KEMOTROFER: EGENSKAPER OCH TYPER - BIOLOGI - 2025

De kemoautotrof eller chemosynthetic är en grupp av organismer för att överleva reducerade oorganiska föreningar som används som ett råmaterial, från vilka erhålla energi för senare användning det i andnings metabolism.

Denna egenskap som dessa mikroorganismer har för att erhålla energi från mycket enkla föreningar för att generera komplexa föreningar kallas också kemosyntes, varför dessa organismer ibland även kallas kemosyntetik.

Nitrobacter är ett släkte av kemotrofa bakterier

Ett annat viktigt kännetecken är att dessa mikroorganismer skiljer sig från resten genom att växa i strikt mineralmedier och utan ljus, därför kallas de ibland kemolitotrofer.

egenskaper

Livsmiljö

Varma källor, livsmiljö för kemosyntetiska bakterier

Dessa bakterier lever där mindre än 1% solljus penetrerar, det vill säga de trivs i mörkret, nästan alltid i närvaro av syre.

Emellertid är det ideala stället för utveckling av kemosyntetiska bakterier övergångsskikten mellan aeroba och anaeroba tillstånd.

De vanligaste platserna är: de djupa sedimenten, omgivningarna i ubåtreliefterna eller i ubåthöjderna som ligger i den mellersta delen av oceanerna, kända som mitten av havsryggarna.

Dessa bakterier kan överleva i miljöer med extrema förhållanden. På dessa platser kan det finnas hydrotermiska ventiler från vilka varmt vatten strömmar eller till och med magmautflöde.

Funktion i miljön

Dessa mikroorganismer är väsentliga i ekosystemet eftersom de omvandlar de giftiga kemikalier som härrör från dessa ventiler till mat och energi.

Det är därför kemosyntetiska organismer spelar en grundläggande roll i återvinningen av mineralfoder och också räddningsenergi som annars skulle gå förlorad.

Det vill säga de främjar underhållet av den trofiska kedjan eller livsmedelskedjan.

Detta innebär att de främjar överföring av näringsämnen genom olika arter i ett biologiskt samhälle, där var och en livnär sig den föregående och är mat för nästa, vilket hjälper till att hålla ett ekosystem i balans.

Dessa bakterier bidrar också till att rädda eller förbättra vissa ekologiska miljöer som är förorenade av olyckor. Till exempel i oljeutsläppsområden, det vill säga i dessa fall hjälper dessa bakterier att behandla giftigt avfall för att förvandla dem till säkrare föreningar.

Klassificering

Kemosyntetiska eller kemotrofiska organismer klassificeras i kemoautotrofer och kemoheterotrofer.

Chemoautotrophs

De använder CO ₂ som en kolkälla, som assimileras genom Calvin-cykeln och omvandlas till cellulära komponenter.

Å andra sidan är de erhålla energi från oxidation av reducerade enkla oorganiska föreningar, såsom: ammoniak (NH ₃ ), diväte (H ₂ ), kvävedioxid (NO ₂ ^- ), vätesulfid (H ₂ S), svavel (S), svaveltrioxid (S ₂ O ₃ ^- ) eller järn-jon (Fe ₂ ⁺ ).

Det vill säga ATP genereras genom oxidativ fosforylering under oxidationen av den oorganiska källan. Därför är de självförsörjande, de behöver inte en annan levande varelse för att överleva.

Chemoheterotrophs

Till skillnad från de tidigare, erhåller dessa energi genom oxidation av komplexa reducerade organiska molekyler, såsom glukos genom glykolys, triglycerider genom beta-oxidation och aminosyror genom oxidativ deamination. På detta sätt erhåller de ATP-molekyler.

Å andra sidan kan kemoheterotrofa organismer inte använda CO ₂ som kolkälla, vilket kemoautotrofa organismer kan.

Typer av kemotrofiska bakterier

Färglösa svavelbakterier

Som namnet antyder är de bakterier som oxiderar svavel eller dess reducerade derivat.

Dessa bakterier är strikt aeroba och ansvarar för att omvandla vätesulfid som produceras vid nedbrytning av organiskt material, för att omvandla den till sulfat (SO ₄ ^-2 ), en förening som så småningom kommer att användas av växter.

Sulfat surgör jorden till ett pH av cirka 2 på grund av ansamlingen av H ⁺ -protoner och svavelsyra bildas.

Denna egenskap används av vissa sektorer i ekonomin, särskilt inom jordbruket, där de kan korrigera extremt alkaliska jordar.

Detta görs genom att införa pulveriserat svavel i jorden, så att de specialiserade bakterier som finns (sulfobakterier) oxiderar svavlet och därmed balanserar jordens pH till värden som är lämpliga för jordbruk.

Alla svaveloxiderande kemolytrofiska arter är gramnegativa och tillhör filumproteobakterierna. Ett exempel på en bakterie som oxiderar svavel är Acidithiobacillus thiooxidans.

Vissa bakterier kan ackumulera olösligt elementärt svavel (S ⁰ ) i form av granuler inuti cellen, som skall användas vid externa källor till svavel är uttömda.

Kvävebakterier

I detta fall oxiderar bakterierna reducerade kväveföreningar. Det finns två typer, nitrosifierande bakterier och nitrifierande bakterier.

De förstnämnda kan oxidera ammoniak (NH3), som genereras genom nedbrytning av organiskt material för att omvandla det till nitriter (NO ₂ ), och de senare omvandlar nitriter till nitrater (NO ₃ ^- ), föreningar som kan användas av växter. .

Som exempel på nitrosifierande bakterier är släktet Nitrosomonas och som nitrifierande bakterier är släktet Nitrobacter.

Järnbakterier

Dessa bakterier är acidofila, det vill säga de kräver ett surt pH för att överleva, eftersom vid neutralt eller alkaliskt pH oxiderar järnföreningarna spontant utan behov av närvaro av dessa bakterier.

För att dessa bakterier ska kunna oxidera järnföreningar (Fe2 ⁺ ) till järn (Fe3 ⁺ ) måste pH-värdet för mediet nödvändigtvis vara surt.

Det bör noteras att järnbakterier tillbringar större delen av ATP som produceras i de omvända elektrontransportreaktionerna för att erhålla den nödvändiga reducerande kraften vid fixeringen av CO ₂ .

Det är därför dessa bakterier måste oxidera stora mängder Fe ⁺² för att kunna utvecklas, eftersom lite energi frigörs från oxidationsprocessen.

Exempel: bakterien Acidithiobacillus ferrooxidans förvandlar järnkarbonatet som finns i sura vatten som rinner genom kolgruvorna till järnoxid.

Alla järnoxiderande kemolytrofiska arter är gramnegativa och tillhör filumproteobakterierna.

Å andra sidan kan alla arter som oxiderar järn också oxidera svavel, men inte tvärtom.

Vätebakterier

Dessa bakterier använder molekylärt väte som energikälla för att producera organiskt material och använder CO ₂ som kolkälla. Dessa bakterier är fakultativa kemoautotrofer.

De finns främst i vulkaner. Nickel är väsentlig i sitt livsmiljö, eftersom alla vätgaser innehåller denna förening som en metallisk samverkan. Dessa bakterier saknar ett inre membran.

I sin ämnesomsättning införlivas väte i ett hydrogenas i plasmamembranet, och translokerar protoner till utsidan.

På detta sätt passerar det yttre väte in i det inre som fungerar som ett internt vätgas, och omvandlar NAD ⁺ till NADH, som tillsammans med koldioxid och ATP passerar till Calvin-cykeln.

Hydrogenomonas-bakterier kan också använda ett antal organiska föreningar som energikällor.

referenser

1. Prescott, Harley och Klein Microbiology 7: e upplagan. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
2. Wikipedia-bidragsgivare, «Chemiotroph,» Wikipedia, The Free Encyclopedia, en.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Medicinsk mikrobiologi, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
4. González M, González N. Manual of Medical Microbiology. 2: a upplagan, Venezuela: Direktoratet för medier och publikationer vid University of Carabobo; 2011.
5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biology 2. Santillana Promoter Group. ISBN 974-84-7918-349-3