ФОТОТРОФЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ - БИОЛОГИЯ - 2024

Фототрофные являются микроорганизмы , которые получают химическую энергию с помощью солнечного света (световой энергии). В зависимости от используемого источника углерода они делятся на фотоавтотрофов и фотогетеротрофов.

Фотоавтотрофы - это те, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии и используют CO2 в качестве основного источника углерода. Хотя фотогетеротрофы также используют свет в качестве источника энергии, но они используют органические соединения в качестве источника углерода.

Нити цианобактерий рода Lyngbya (бактерии кислородного фотосинтетического типа)

Эти бактерии играют фундаментальную роль в микробной экологии, особенно в биогеохимических циклах серы и углерода, максимально используя различные формы, в которых эти элементы встречаются в природе.

В дополнение к указанной выше классификации они также делятся на кислородных фототрофов и аноксигенных фототрофов. Цианобактерии известны как кислородные фототрофы, а аноксигенные - красные и зеленые бактерии (сернистые и несернистые).

Сульфуроиды обычно фотолитоавтотрофны, хотя некоторые из них могут становиться фотоорганогетеротрофными, но все же требуют небольших количеств H ₂ S, в то время как несернистые являются фотогетеротрофными.

С другой стороны, большинство сернистых бактерий анаэробны, хотя кислород для них не токсичен, они просто не используют его.

В случае несернистых бактерий они, как правило, являются факультативными аэробами, в зависимости от условий, то есть, если есть свет и анаэробиоз, процесс, который должен выполняться, будет фотосинтезом, но если есть аэробиоз, они будут выполнять аэробное дыхание, независимо от того, есть ли свет или нет.

Важно отметить, что соединение, улавливающее фотоны света в этих бактериях, называется бактериохлорофиллом.

характеристики

Различные типы фотосинтезирующих бактерий широко распространены в водных экосистемах, но также и в наземных экосистемах с экстремальными условиями, такими как, среди прочего, гиперсоленые, кислые, щелочные и гидротермальные источники.

Эти микроорганизмы мало изучены из-за некоторых недостатков, таких как сложность получения и сохранения чистых культур. Однако в настоящее время для этой цели разработаны различные методы. Среди них техника Pour plate.

Типы фототрофных или фотосинтетических бактерий

-Photrophs

Аноксигенные фототрофные бактерии - очень разнообразная группа микроорганизмов, обладающих фотосинтетической способностью, которые населяют анаэробные зоны (без кислорода) водных систем, в основном, под воздействием солнечного света.

К этой группе микроорганизмов принадлежат следующие семейства: Chlorobiaceae (сернистая зелень), Chloroflexaceae (несернистая зелень), Rhodospirillaceae (несернистая красная окраска), Ectothiorhodospiraceae и Chromatiaceae (обе сернисто-красные).

Серные красные бактерии семейства

Они являются строгими анаэробами, поэтому в качестве доноров электронов используют соединения, производные от серы, такие как Na ₂ S, S, тиосульфат, сульфид, молекулярный водород или простые низкомолекулярные органические соединения.

Они могут иметь различную морфологию, в том числе: спиральную (Thiospirillum), бациллы (Chromatium), яйцевидные или вибриоидные (Thiopedia); они расположены в пространстве как отдельные клетки или попарно и подвижны за счет жгутиков, скольжения или газовых вакуолей.

Некоторые из его видов содержат бактериохлорофилл а, а другие - b. Они также могут содержать каротиноидные пигменты спирилоксантинового, окенонового и родопинального ряда. Они имеют функцию защиты от фотоокисления.

Кроме того, они обладают способностью накапливать серу внутриклеточно.

Серные красные бактерии семейства

Они не могут хранить серу внутриклеточно, как это делают представители семейства Chromatiaceae. Их морфология имеет форму вибрионов, они расположены изолированно в пространстве и подвижны.

Эти бактерии важны для своего участия в круговороте углерода и серы, а также служат пищей для различных водных организмов.

Зеленые сернистые бактерии семейства

Это группа микроорганизмов, осуществляющих аноксигенный фотосинтез, которые населяют районы, богатые серой и анаэробные в озерах.

Они фотолитоавтотрофны и облигатно-анаэробны, большинство из них неподвижны, но некоторые могут двигаться из-за наличия жгутиков.

В то время как другие содержат пузырьки газа, которые позволяют регулировать соответствующую глубину в озерах (области без кислорода), а также получать необходимое количество света и H ₂ S.

Неподвижные обитают на дне озер, особенно в илистых илах, богатых серой.

Причина, по которой они могут жить на больших глубинах, заключается в хлоросомах, которые позволяют им расти при более низкой интенсивности света, чем красные бактерии, а также из-за их способности с легкостью выдерживать высокие концентрации серы.

Они имеют разнообразную морфологию, в том числе: прямые палочки, кокки и вибрионы. Они распространяются поодиночке или цепочками и могут быть зеленого или шоколадно-коричневого цвета.

Они фиксируют CO ₂ посредством обратного цикла Кребса. Помимо рода Chlorobium (Vibrios) существует еще 2 рода: Pelodyction (прямые палочки) и Prosthecochloris (Cocoides).

Несернистые нитчатые зеленые бактерии семейства

Они имеют форму прямых стержней и расположены в виде нитей. Род Chloronema имеет газовые пузырьки.

Они связывают CO ₂ через гидроксипропионат. Они двигаются, скользя своими нитями. По отношению к кислороду они не обязательны.

Большинство из них живут в озерах или горячих источниках при температуре от 45 до 70 ° C, то есть теплолюбивы.

И Chloroflexus, и Chloronema являются гибридами, поскольку они имеют хлоросомы, как у зеленых бактерий, но их реакционный центр такой же, как у красных бактерий.

Несернистые красные бактерии семейства

Они наиболее изменчивы с точки зрения их метаболизма, потому что, хотя они предпочитают водную среду, богатую растворимыми органическими веществами, с низкой концентрацией кислорода и хорошо освещенными, они также могут осуществлять фотосинтез в анаэробных условиях.

С другой стороны, они также могут хемогетеротрофно расти в темноте, так как они способны использовать широкий набор органических соединений в качестве источников углерода и / или энергии.

Они подвижны, потому что имеют полярный жгутик и разделены двойным делением. Эти типы бактерий в настоящее время очень полезны, особенно в таких областях, как биотехнология и медицина.

Чаще всего он используется в процессах биоремедиации загрязненной воды и почвы, в производстве биоудобрений и гербицидов, поскольку было замечено, что они производят активные вещества, такие как витамин B12, убихинон и 5-аминолевулиновая кислота, среди прочих.

Для выделения этих бактерий им требуются специальные питательные среды с 30-дневной инкубацией при комнатной температуре с диапазоном светового и темного циклов 16/8 соответственно с использованием ламп накаливания (2200 люкс).

Семейство несульфированных красных бактерий

Это прямые подвижные бациллы с полярным жгутиком, которые делятся на две части. Эти бактерии являются факультативными с точки зрения кислорода, при аэробиозе они подавляют фотосинтез, но при анаэробиозе они делают это.

Они также могут фотоассимилировать широкий спектр органических соединений, таких как сахара, органические кислоты, аминокислоты, спирты, жирные кислоты и ароматические соединения.

Семейство несульфированных красных бактерий

Они имеют яйцевидную морфологию, подвижны перитрическими жгутиками и разделены почкованием. У них также есть простека, то есть расширения цитоплазмы и клеточной стенки, функция которых заключается в увеличении поверхности микроорганизма и, таким образом, в получении большего количества пищи.

У него также есть экзоспоры (споры, образующиеся снаружи).

Другие роды аноксигенных бактерий

Среди них - Heliobacteria, Erythrobacter и Chloroacidobacterium.

Гелиобактерии очень хорошо фиксируют азот и в изобилии присутствуют в тропических почвах, обеспечивающих этот элемент. Они необходимы для выращивания некоторых культур, например для рисовых полей.

Erythrobacter не имеет большого значения.

Chloroacidobacterium очень напоминает фотосинтетический аппарат сернистых зеленых бактерий с хлоросомами.

-Оксигенный фотосинтетический

Цианобактерии обладают хлорофиллом, а также дополнительными пигментами - каротиноидами и фикобилипротеинами.

Пигменты, участвующие в реакциях фотофосфорилирования (преобразование световой энергии в химическую), называются пигментами реакционного центра. Эти пигменты окружают пигменты, называемые антеннами, которые действуют как собиратели света.

К этой группе относятся цианобактерии, являющиеся фотоавтотрофами. Среди наиболее важных - род Prochlorococcus, который является самым многочисленным и самым маленьким фотосинтезирующим организмом в морском мире.

С другой стороны, есть род Synechococcus, изобилующий поверхностными водами и, как и Prochlorococcus, входит в состав морского пикопланктона.

Ссылки

1. Сантамария-Ольмедо М., Гарсиа-Мена Дж. И Нуньес-Кардона М. Выделение и изучение фототрофных бактерий семейства Chromatiaceae, обитающих в Мексиканском заливе. III Встреча "Участие женщин в науке".
2. Авторы Википедии, "Простека", Википедия, Бесплатная энциклопедия, es.wikipedia.org/
3. Коттрелл М.Т., Маннино А., Кирчман Д.Л. Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии в Среднеатлантической бухте и северной части Тихого океана. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Википедия, свободная энциклопедия. 28 апреля 2018, 20:55 UTC. 30 ноября 2018 г. es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Википедия, свободная энциклопедия. 15 ноя 2018, 12:52 UTC. 30 ноя 2018, 06:16. Взято с es.wikipedia.org
6. "Photoautotroph." Википедия, свободная энциклопедия. 18 августа 2018, 21:45 UTC. 30 ноября 2018 г. Взято с es.wikipedia.org.
7. Гонсалес М., Гонсалес Н. Руководство по медицинской микробиологии. 2-е издание, Венесуэла: Управление СМИ и публикаций Университета Карабобо; 2011.