FOTOTROFI: RAKSTUROJUMS UN KLASIFIKĀCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

Phototrophic ir mikroorganismi, kas iegūst ķīmisko enerģiju, izmantojot saules gaismas (gaismas enerģiju). Tos sadala fotoautotrofos un fotoheterotrofos atkarībā no izmantotā oglekļa avota.

Fotoautotrofi ir tie, kas saules enerģiju izmanto kā enerģijas avotu un CO2 izmanto kā galveno oglekļa avotu. Kaut arī fotoheterotrofi kā enerģijas avotu izmanto arī gaismu, bet kā oglekļa avotu viņi izmanto organiskos savienojumus.

Ciānbaktēriju ģints Lyngbya (skābekļa fotosintētiskās baktērijas) pavedieni

Šīm baktērijām ir būtiska loma mikrobu ekoloģijā, īpaši sēra un oglekļa bioģeoķīmiskajos ciklos, maksimāli izmantojot dažādas formas, kurās šie elementi ir sastopami dabā.

Papildus iepriekšminētajai klasifikācijai tos iedala arī skābekļa fototrofos un anoksigēnos fototrofos. Zilaļģes ir pazīstamas kā skābekļa fototrofi, savukārt anoksigēnās ir sarkanās un zaļās baktērijas (sēra un nesēra).

Sēra sieri parasti ir fotolitoautotrofi, kaut arī daži var augt fotoorganoheterotrofiski, taču tiem joprojām ir vajadzīgs neliels daudzums H ₂ S, savukārt nesērajiem ir fotoheterotrofiski.

No otras puses, lielākā daļa sēra baktēriju ir anaerobas, kaut arī skābeklis tām nav toksisks, viņi vienkārši to neizmanto.

Neapstrādātu baktēriju gadījumā tie parasti ir fakultatīvi aerobi atkarībā no apstākļiem, tas ir, ja ir gaisma un anaerobioze, veicamais process būs fotosintēze, bet, ja ir aerobioze, viņi veiks aerobo elpošanu neatkarīgi no tā, vai ir gaisma vai nav.

Ir svarīgi atzīmēt, ka savienojumu, kas šajās baktērijās uztver gaismas fotonus, sauc par bakterioflorofilu.

raksturojums

Dažādie fotosintētisko baktēriju veidi ir plaši izplatīti ūdens ekosistēmās, bet arī sauszemes ekosistēmās ar ārkārtējiem apstākļiem, piemēram, hipersalīnu, skābēm, sārmiem un hidrotermiskajām atverēm.

Šie mikroorganismi ir maz pētīti, ņemot vērā dažus trūkumus, piemēram, grūtības iegūt un saglabāt tīras kultūras. Tomēr tagad šim nolūkam ir izstrādātas dažādas tehnikas. Starp tiem ir Pour plate tehnika.

Fototrofo vai fotosintētisko baktēriju veidi

-Fotrofi

Anoksigēnas fototrofās baktērijas ir ļoti daudzveidīga mikroorganismu grupa ar fotosintēzes spēju, kas apdzīvo saules staru iedarbību galvenokārt ūdens sistēmu anaerobos apgabalos (bez skābekļa).

Šai mikroorganismu grupai pieder šādas ģimenes: Chlorobiaceae (sēraini zaļumi), Chloroflexaceae (bez sēra zaļa), Rhodospirillaceae (bez sēra sarkans), Ectothiorhodospiraceae un Chromatiaceae (abi sēraini sarkani).

Ģimenes sēra sarkanās baktērijas

Tie ir stingri anaerobi, tāpēc par elektronu donoriem izmanto no sēra atvasinātus savienojumus, piemēram, Na ₂ S, S, tiosulfātu, sulfīdu, molekulāro ūdeņradi vai vienkāršus mazmolekulārus organiskos savienojumus.

Viņiem var būt dažādas morfoloģijas, ieskaitot: spirāli (Thiospirillum), baciļus (Chromatium), olveida vai vibrioīdu (Thiopedia); tie ir izvietoti telpā kā atsevišķas šūnas vai pa pāriem un ir kustīgi flagellas, bīdāmās vai gāzes vakuuma dēļ.

Dažas no tās sugām satur bakterioflorofilu a, bet citas b. Viņiem var būt arī spiriloksantīna, okenona un rodopināla karotinoīdu pigmenti. To funkcija ir aizsardzība pret foto-oksidāciju.

Turklāt viņiem ir iespēja uzkrāt sēru intracelulāri.

Ģimenes sēra sarkanās baktērijas

Viņi nespēj uzglabāt sēru intracelulāri, tāpat kā Chromatiaceae dzimtas pārstāvji. Viņu morfoloģija ir vibrāciju formā, tie ir izvietoti telpā izolēti un ir mobili.

Šīs baktērijas ir svarīgas dalībai oglekļa un sēra ciklā, kā arī dažādu pārtikas ūdens organismu uzturā.

Ģimenes zaļās sērainās baktērijas

Tie ir mikroorganismu grupa, kas veic anoksigēnu fotosintēzi un apdzīvo apgabalus, kas bagāti ar sēru un anaerobiem ezeros.

Tie ir fotolitoautotrofiski un obligāti anaerobi, vairums ir nekustīgi, bet daži var pārvietoties flagellas klātbūtnes dēļ.

Kamēr citi satur gāzes pūslīšus, kas ļauj pielāgot piemērotu dziļumu ezeros (apgabalos bez skābekļa) un arī iegūt nepieciešamo gaismas daudzumu un H ₂ S.

Nekustīgie dzīvo ezeru dibenos, īpaši dubļainā dūņās, kurās ir daudz sēra.

Iemesls, kāpēc viņi var dzīvot lielā dziļumā, ir pateicoties hlorosomām, kas ļauj tām augt zemākā gaismas intensitātē nekā sarkanās baktērijas, kā arī tāpēc, ka tās viegli iztur lielas sēra koncentrācijas.

Starp tām ir dažādas morfoloģijas: taisni baciļi, cocci un vibrios. Tie tiek sadalīti pa vienam vai ķēdēs, un tie var būt zāles zaļš vai šokolādes brūns.

Viņi fiksē CO _2, izmantojot apgriezto Krebsa ciklu. Papildus Chlorobium ģintij (Vibrios) ir vēl 2 ģintes: Pelodyction (taisni baciļi) un Prosthecochloris (Cocoides).

Ģimenes bez sēra pavedienu zaļās baktērijas

Tie ir veidoti kā taisni stieņi un ir sakārtoti pavedienos. Chloronema ģintī ir gāzes pūslīši.

Viņi fiksē CO ₂ caur hidroksipropionātu. Viņi pārvietojas, bīdot savus pavedienus. Tie attiecībā uz skābekli nav obligāti.

Lielākā daļa dzīvo ezeros vai karstajos avotos temperatūrā no 45 līdz 70 ° C, tas ir, tie ir termofīli.

Gan Chloroflexus, gan Chloronema ir hibrīdi, jo tiem ir tādas hlorosomas kā zaļās baktērijas, taču to reakcijas centrs ir tāds pats kā sarkano baktēriju.

Ģimenes sarkanās baktērijas bez sēra

Tie ir visvairāk maināmi vielmaiņas ziņā, jo, lai arī viņi dod priekšroku ūdens videi, kas bagāta ar šķīstošām organiskām vielām, ar zemu skābekļa koncentrāciju un labi apgaismotu, viņi arī var veikt fotosintēzi anaerobos apstākļos.

No otras puses, tumsā tie var augt arī kemoheterotrofiski, jo tie var izmantot plašu organisko savienojumu kā oglekļa un / vai enerģijas avotu repertuāru.

Viņi ir mobili, jo tiem ir polārs flagellum, un tos sadala ar bināru dalīšanos. Šāda veida baktērijas pašlaik ir ļoti noderīgas, it īpaši tādās jomās kā biotehnoloģija un medicīna.

Visbiežāk to izmanto piesārņota ūdens un augsnes biorehabilitācijas procesos, bioloģisko mēslošanas līdzekļu un herbicīdu ražošanā, jo ir novērots, ka tie ražo aktīvās vielas, piemēram, B12 vitamīnu, ubihinonu un 5-aminolevulīnskābi.

Šo baktēriju izdalīšanai nepieciešami īpaši barotnes ar 30 dienu inkubāciju istabas temperatūrā ar gaismas un tumšās krāsas diapazonu attiecīgi 16/8, izmantojot kvēlspuldzes (2200 luksus).

Ģimenes nesulfurizētās sarkanās baktērijas

Tās ir taisnas, pārvietojamas baciles ar polāru flagellum, kas dalās ar bināru dalīšanos. Šīs baktērijas skābekļa ziņā ir fakultatīvas, aerobiozes gadījumā tās kavē fotosintēzi, bet anaerobiozes gadījumā tās veic.

Tie var arī foto-asimilēt dažādus organiskos savienojumus, piemēram, cukurus, organiskās skābes, aminoskābes, spirtus, taukskābes un aromātiskos savienojumus.

Ģimenes nesulfurizētās sarkanās baktērijas

Viņiem ir olveida morfoloģija, tie ir pārvietojami pa peritric flagella un tiek dalīti ar budding. Viņiem ir arī prosteca, tas ir, citoplazmas un šūnu sienas paplašinājumi, kuru funkcija ir palielināt mikroorganismu virsmu un tādējādi iegūt vairāk pārtikas.

Tam ir arī eksosporas (sporas, kas veidojas ārēji).

Citas anoksigēnu baktēriju ģintis

Starp tiem ir Heliobacteria, Erythrobacter un Chloroacidobacterium.

Heliobaktērijas ļoti labi fiksē slāpekli, un to ir daudz tropu augsnēs, kas nodrošina šo elementu. Tie ir nepieciešami dažu veidu kultūrās, piemēram, rīsu laukos.

Eritrobaktērijām nav lielas nozīmes.

Chloroacidobacterium ļoti atgādina sēraini zaļo baktēriju ar hlorosomām fotosintēzes aparātu.

-Skābekļa fotosintēze

Zilaļģēm ir hlorofils, kā arī karotinoīdi un fitobiliproteīni.

Pigmentus, kas iesaistīti fotofosforilēšanas reakcijās (gaismas enerģijas pārvēršana ķīmiskajā enerģijā), sauc par reakcijas centra pigmentiem. Apkārt šiem pigmentiem ir pigmenti, ko sauc par antenām, kas darbojas kā gaismas kolekcionāri.

Šajā grupā ir zilaļģes, kas ir fotoautotrofi. Starp svarīgākajiem ir Prochlorococcus ģints, kas ir visbagātākais un mazākais fotosintētiskais organisms jūras pasaulē.

No otras puses, pastāv Synechococcus ģints, kas ir bagātīgs virszemes ūdeņos un, tāpat kā Prochlorococcus, ir daļa no jūras pikoplanktona.

Atsauces

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J un Núñez-Cardona M. Chromatiaceae dzimtas, kas apdzīvo Meksikas līci, fototrofisko baktēriju izolēšana un izpēte. III sanāksme, sieviešu līdzdalība zinātnē.
2. Wikipedia līdzautori, "Prosteca", Wikipedia, The Free Encyclopedia, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Aerobās anoksigēnās fototrofiskās baktērijas Vidusatlantijas līcī un Klusā okeāna ziemeļu daļā. Piesakies mikrobiolu vidē. 2006; 72 (1): 557–64.
4. "Prohlorokoks." Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. 2018. gada 28. aprīlis, 20:55 UTC. 2018. gada 30. novembrī. Es.wikipedia.org/
5. Sinechococcus. »Vikipēdija, bezmaksas enciklopēdija. 2018. gada 15. novembrī, plkst.12.52 UTC. 2018. gada 30. novembris, 06:16. Ņemts no es.wikipedia.org
6. "Fotoautotrofs." Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. 2018. gada 18. augusts, 21:45 UTC. 2018. gada 30. novembris. Ņemts no es.wikipedia.org
7. González M, González N. Medicīniskās mikrobioloģijas rokasgrāmata. 2. izdevums, Venecuēla: Karabobo universitātes plašsaziņas līdzekļu un publikāciju direktorāts; 2011. gads.