в источнике углерода из уже полученных сложных органических соединений, таких как глюкоза.

Микроскопическое исследование

Подсчет автотрофных бактерий из некоторых экосистем может быть выполнен с использованием метода эпифлуоресцентной микроскопии.

В этом методе используются флуорохромы, такие как примулин, и фильтры возбуждения для синего и ультрафиолетового света. Автотрофные бактерии отличаются от гетеротрофов тем, что они окрашены в ярко-бело-голубой цвет, не маскируя автофлуоресценцию бактериохлорофилла, тогда как гетеротрофы не окрашиваются.

Производители болезней

Автотрофные бактерии являются сапрофитами и не вызывают заболеваний у людей, потому что им не нужно паразитировать на высших организмах, чтобы жить.

Напротив, бактерии, вызывающие инфекционные заболевания у людей, животных и растений, принадлежат к группе гетеротрофных бактерий, в частности хемогетеротрофов.

Примеры видов автотрофных бактерий

Кислородные фотоавтотрофы

В эту классификацию входят цианобактерии. Это единственные прокариотические клетки, которые осуществляют оксигенный фотосинтез.

Это водные бактерии, наиболее распространены роды Prochlorococcus и Synechococcus. Оба являются частью морского пикопланктона.

Также известны роды Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc и Hapalosiphon.

Аноксигенные фотоавтотрофы

В эту классификацию входят:

- Несернистые пурпурные или красные бактерии Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Однако они также могут развиваться фотогетеротрофно.

- Фиолетовый или серно-красный: Chromatium winesum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Несерная зелень: Chloroflexus и Chloronema.

- Сернистая зелень: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

хемоавтотрофов

Бесцветные серные бактерии

Примеры: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Азотные бактерии

Примеры: бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter и Nitrococcus.

Железные бактерии

Примеры: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirilum ferroxidans.

Водородные бактерии

Они используют молекулярный водород для выполнения своих жизненно важных процессов. Пример Hydrogenbacteria.

Бактерии анаммокс

Примеры пресноводных штаммов: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Пример морского штамма: Scalindua.

Ссылки

1. Энао А., Комба Н., Альварадо Э., Сантамария Дж. Автотрофные и гетеротрофные бактерии, связанные с илистым морским снегом на рифах с континентальным стоком. 2015, 20 (1): 9-16.
2. «Метаногенез.» Википедия, свободная энциклопедия. 28 ноя 2018, 19:53 UTC. 5 мая 2019 г., 21:11, Доступно на: es.wikipedia.org.
3. Анаммокс. Википедия, свободная энциклопедия. 24 декабря 2016, 12:22 UTC. 5 мая 2019, 21:13, es.wikipedia.org
4. Гастон Дж. Удаление сульфатов в анаэробно-аэробном реакторе с подвижным слоем. Диссертация на получение степени магистра экологической инженерии. 2088, Инженерный институт УНАМ. Доступно на: ptolomeo.unam
5. Нитрифицирующие бактерии. Википедия, свободная энциклопедия. 16 ноя 2018, 15:13 UTC. 5 мая 2019, 22:21
6. Корралес Л., Антолинес Д., Бохоркес Дж., Корредор А. Анаэробные бактерии: процессы, которые обеспечивают устойчивость жизни на планете и способствуют ее поддержанию. НЕ СОБИРАЕТСЯ. 2015; 13 (23): 55-81. Доступно на: scielo.org.