ГЕТЕРОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИМЕРЫ ВИДОВ - БИОЛОГИЯ - 2025

В гетеротрофные бактерии , называемые также organotrofas микроорганизмы , которые синтезируют свои собственные биомолекул из сложных органических соединений углеродистых но может захватывать различные неорганические элементы углерода. Некоторым необходимо паразитировать на высших организмах, чтобы выжить.

Гетеротрофные бактерии делятся на фотогетеротрофы и хемогетеротрофы. Оба используют органические соединения в качестве источника углерода, но отличаются тем, что первые используют свет в качестве источника энергии, а вторые используют химическую энергию.

Изображение слева: отредактированный цикл гетеотрофных и автотрофных бактерий. Изображение справа: иллюстративное изображение гетеротрофных бактерий. Источник: Изображение слева: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggström, производная работа: Leptictidium / Изображение справа: Pixabay. ком

Гетеротрофные бактерии присутствуют во многих экосистемах, таких как почва, вода, морской илистый снег и другие, участвуя в экологическом балансе. Они также могут быть обнаружены паразитирующими на высших организмах, таких как растения, животные или люди, в качестве патогенов или оппортунистов в симбиотических отношениях.

Характеристики гетеротрофных бактерий

В природе наблюдалось, что существование различных типов бактерий делает возможной жизнь экосистем, поскольку продукты, производимые одними, используются другими в цепочке. Эти бактерии распределены стратегически, почти всегда стратифицированы.

Например, было замечено, что аэробные гетеротрофные бактерии часто появляются вместе с цианобактериями (фотоавтотрофные бактерии, выделяющие кислород).

В этом смысле аэробные гетеротрофы и аэробные автотрофы могут использовать кислород, в свою очередь создавая анаэробные условия в более глубоких слоях, где обнаруживаются анаэробные бактерии.

В зависимости от характеристик, таких как тип топлива, которое они используют для выживания, гетеротрофные бактерии можно разделить на разные группы.

Бактерии сульфордуктазы

Это бактерии, которые в анаэробных условиях способны восстанавливать сульфат (соль или сложные эфиры серной кислоты), не усваивая его. Они используют его только в качестве последнего акцептора электронов в дыхательной цепи.

Эти бактерии помогают в разложении органических веществ и встречаются в различных экологических нишах, таких как пресная вода, канализационная вода, соленая вода, горячие источники и геотермальные зоны. Также в месторождениях серы, нефтяных и газовых скважинах, а также в кишечнике млекопитающих и насекомых.

Бактерии гидролазы

Это анаэробные бактерии, которые расщепляют органические полимеры (целлюлозу и гемицеллюлозу) на небольшие молекулы, чтобы они могли поглощаться клеточными мембранами. Для этого у них есть система ферментов, называемых гидролазами (эндоцеллюлаза, экзоцеллюлаза и целлобиаза).

После гидролиза образуются различные органические кислоты, такие как молочная кислота, пропионовая кислота, уксусная кислота, бутанол, этанол и ацетон. Затем они превращаются в метан.

Гнилостные бактерии

Это бактерии, которые участвуют в катаболическом разложении азотистых соединений в анаэробных условиях с образованием соединений с неприятным запахом, отсюда и их название (гнилостные). В результате этого процесса генерируются углерод и азот, необходимые для их развития.

Несернистые красные бактерии семейства

Эти бактерии характеризуются тем, что представляют собой прямые подвижные бациллы с полярным жгутиком. Это факультативные анаэробы: при анаэробиозе они осуществляют процесс фотосинтеза, а при аэробиозе - нет.

Эти бактерии фотоассимилируют большое количество разнообразных органических соединений, таких как сахара, органические кислоты, аминокислоты, спирты, жирные кислоты и ароматические соединения.

Зеленые несернистые аноксигенные бактерии

Это нитчатые бактерии, которые могут развиваться как фотоавтотрофы, хемогетрофы или фотогетеротрофы.

Строгие аэробные и факультативные анаэробные бактерии

Сюда входят различные виды, которые могут быть частью обычной микробиоты высших организмов или выступать в качестве их патогенов.

Отличия от автотрофных бактерий

образ жизни

И хемогетеротрофные, и хемоавтотрофные бактерии используют химическую энергию для жизни. Однако они отличаются тем, что хемогетеротрофы являются зависимыми организмами, поскольку им необходимо паразитировать на других высших организмах для получения органических соединений, необходимых для их развития.

Эта характеристика отличает их от хемоавтотрофных бактерий, которые являются полностью свободноживущими организмами (сапрофитами), которые для выполнения своих жизненно важных функций берут простые неорганические соединения из окружающей среды.

Со своей стороны, фотогетеротрофы и фотоавтотрофы похожи в том, что они оба используют солнечный свет для преобразования его в химическую энергию, но они отличаются тем, что фотогетеротрофы ассимилируют органические соединения, а фотоавтотрофы - неорганические соединения.

Естественная среда

С другой стороны, хемогетеротрофные бактерии отличаются от хемоавтотрофов той средой обитания, в которой они развиваются.

Хемогетеротрофные бактерии обычно паразитируют на высших организмах, чтобы выжить. С другой стороны, хемоавтотрофные бактерии могут противостоять экстремальным условиям окружающей среды.

В этой среде хемоавтотрофные бактерии получают неорганические элементы, необходимые им для жизни, вещества, которые обычно токсичны для других микроорганизмов. Эти бактерии окисляют эти соединения и превращают их в более экологически чистые вещества.

питание

Гетеротрофные бактерии только ассимилируют сложные органические соединения, уже подготовленные для того, чтобы иметь возможность синтезировать биомолекулы, необходимые для их развития. Одним из наиболее часто используемых этими бактериями источников углерода является глюкоза.

Напротив, автотрофные бактерии просто нуждаются в воде, неорганических солях и двуокиси углерода для получения своих питательных веществ. То есть из простых неорганических соединений они могут синтезировать органические соединения.

Однако, хотя гетеротрофные бактерии не используют диоксид углерода в качестве источника углерода или последнего акцептора электронов, в некоторых случаях они могут использовать его в небольших количествах для карбоксилирования определенных анаболических и катаболических путей.

Микроскопическое исследование

В некоторых экосистемах можно брать образцы для изучения популяции фотоавтотрофных и фотогетеротрофных бактерий. Для этого используется техника микроскопии, основанная на эпифлуоресценции: используются флуорохромы, такие как примулин, и фильтры возбуждения для синего и ультрафиолетового света.

Гетеротрофные бактерии не окрашиваются с помощью этого метода, в то время как автотрофы приобретают яркий беловато-голубой цвет, также демонстрируя автофлуоресценцию бактериохлорофилла. Гетеротрофный счет получается путем вычитания общего количества бактерий за вычетом автотрофов.

Производство болезней

В этом смысле бактерии, вызывающие заболевания у людей, животных и растений, относятся к группе хемогетеротрофных бактерий.

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

Примеры видов гетеротрофных бактерий

Photoheterotrophs

Бактерии, принадлежащие к этой группе, всегда являются фотосинтезирующими, поскольку остальные микроорганизмы, которые разделяют эту классификацию, являются эукариотическими водорослями.

Серные бактерии обычно фотоавтотрофны, но иногда могут расти фотогетеротрофно. Однако для них всегда потребуется небольшое количество неорганического материала (H ₂ S), тогда как несернистые материалы являются фотогетеротрофными.

Среди фотогетеротрофных бактерий мы находим несерные красные бактерии, такие как бактерии семейства Bradyrhizobiaceae, рода Rhodopseudomonas.

С другой стороны, есть несернистые зеленые бактерии, а также гелиобактерии.

Las

Это факультативные хемоавтотрофы, то есть они обычно используют молекулярный водород в качестве источника энергии для производства органического вещества, но они также могут использовать определенное количество органических соединений для той же цели.

Chemoheterotrophs

Хемогетеротрофные бактерии, участвующие в азотфиксации

Бактерии семейства Frankiaceae, группы Rhizobiaceae и родов Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella и Clostridium. Эти микроорганизмы участвуют в фиксации элементарного азота.

Большинство может сделать это самостоятельно, но некоторым необходимо установить симбиотические отношения с ризобиальными и бобовыми.

Этот процесс способствует обновлению почвы, превращая элементарный азот в нитраты и аммиак, которые полезны, если последние находятся в почве в низких концентрациях.

Затем нитраты и аммоний могут поглощаться растениями, так что эти бактерии чрезвычайно важны в природе. Ризобии - наиболее часто используемые в сельском хозяйстве бактерии, входящие в состав биоудобрений.

Хемогетеротрофные бактерии, участвующие в процессах гидролиза и ацидогенеза органических веществ

Гнилостные хемогетеротрофные бактерии

К этой категории относятся виды рода Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani и C. tetanomorphum. Точно так же гнилостными являются некоторые виды родов Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus и Proteus.

Факультативные аэробные и анаэробные хемогетеротрофные бактерии

Здесь обитают все бактерии, вызывающие инфекционные заболевания у человека и животных. Также те, которые входят в состав обычной микробиоты.

Примеры: семейства Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae и многие другие.

Ссылки

1. Гонсалес М., Гонсалес Н. Руководство по медицинской микробиологии. 2-е издание, Венесуэла: Управление СМИ и публикаций Университета Карабобо; 2011.
2. Корралес Л., Антолинес Д., Бохоркес Дж., Корредор А. Процессы анаэробных бактерий, которые способствуют устойчивости планеты. Нова, 2015; 13 (24): 55-81. Доступно на: Доступно на: http://www.scielo.org
3. Факультативные бактерии. (2019, 6 мая). Википедия, свободная энциклопедия. Дата консультации: 06:53, 8 мая 2019 г., сайт es.wikipedia.org.
4. Бьянкини Л. Экологическая микробиология. Классификация и филогения гетеротрофных бактерий. 2012. Высшие методы управления окружающей средой.
5. 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.