CHIMIOTROFE: CARACTERISTICI ȘI TIPURI - BIOLOGIE - 2025

The chemotrophs sau chimiosintetice sunt un grup de organisme pentru a supraviețui compuși anorganici reduse utilizați ca o materie primă, din care energia pentru mai târziu deriva folosesc aceasta în metabolismul respirator.

Această proprietate pe care acești microorganisme o au de a obține energie din compuși foarte simpli pentru a genera compuși complecși este cunoscută și sub denumirea de chimiosinteză, motiv pentru care aceste organisme sunt uneori numite și chimiosintetice.

Nitrobacterul este un gen de bacterii chimiotrofe

O altă caracteristică importantă este aceea că aceste microorganisme se deosebesc de restul prin creșterea în medii strict minerale și fără lumină, de aceea sunt uneori numite chemolitrofe.

caracteristici

habitat

Izvoarele calde, habitatul bacteriilor chimosintetice

Aceste bacterii trăiesc acolo unde pătrunde mai puțin de 1% lumina solară, adică prosperă în întuneric, aproape întotdeauna în prezența oxigenului.

Cu toate acestea, locul ideal pentru dezvoltarea bacteriilor chimosintetice sunt straturile de tranziție între condițiile aerobe și anaerobe.

Cele mai frecvente site-uri sunt: ​​sedimentele adânci, împrejurimile reliefurilor submarine sau în altitudinile submarine situate în partea de mijloc a oceanelor, cunoscute sub numele de crestele din mijlocul oceanelor.

Aceste bacterii sunt capabile să supraviețuiască în medii cu condiții extreme. În aceste site-uri pot exista aerisiri hidrotermale din care curge apă caldă sau chiar curgeri de magmă.

Funcția în mediu

Aceste microorganisme sunt esențiale în ecosistem, deoarece transformă substanțele chimice toxice emanate de aceste evacuări în alimente și energie.

De aceea, organismele chimosintetice joacă un rol fundamental în recuperarea alimentelor minerale și, de asemenea, de salvare a energiei care, în caz contrar, s-ar pierde.

Adică promovează menținerea lanțului trofic sau a lanțului alimentar.

Aceasta înseamnă că acestea promovează transferul substanțelor nutritive prin diferitele specii ale unei comunități biologice, în care fiecare se hrănește cu cea anterioară și este hrană pentru următoarea, ceea ce ajută la menținerea unui ecosistem în echilibru.

Aceste bacterii contribuie, de asemenea, la salvarea sau îmbunătățirea unor medii ecologice contaminate de accidente. De exemplu, în zonele deversate de petrol, adică, în aceste cazuri, aceste bacterii ajută la tratarea deșeurilor toxice pentru a le transforma în compuși mai siguri.

Clasificare

Organismele chemosintetice sau chimiotrofe sunt clasificate în chimioautotrofe și chimioheterotrofe.

Chemoautotrophs

Utilizează CO ₂ ca sursă de carbon, fiind asimilat prin ciclul Calvin și transformat în componente celulare.

Pe de altă parte, acestea obțin energia din oxidarea compușilor anorganici simpli, precum: amoniac (NH ₃ ), dihidrogen (H ₂ ), dioxid de azot (NO ₂ ^- ), hidrogen sulfurat (H ₂ S), sulf (S), trioxid de sulf (S ₂ O ₃ ^- ) sau ion de fier (Fe ₂ ⁺ ).

Adică ATP este generat de fosforilarea oxidativă în timpul oxidării sursei anorganice. Prin urmare, sunt autosuficienți, nu au nevoie de o altă ființă vie pentru a supraviețui.

Chemoheterotrophs

Spre deosebire de cele anterioare, acestea obțin energie prin oxidarea moleculelor organice complexe reduse, cum ar fi glucoza prin glicoliză, trigliceride prin oxidare beta și aminoacizi prin deaminare oxidativă. În acest fel, obțin molecule de ATP.

Pe de altă parte, organismele chimioheterotrofe nu pot folosi CO ₂ ca sursă de carbon, așa cum pot fi organismele chimioautotrofe.

Tipuri de bacterii chimiotrofe

Bacterii incolore cu sulf

După cum sugerează și numele lor, sunt bacterii care oxidează sulful sau derivatele sale reduse.

Aceste bacterii sunt strict aerobe și sunt responsabile de transformarea sulfurii de hidrogen care este produsă în descompunerea materiei organice, pentru a o transforma în sulfat (SO ₄ ^-2 ), un compus care va fi folosit în cele din urmă de plante.

Sulfatul acidifică solul până la un pH de aproximativ 2, datorită acumulării protonilor H ⁺ și se formează acid sulfuric.

Această caracteristică este folosită de anumite sectoare ale economiei, în special în agricultură, unde pot corecta solurile extrem de alcaline.

Acest lucru se realizează prin introducerea de sulf pudră în sol, astfel încât bacteriile specializate prezente (sulfobacterii) oxidează sulful și astfel să echilibreze pH-ul solului cu valori potrivite pentru agricultură.

Toate speciile chemolitrofice cu oxid de sul sunt gram-negative și aparțin proteobacteriei filonului. Un exemplu de bacterie care oxidează sulful este Acidithiobacillus thiooxidans.

Unele bacterii pot acumula sulf elementar (S ⁰ ) insolubil sub formă de granule în interiorul celulei, pentru a fi utilizate atunci când există surse externe de sulf.

Bacterii cu azot

În acest caz, bacteriile oxidează compuși cu azot redus. Există două tipuri, bacterii nitrosificante și bacterii nitrifiante.

Primele sunt capabile să oxideze amoniacul (NH3), care sunt generate din descompunerea materiei organice pentru a o transforma în nitriți (NO ₂ ), iar cele din urmă transforma nitriții în nitrați (NO ₃ ^- ), compuși care pot fi folosiți de plante. .

Ca exemple de bacterii nitrosificante este genul Nitrosomonas și ca bacterii nitrifiante este genul Nitrobacter.

Bacteriile de fier

Aceste bacterii sunt acidofile, adică necesită un pH acid pentru a supraviețui, deoarece la pH neutru sau alcalin, compușii feroși se oxidează spontan, fără a fi nevoie de prezența acestor bacterii.

Prin urmare, pentru ca aceste bacterii să poată oxida compuși de fier feros (Fe ²⁺ ) la ferici (Fe ³⁺ ), pH-ul mediului trebuie să fie neapărat acid.

Trebuie remarcat faptul că bacteriile din fier cheltuiesc cea mai mare parte din ATP produsă în reacțiile de transport invers ale electronilor, pentru a obține puterea de reducere necesară în fixarea CO ₂ .

De aceea, aceste bacterii trebuie să oxideze cantități mari de Fe ⁺² pentru a se putea dezvolta, deoarece se eliberează puțină energie din procesul de oxidare.

Exemplu: bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans transformă carbonatul de fier prezent în apele acide care curg prin minele de cărbune în oxid de fier.

Toate speciile chemolitrofice oxidante cu fier sunt gram-negative și aparțin proteobacteriei filonului.

Pe de altă parte, toate speciile care oxidează fierul sunt, de asemenea, capabile să oxideze sulful, dar nu invers.

Bacterii cu hidrogen

Aceste bacterii folosesc hidrogenul molecular ca sursă de energie pentru a produce materie organică și utilizează CO ₂ ca sursă de carbon. Aceste bacterii sunt chimioautotrofe facultative.

Se găsesc în principal în vulcani. Nichelul este esențial în habitatul său, deoarece toate hidrogenazele conțin acest compus ca un cofactor metalic. Aceste bacterii nu au o membrană interioară.

În metabolismul său, hidrogenul este încorporat într-o hidrogenază în membrana plasmatică, translocând protoni către exterior.

În acest fel, hidrogenul extern trece în interior acționând ca hidrogenază internă, transformând NAD ⁺ în NADH, care împreună cu dioxidul de carbon și ATP trec la ciclul Calvin.

Bacteriile Hydrogenomonas sunt de asemenea capabile să utilizeze o serie de compuși organici ca surse de energie.

Referințe

1. Prescott, Harley și Klein Microbiologie 7 ed. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
2. Colaboratorii Wikipedia, „Chemiotroph”, Wikipedia, Enciclopedia liberă, en.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Microbiologie medicală, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
4. González M, González N. Manualul de microbiologie medicală. Ediția a II-a, Venezuela: Direcția de presă și publicații a Universității Carabobo; 2011.
5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biologie 2. Grupul Promotor Santillana. ISBN 974-84-7918-349-3