FOTOTROFE: CARACTERISTICI ȘI CLASIFICARE - BIOLOGIE - 2025

Fototrofice sunt microorganisme care obțin energie chimică folosind lumina soarelui (energie luminoasă). Acestea sunt împărțite în fotoautotrofe și fotoheterotrofe în funcție de sursa de carbon pe care o folosesc.

Fotoautotrofele sunt cele care folosesc lumina soarelui ca sursă de energie și utilizează CO2 ca principală sursă de carbon. În timp ce fotoheterotrofele folosesc și lumina ca sursă de energie, dar folosesc compuși organici ca sursă de carbon.

Filamente ale cianobacteriilor Genus Lyngbya (Bacterii tip fotosintetice oxigenice)

Aceste bacterii joacă un rol fundamental în ecologia microbiană, în special în ciclurile biogeochimice ale sulfului și carbonului, valorificând la maxim diferitele forme în care aceste elemente se regăsesc în natură.

Pe lângă clasificarea de mai sus, acestea sunt, de asemenea, împărțite în fototrofe oxigenate și fototrofe anoxigenice. Cianobacteriile sunt cunoscute sub denumirea de fototrofe oxigenate, în timp ce cele anoxigene includ bacteriile roșii și verzi (sulfuroase și non-sulfuroase).

Sulfuroes sunt în general photolithoautotrophic, deși unii pot dezvolta photoorganoheterotrophic, dar încă necesită cantități mici de H ₂ S, în timp ce ne-sulfuros sunt photoheterotrophic.

Pe de altă parte, majoritatea bacteriilor sulfuroase sunt anaerobe, deși oxigenul nu este toxic pentru ele, pur și simplu nu îl folosesc.

În cazul bacteriilor non-sulf, acestea sunt în general aerobe facultative, în funcție de condiții, adică dacă există lumină și anaerobioză, procesul care va fi realizat va fi fotosinteza, dar dacă există aerobioză vor face respirație aerobă, indiferent dacă există lumină sau nu.

Este important de menționat că compusul care captează fotoni de lumină în aceste bacterii se numește bacterioclorofilă.

caracteristici

Diferitele tipuri de bacterii fotosintetice sunt distribuite pe scară largă în ecosistemele acvatice, dar și în ecosistemele terestre cu condiții extreme precum hipersaline, acizi acide, alcaline și hidrotermale, printre altele.

Aceste microorganisme au fost puțin studiate, din cauza unor dezavantaje, cum ar fi dificultatea obținerii și conservării culturilor pure. Cu toate acestea, diverse tehnici au fost acum dezvoltate în acest scop. Printre ele se numără și tehnica pentru farfuria.

Tipuri de bacterii fototrofice sau fotosintetice

-Photrophs

Bacteriile fototrofice anoxigenice sunt un grup foarte divers de microorganisme cu capacitate fotosintetică, care locuiesc în zonele anaerobe (fără oxigen) ale sistemelor acvatice, cu expunere la soare.

Din acest grup de microorganisme aparțin următoarele familii: Clorobiaceae (verzi sulfuroase), Cloroflexaceae (verde non sulfuros), Rhodospirillaceae (roșu non-sulfuros), Ectothiorhodospiraceae și Chromatiaceae (ambele roșii sulfuroase).

Bacterii roșii cu sulf din familie

Acestea sunt strict anaerobi, de aceea se folosesc compuși derivați cu sulf , cum ar fi Na ₂ S, S, tiosulfatul, sulfurat, hidrogen molecular sau compuși cu greutate moleculară joasă simpli organici ca donori de electroni .

Pot avea diverse morfologii, inclusiv: spirală (Thiospirillum), bacili (Chromatium), ovoidale sau vibrioide (Thiopedia); ele sunt dispuse în spațiu ca celule individuale sau în perechi și sunt mobile datorită flagelelor, alunecării sau vacuolelor cu gaz.

Unele dintre speciile sale conțin bacterioclorofilă a și altele b. De asemenea, pot avea pigmenți carotenoizi din seria spiriloxantină, okenonă și rodopinal. Acestea au funcția de protecție împotriva foto-oxidării.

În plus, au capacitatea de a acumula sulf intracelular.

Bacterii roșii cu sulf din familie

Acestea nu sunt în stare să stocheze sulf intracelular, la fel ca și cele din familia Chromatiaceae. Morfologia lor are forma Vibriilor, sunt aranjate într-un mod izolat în spațiu și sunt mobile.

Aceste bacterii sunt importante pentru participarea lor la ciclul de carbon și sulf și, de asemenea, pentru a servi ca hrană pentru diverse organisme acvatice.

Bacterii sulfuroase verzi ale Familiei

Ele sunt un grup de microorganisme care realizează o fotosinteză anoxigenică care locuiește în zone bogate în sulf și anaerobe în lacuri.

Sunt fotolitoautotrofice și obligă anaerobe, majoritatea sunt imobile, dar unele se pot deplasa datorită prezenței flagelelor.

În timp ce altele conțin vezicule de gaz care vă permit să reglați adâncimea corespunzătoare în lacuri (zone fără oxigen) și obțin, de asemenea, cantitatea necesară de lumină și H ₂ S.

Cele imobile trăiesc în fundul lacurilor, în special în noroiurile bogate în sulf.

Motivul pentru care pot trăi la adâncimi mari este datorită clorosomilor, care le permit să crească la o intensitate mai mică a luminii decât bacteriile roșii, precum și datorită capacității lor de a rezista ușor la concentrații mari de sulf.

Prezintă morfologii diverse, printre care: bacili drepți, cocci și vibri. Sunt distribuite individual sau în lanțuri și pot fi cu iarbă verde sau maro ciocolată.

Acestea fixează CO _2, prin ciclul invers Krebs. Pe lângă genul Chlorobium (Vibrios), există încă 2 genuri: Pelodecție (bacili drepți) și Prosthecochloris (Cocoides).

Bacterii verzi filamentare non sulfuroase ale Familiei

Au formă de tije drepte și sunt dispuse în filamente. Genul Chloronema are vezicule gazoase.

Acestea fixează CO ₂ prin hidroxipropionat. Se mișcă prin alunecarea filamentelor lor. În raport cu oxigenul sunt opționale.

Majoritatea trăiesc în lacuri sau izvoare termale la temperaturi cuprinse între 45 și 70 ° C, adică sunt termofile.

Atât Chloroflexul cât și Cloronema sunt hibrizi, deoarece au clorozomi ca bacteriile verzi, dar centrul lor de reacție este același cu cel al bacteriilor roșii.

Bacterii roșii non sulfuroase ale Familiei

Sunt cele mai schimbătoare din punct de vedere al metabolismului lor, deoarece, deși preferă mediile acvatice bogate în materie organică solubilă, cu concentrații scăzute de oxigen și bine iluminate, ele pot efectua și fotosinteză în condiții anaerobe.

Pe de altă parte, ele pot crește și chimioheterotrofice în întuneric, deoarece sunt capabile să utilizeze un repertoriu larg de compuși organici ca surse de carbon și / sau energie.

Sunt mobile deoarece au flagel polar și sunt împărțite prin fisiune binară. Aceste tipuri de bacterii sunt în prezent foarte utile, în special în domenii precum biotehnologia și medicina.

Utilizările cele mai frecvente sunt în procesele de bioremediere a apei și solurilor contaminate, în producerea de biofertilizanți și erbicide, deoarece s-a observat că produc substanțe active, cum ar fi vitamina B12, ubiquinona și acidul 5-aminolevulinic, printre altele.

Pentru izolarea acestor bacterii au nevoie de medii de cultură speciale, cu 30 de zile de incubare la temperatura camerei, cu intervale de lumină și ciclu întunecat de 16/8, folosind lămpi incandescente (2.200 lux).

Bacterii roșii nesulfurizate

Sunt bacili drepți și mobili, cu un flagel polar, care se împart prin fisiune binară. Aceste bacterii sunt facultative din punct de vedere al oxigenului, în aerobioză inhibă fotosinteza, dar în anaerobioză o fac.

De asemenea, pot asimila foto o mare varietate de compuși organici, cum ar fi zaharuri, acizi organici, aminoacizi, alcooli, acizi grași și compuși aromatici.

Bacterii roșii nesulfurizate

Au morfologie ovoidală, sunt mobile prin flagelele peritrice și sunt împărțite prin înmugurire. De asemenea, au prosteca, adică extensii ale citoplasmei și peretelui celular, a căror funcție este de a crește suprafața microorganismului și de a obține astfel mai multă hrană.

De asemenea, are expozi (spori care se formează extern).

Alte genuri de bacterii anoxigenice

Printre ele se numără Heliobacteria, Erythrobacter și Chloroacidobacterium.

Heliobacteria fixează foarte bine azotul și abundă în solurile tropicale care furnizează acest element. Sunt esențiale în unele tipuri de culturi, de exemplu în orez.

Eritrobacterul are o importanță redusă.

Cloroacidobacteriul seamănă îndeaproape cu aparatul fotosintetic al bacteriilor verzi sulfuroase cu clorosomi.

-Sintetice fotosintetice oxigenice

Cianobacteriile au clorofilă, precum și pigmenți accesorii carotenoizi și ficobiliproteine.

Pigmenții implicați în reacțiile de fotofosforilare (conversia energiei luminoase în energie chimică) se numesc pigmenți de centru de reacție. În jurul acestor pigmenți se află pigmenți numiți antene, care acționează ca colectori de lumină.

În acest grup sunt cianobacterii, care sunt fotoautotrofe. Printre cele mai importante sunt genul Prochlorococcus, care este cel mai abundent și cel mai mic organism fotosintetic din lumea marină.

Pe de altă parte, există genul Synechococcus, abundent în apele de suprafață și, precum Prochlorococcus, fac parte din picoplanctonul marin.

Referințe

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J și Núñez-Cardona M. Izolarea și studiul bacteriilor fototrofe din familia Chromatiaceae care locuiesc în Golful Mexic. III Întâlnire, Participarea Femeilor la Știință.
2. Colaboratorii Wikipedia, „Prosteca”, Wikipedia, Enciclopedia liberă, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Bacteri fototrofice anoxigenice aerobe din Midight Atlantic Bight și din Pacificul de nord Gyre. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Wikipedia, enciclopedia gratuită. 28 Apr 2018, ora 20:55 UTC. 30 noiembrie 2018. es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Wikipedia, enciclopedia gratuită. 15 nov 2018, ora 12:52 UTC. 30 nov 2018, 06:16. Luat de pe es.wikipedia.org
6. "Photoautotroph." Wikipedia, enciclopedia gratuită. 18 Aug 2018, 21:45 UTC. 30 noiembrie 2018. Preluat de la es.wikipedia.org
7. González M, González N. Manualul de microbiologie medicală. Ediția a II-a, Venezuela: Direcția de presă și publicații a Universității Carabobo; 2011.