BACTERII HETEROTROFE: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE DE SPECII - BIOLOGIE - 2025

De Bacteriile heterotrofe , numite organotrofas sunt microorganisme care sintetizează propriile lor biomolecule din compuși organici complecși cărbunoase dar pot capta diferite elemente anorganice de carbon. Unii trebuie să parazitizeze organismele superioare pentru a supraviețui.

Bacteriile heterotrofe sunt clasificate în fotoheterotrofe și chimioheterotrofe. Ambii folosesc compuși organici ca sursă de carbon, dar diferă prin faptul că primii folosesc lumina ca sursă de energie, iar alții folosesc energie chimică.

Imagine la stânga: ciclu de bacterii heteotrofe și autotrofe editate. Imagine din dreapta: reprezentare ilustrativă a bacteriilor heterotrofe. Sursa: imaginea din stânga: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivative: Leptictidium / dreapta imagine: Pixabay. com

Bacteriile heterotrofe sunt prezente în numeroase ecosisteme, cum ar fi solurile, apa, zăpada noroasă marină, printre altele, participând la echilibrul ecologic. De asemenea, pot fi găsite parazitând organisme superioare, cum ar fi plante, animale sau oameni, fie ca agenți patogeni, fie ca oportuniști într-o relație simbiotică.

Caracteristicile bacteriilor heterotrofe

S-a observat în natură că existența diferitelor tipuri de bacterii face viața ecosistemelor posibilă, deoarece produsele generate de una sunt folosite de alții într-un lanț. Aceste bacterii sunt distribuite strategic, aproape întotdeauna stratificate.

De exemplu, s-a văzut că bacteriile heterotrofe aerobe apar adesea împreună cu cianobacterii (bacterii fotoautotrofe care eliberează oxigen).

În acest sens, heterotrofii aerobi și autotrofii aerobi pot utiliza oxigen, creând la rândul lor condiții anaerobe în straturile mai profunde unde se găsesc bacteriile anaerobe.

În funcție de caracteristici precum tipul de combustibil pe care îl folosesc pentru a supraviețui, bacteriile heterotrofe pot fi clasificate în diferite grupuri.

Bacteriile sulforeductazei

Sunt bacterii care în condiții anaerobe sunt capabile să reducă sulfatul (sarea sau esterii acidului sulfuric) fără a o asimila. Îl folosesc doar ca acceptor final al electronilor din lanțul respirator.

Aceste bacterii ajută la degradarea materiei organice și se găsesc în diverse nișe ecologice precum apele dulci, apele de canalizare, apele sărate, izvoarele calde și zonele geotermale. De asemenea, în depozite de sulf, puțuri de petrol și gaze, precum și în intestinele mamiferelor și insectelor.

Bacteria hidrolazei

Sunt bacterii anaerobe care descompun polimeri organici (celuloză și hemiceluloză) în molecule mici, astfel încât acestea să poată fi absorbite de membranele celulare. Pentru a face acest lucru, ei au un sistem de enzime numite hidrolaze (endocelulază, excocellulază și celobieze).

După hidroliză, se formează acizi organici, cum ar fi acidul lactic, acidul propionic, acidul acetic, butanolul, etanolul și acetona. Acestea sunt apoi transformate în gaz metan.

Bacterii putrefactive

Sunt bacterii care participă la degradarea catabolică a compușilor azotati în condiții anaerobe, cu producerea de compuși cu un miros neplăcut, din care provine numele lor (putrefactiv). Acest proces generează carbonul și azotul de care au nevoie pentru dezvoltarea lor.

Bacterii roșii non-sulf din familie

Aceste bacterii se caracterizează prin a fi bacili drepte, motile, cu un flagel polar. Ele sunt anaerobe facultative: în anaerobioză realizează procesul de fotosinteză, dar în aerobioză nu.

Aceste bacterii fotoasimilează o mare diversitate de compuși organici precum zaharuri, acizi organici, aminoacizi, alcooli, acizi grași și compuși aromatici.

Bacterii anoxigenice verzi non sulfuroase

Sunt bacterii filamentoase care se pot dezvolta sub formă de fotoautotrofe, chemohetrofii sau fotoheterotrofe.

Bacteri anaerobe stricte aerobice și facultative

Aici intra diverse specii care pot face parte din microbiota obișnuită a organismelor superioare sau pot acționa ca agenți patogeni ai acestora.

Diferențe față de bacteriile autotrofe

Mod de viata

Atât bacteriile chimioheterotrofe, cât și cele chimioautotrofe folosesc energia chimică pentru a trăi. Cu toate acestea, ei diferă prin aceea că chimiheterotrofele sunt organisme dependente, deoarece trebuie să parazitizeze alte organisme superioare pentru a obține compușii organici necesari pentru dezvoltarea lor.

Această caracteristică le diferențiază de bacteriile chimioautotrofe, care sunt organisme cu viață totală liberă (saprofite), care iau compuși anorganici simpli din mediu pentru a-și îndeplini funcțiile vitale.

La rândul lor, fotoheterotrofele și fotoautotrofele sunt similare prin faptul că ambele folosesc lumina soarelui pentru a o transforma în energie chimică, dar diferă prin faptul că fotoheterotrofele asimilează compușii organici și fotoautotrofele fac acest lucru cu compușii anorganici.

habitat

Pe de altă parte, bacteriile chimioheterotrofe diferă de chimioautotrofele din habitatul în care se dezvoltă.

Bacteriile chemoheterotrofe parazitizează în general organismele mai mari pentru a trăi. Pe de altă parte, bacteriile chimioautotrofe pot rezista la condiții extreme de mediu.

În aceste medii, bacteriile chimioautotrofe capătă elementele anorganice de care au nevoie pentru a trăi, substanțe care sunt în general toxice pentru alte microorganisme. Aceste bacterii oxidează acești compuși și îi transformă în substanțe mai ecologice.

Nutriție

Bacteriile heterotrofe asimilează doar compuși organici complecși deja preformați pentru a putea sintetiza biomoleculele necesare dezvoltării lor. Una dintre sursele de carbon cele mai utilizate de aceste bacterii este glucoza.

În schimb, bacteriile autotrofe au pur și simplu nevoie de apă, săruri anorganice și dioxid de carbon pentru a-și obține nutrienții. Adică, din compuși anorganici simpli, ei pot sintetiza compuși organici.

Cu toate acestea, deși bacteriile heterotrofe nu utilizează dioxidul de carbon ca sursă de carbon și nici ca ultim acceptor de electroni, în unele ocazii îl pot utiliza în cantități mici pentru a efectua carboxilări în anumite căi anabolice și catabolice.

Studiu microscopic

În unele ecosisteme, probele pot fi prelevate pentru a studia populația de bacterii fotoautotrofe și fotoheterotrofe. Pentru aceasta, se folosește tehnica microscopiei bazată pe epifluorescență: se utilizează fluorocrom, cum ar fi primaina și filtre de excitație pentru lumina albastră și ultravioletă.

Bacteriile heterotrofe nu se pătează cu această tehnică, în timp ce autotrofele iau o culoare albastru-albicioasă strălucitoare, arătând și auto-fluorescența bacterioclorofilei. Numărul heterotrof este obținut prin scăderea numărului total de bacterii minus autotrofele.

Producția de boli

În acest sens, bacteriile care provoacă boli la om, animale și plante aparțin grupului de bacterii chimioheterotrofe.

Bacteriile autotrofe sunt saprofite și nu provoacă boli la om, deoarece nu trebuie să parazitizeze organismele superioare pentru a trăi.

Exemple de specii de bacterii heterotrofe

Photoheterotrophs

Bacteriile aparținând acestui grup sunt întotdeauna fotosintetice, deoarece restul microorganismelor care au această clasificare sunt algele eucariote.

Bacteriile cu sulf sunt în general fotoautotrofe, dar uneori pot crește fotoheterotrofice. Cu toate acestea, acestea vor necesita întotdeauna cantități mici de material anorganic (H ₂ S), în timp ce cele non-sulfuroase sunt fotoheterotrofice.

Printre bacteriile fotoheterotrofe regăsim bacteriile roșii nesulfuroase, cum ar fi bacteriile din familia Bradyrhizobiaceae, genul Rhodopseudomonas.

Pe de altă parte, există bacterii verzi non-sulfuroase, precum și heliobacterii.

Las

Sunt chimioautotrofe facultative, adică folosesc în mod normal hidrogenul molecular ca sursă de energie pentru a produce materie organică, dar sunt, de asemenea, capabili să folosească un anumit număr de compuși organici în același scop.

Chemoheterotrophs

Bacterii chimioheterotrofe implicate în fixarea azotului

Bacterii din familia Frankiaceae, grupul Rhizobiaceae și genurile Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella și Clostridium. Aceste microorganisme participă la fixarea azotului elementar.

Cei mai mulți pot face acest lucru în mod independent, dar unii trebuie să stabilească relații simbiotice cu rizobiacee și leguminoase.

Acest proces ajută la reînnoirea solurilor, transformând azotul elementar în nitrați și amoniu, care sunt benefice atâta timp cât acestea din urmă sunt în concentrații mici în sol.

Nitratul și amoniul pot fi apoi absorbite de plante, astfel încât aceste bacterii sunt extrem de importante în natură. Rhizobia sunt bacteriile cele mai utilizate în agricultură și fac parte din biofertilizanți.

Bacterii chimioheterotrofe care participă la procesele de hidroliză și acidogeneză a materiei organice

Bacterii chimioheterotrofe putrefactive

În această categorie fac parte speciile din genurile Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani și C. tetanomorphum. De asemenea, unele specii din genurile Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus și Proteus sunt de asemenea putrefactive.

Bacteri chimice heteroheterotrofe aerobe și anaerobe

Aici se găsesc toate bacteriile care provoacă boli infecțioase la om și animale. De asemenea, cele care fac parte din microbiota obișnuită.

Exemple: familii Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae, printre multe altele.

Referințe

1. González M, González N. Manualul de microbiologie medicală. Ediția a II-a, Venezuela: Direcția de presă și publicații a Universității Carabobo; 2011.
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Procesele de bacterii anaerobe care realizează și contribuie la sustenabilitatea planetei. Nova, 2015; 13 (24): 55-81. Disponibil la: Disponibil de pe: http://www.scielo.org
3. Bacterii facultative. (2019, 6 mai). Wikipedia, enciclopedia gratuită. Data consultării: 06:53, 8 mai 2019 de la es.wikipedia.org.
4. Bianchini L. Microbiologie de mediu. Clasificarea și filogenia bacteriilor heterotrofe. 2012. Tehnică superioară în managementul mediului.
5. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Bacterii autotrofe și heterotrofe asociate cu zăpadă marină noroasă pe recifele cu scurgerea continentală. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.