АУТОТРОФНЕ БАКТЕРИЈЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, РАЗЛИКЕ СА ХЕТЕРОТРОФИМА И ПРИМЕР - БИОЛОГИЈА - 2025

У Аутотрофно Бактерије су микроорганизми који имају метаболички апарат веома комплексан. Ове бактерије су способне да асимилирају неорганске материје, да их трансформишу у органске материје, које потом користе да би постале биомолекуле неопходне за њихов развој.

Стога су ове врсте микроорганизама независне и понашају се као организми који живе. Не морају да нападају друге организме или разграђују мртву органску материју како би добили хранљиве материје које су им потребне за опстанак.

Црвене и зелене аутотрофне бактерије. Извор: публицдомаинпицтурес.нет

Аутотрофне бактерије играју основну улогу у екосистему, јер оне пружају органску материју неопходну за развој других живих бића. Односно, они испуњавају виталне функције за одржавање еколошке равнотеже.

Сматра се да су ови организми први облик живота на планети; И у многим екосистемима покрећу ланац исхране.

Аутотрофне бактерије налазе се у различитим еколошким нишама. На пример, блатни морски снег, свеже и слане воде, врели извори, тла, између осталог, производе органску материју.

Карактеристике аутотрофних бактерија

У зависности од метаболичког система који аутотрофне бактерије користе да би преузеле неорганска једињења и трансформисале их у органска једињења, класификују се као фотоаутотрофи или хемоаутотрофи.

Пхотоаутотропхс

Фотоаутотрофични организми укључују алге, биљке и неке бактерије. Карактерише их коришћење сунчеве светлости као извора енергије за спровођење процеса трансформације неорганске у органску материју.

У случају фотоаутотрофних бактерија, оне се заузврат деле на кисеоничке и аноксигене фотоаутотрофе.

Кисеоничне фотоаутотрофне бактерије

Код ове врсте бактерија долази до процеса фотосинтезе, који се састоји од хватања соларне енергије кроз зелени пигмент који се назива бактериоклорофил, и претварања у хемијску енергију.

Енергија се користи за узимање угљен-диоксида из околине и заједно са водом и минералним солима за производњу глукозе и кисеоника. Глукоза се користи за унутрашње метаболичке процесе, а кисеоник се ослобађа споља.

Аноксигене фотоаутотрофне бактерије

Карактерише их анаеробна бактерија, јер они не користе кисеоник у процесу дисања, а да их они не оштете. Они такође користе сунчеву светлост као извор енергије. Неки оксидирају Фе ² у недостатку кисеоника.

Цхемоаутотропхс

Кемоаутотрофне бактерије користе хемијску енергију за своје метаболичке процесе. Ово се добија оксидацијом неорганских једињења, поред коришћења ЦО2 као извора угљеника.

Редуковани аноргански елементи узети из животне средине укључују водоник сулфид, елементарни сумпор, обојено гвожђе, молекулски водоник и амонијак.

Њихово постојање гарантује живот осталих живих бића, пошто су неорганска једињења која узимају из околине токсична за друге микроорганизме. Поред тога, једињења која ослобађају аутотрофне бактерије могу бити асимилирана неким хетеротрофним бактеријама.

Кемоаутотрофне бактерије су врло бројне. Обично живе у непријатељским екосистемима, односно јесу екстремофили.

Постоје и други организми који се понашају попут аутотрофа, али припадају другим доменима. На пример, Арцхаеа домен (метаногени и термоакидофили). Међутим, с обзиром да нису нормалне бактерије, неће се разматрати у овом чланку.

Аутотрофне бактерије су класификоване у халофиле, оксиданте сумпора и редукторе, нитрификаторе, гвоздене бактерије и анаммокс бактерије.

Халофили

Они су бактерије које могу издржати високе концентрације соли. Ове бактерије су обично строги или екстремни халофили. Живе у морским срединама, као што је Мртво море.

Оксиданти сумпора

Такође су познате и као сулфоксидантне бактерије. Ови микроорганизми узимају неоргански сумпор из околине да би га оксидирали и направили сопствене продукте метаболизма.

Односно, они хватају водоник сулфид (мирисни гас) који настаје разградњом органских једињења која садрже сулфат, а које врше анаеробне хетеротрофне бактерије.

Сулфоксидантне бактерије су аеробни хемоаутотрофи и претварају водоник сулфид у елементарни сумпор.

Они подносе високе температуре, живе у екстремним еколошким нишама као што су активни вулкани, врели извори или океански хидротермални отвори, те у лежиштима пирит (минерални сулфид гвожђа).

Гвоздене бактерије

Могу се наћи у тлима богатим гвожђем, рекама и подземним водама. Ове врсте бактерија узимају ионе гвожђа, а понекад и мангана у редукованом стању и оксидују их, формирајући гвожђе или манган оксид.

Гвожђе оксид даје супстрану у којој ове бактерије живе карактеристичну црвенкасто-наранџасту боју.

Нитрификатори

Они су бактерије које су одговорне за оксидацију неорганских једињења азота, као што су амонијум или амонијак, да их претворе у нитрат.

Могу се наћи на земљи, у слаткој води и у сланој води. Они се у потпуности развијају тамо где постоји велика брзина разградње протеина, са последичном производњом амонијака.

Анаммок бактерије

Они су бактерије које анаеробно оксидирају амонијум јоне и нитрите и формирају азотни гас.

Разлике између аутотрофних и хетеротрофних бактерија

Начин живота

Све врсте аутотрофичних бактерија (фотоаутотрофи и хемоаутотрофи) су слободне животиње, што је карактеристика коју деле са фотохетеротрофима, док хемохетеротрофи морају да добију своје храњиве састојке паразитирањем организама друге врсте.

С друге стране, хемоаутотрофне бактерије се разликују од хемохетеротрофа по станишту где се развијају. Кемоаутотрофне бактерије често живе у екстремним условима животне средине, где оксидирају неорганске елементе токсичне за друге микроорганизме.

Супротно томе, хемохетеротрофне бактерије обично живе у вишим организмима.

Прехрана

Аутотрофне бактерије користе неорганске материје за синтезу органских једињења. За живот су им потребне само вода, неорганске соли и угљен диоксид.

Иако су хетеротрофне бактерије потребне за свој раст и развој, извор угљеника из већ створених сложених органских једињења, попут глукозе.

Микроскопска студија

Бројање аутотрофичних бактерија из неких екосистема може се извршити методом микроскопије засноване на епифлуоресценцији.

Ова техника користи флуорохром, попут примулинских и узбудних филтера за плаву и ултраљубичасту светлост. Аутотрофне бактерије се од хетеротрофа разликују по томе што су обојене јарко бјелкасто плавом бојом, без маскирања ауто-флуоресценције бактериоклорофила, док хетеротрофи не обојавају.

Произвођачи болести

Аутотрофне бактерије су сапрофити и не узрокују болест код људи, јер не морају паразитирати више организме да би живели.

Супротно томе, бактерије које изазивају заразне болести код људи, животиња и биљака припадају групи хетеротрофних бактерија, конкретно хемохетеротрофа.

Примери аутотрофних врста бактерија

Оксигени фотоаутотрофи

У овој класификацији спадају цијанобактерије. Ово су једине прокариотске ћелије које врше фотосинтезу кисеоника.

Они су водене бактерије, а најчешћи су родови Процхлороцоццус и Синецхоцоццус. Обоје су дио морског пицопланктона.

Познати су и родови Цхрооцоццидиопсис, Осциллаториа, Ностоц и Хапалосипхон.

Аноксигени фотоаутотрофи

У овој класификацији су:

- не-сумпорне љубичасте или црвене бактерије Рходоспириллум рубрум, Рходобацтер спхаероидес, Рходомицробиум ванниелии. Међутим, могу се развити и фотохетеротрофно.

- љубичасто или сумпорно црвено: Цхроматиум винесум, Тхиоспириллум јененсе, Тхиопедиа росеа.

- Не сумпорно зеленило: Цхлорофлекус и Цхлоронема.

- сумпорно зеље: Цхлоробиум лимицола, Простхецоцхлорис аестуарии, Пелодицтион цлатхратиформе.

- Хелиобацтериум сцарицалдум.

Цхемоаутотропхс

Безбојне сумпорне бактерије

Примери: Тхиобациллус тиооксиданс, Хидрогеновибрио цруногенус.

Азотне бактерије

Примери: бактерије рода Нитросомонас, Нитросоцоццус, Нитробацтер и Нитроцоццус.

Гвоздене бактерије

Примери: Тхиобациллус ферроокиданс, Ацтидитхиобациллус ферроокиданс и Лептоспирилум ферроксиданс.

Водоник бактерије

Они користе молекулски водоник да би извршили своје виталне процесе. Пример водоникбактерија.

Анаммок бактерије

Примери слатководних сојева: Броцадиа, Куенениа, Јеттениа, Анаммокоглобус.

Пример соја морске воде: Сцалиндуа.

Референце

1. Хенао А, Цомба Н, Алварадо Е, Сантамариа Ј. Аутотрофне и хетеротрофне бактерије повезане на блатном морском снијегу на гребенима с континенталним отјецањем. Унив. Наука 2015, 20 (1): 9-16.
2. "Метаногенеза." Википедија, Слободна енциклопедија. 28 новембар 2018, 19:53 УТЦ 5. маја 2019, 21:11, доступно на: ес.википедиа.орг.
3. Анаммок. Википедија, Слободна енциклопедија. 24 дец 2016, 12:22 УТЦ 5. мај 2019, 21:13, ес.википедиа.орг
4. Гастон Ј. Елиминација сулфата у анаеробно-аеробном реактору са покретним слојем. Теза се квалификовала за степен магистра инжењерства заштите животне средине. 2088, Инжењерски институт УНАМ. Доступно на: птоломео.унам
5. Нитрификујуће бактерије. Википедија, Слободна енциклопедија. 16 новембар 2018, 15:13 УТЦ 5 мај 2019, 22:21
6. Цорралес Л, Антолинез Д, Бохоркуез Ј, Цорредор А. Анаеробне бактерије: процеси који спроводе и доприносе одрживости живота на планети. НЕ ИДЕ. 2015; 13 (23): 55-81. Доступно на: сциело.орг.