FOTOTROFY: CHARAKTERYSTYKA I KLASYFIKACJA - BIOLOGIA - 2025

Fototropowy są mikroorganizmy, które uzyskują energię chemiczną przy użyciu światła słonecznego (energia światła). Dzielą się na fotoautotrofy i fotoheterotrofy w zależności od używanego źródła węgla.

Fotoautotrofy to takie, które wykorzystują światło słoneczne jako źródło energii i wykorzystują CO2 jako główne źródło węgla. Podczas gdy fotoheterotrofy również wykorzystują światło jako źródło energii, ale wykorzystują związki organiczne jako źródło węgla.

Włókna Cyanobacteria Genus Lyngbya (bakterie fotosyntetyzujące tlen)

Bakterie te odgrywają podstawową rolę w ekologii drobnoustrojów, zwłaszcza w cyklach biogeochemicznych siarki i węgla, wykorzystując w pełni różne formy, w których te pierwiastki występują w przyrodzie.

Oprócz powyższej klasyfikacji dzieli się je również na fototrofy tlenowe i fototrofy beztlenowe. Sinice znane są jako fototrofy tlenowe, natomiast do beztlenowych należą bakterie czerwone i zielone (siarkowe i bezsiarkowe).

Siarczki są generalnie fotolitoautotroficzne, chociaż niektóre mogą rosnąć fotoorganoheterotroficznie, ale nadal wymagają niewielkich ilości H ₂ S, podczas gdy związki niesiarkowe są fotoheterotroficzne.

Z drugiej strony większość bakterii siarkowych jest beztlenowych, chociaż tlen nie jest dla nich toksyczny, po prostu go nie używają.

W przypadku bakterii niesiarkowych są to na ogół tlenowce fakultatywne, w zależności od warunków, czyli jeśli jest światło i beztlenowce, procesem, który ma zostać przeprowadzony będzie fotosynteza, ale jeśli wystąpi aerobioza, będą one wykonywać oddychanie tlenowe, niezależnie od tego, czy jest światło, czy nie.

Należy zauważyć, że związek wychwytujący fotony światła w tych bakteriach nazywa się bakteriochlorofilem.

cechy

Różne typy bakterii fotosyntetycznych są szeroko rozpowszechnione w ekosystemach wodnych, ale także w ekosystemach lądowych o ekstremalnych warunkach, takich jak między innymi kominy hipersalinowe, kwaśne, zasadowe i hydrotermalne.

Te mikroorganizmy były mało badane z powodu pewnych niedogodności, takich jak trudności w uzyskaniu i zachowaniu czystych kultur. Jednak obecnie opracowano różne techniki w tym celu. Wśród nich jest technika Pour plate.

Rodzaje bakterii fototroficznych lub fotosyntetycznych

-Fotrofy

Bakterie fototroficzne beztlenowe to bardzo zróżnicowana grupa mikroorganizmów o zdolnościach fotosyntetycznych, które zamieszkują głównie strefy beztlenowe (beztlenowe) układów wodnych, narażone na działanie promieni słonecznych.

Do tej grupy mikroorganizmów należą następujące rodziny: Chlorobiaceae (zieleń siarkowa), Chloroflexaceae (zieleń bezsiarkowa), Rhodospirillaceae (czerwień bezsiarkowa), Ectothiorhodospiraceae i Chromatiaceae (obie siarki).

Siarkowe czerwone bakterie z rodziny

Są to bezwzględne beztlenowce, dlatego jako donory elektronów wykorzystują związki pochodne siarki, takie jak Na ₂ S, S, tiosiarczan, siarczek, wodór cząsteczkowy lub proste związki organiczne o niskiej masie cząsteczkowej.

Mogą mieć różne morfologie, w tym: spiralne (Thiospirillum), pałeczki (Chromatium), jajowate lub wibroidalne (Thiopedia); są rozmieszczone w przestrzeni jako pojedyncze komórki lub w parach i są ruchliwe z powodu wici, ślizgania lub wakuoli gazowych.

Niektóre jego gatunki zawierają bakteriochlorofil a, a inne b. Mogą również zawierać pigmenty karotenoidowe z serii spiriloksantyny, okenonu i rodopinalu. Mają one funkcję ochrony przed fotooksydacją.

Dodatkowo mają zdolność do wewnątrzkomórkowego gromadzenia siarki.

Siarkowe czerwone bakterie z rodziny

Nie są one zdolne do magazynowania siarki wewnątrzkomórkowo, podobnie jak te z rodziny Chromatiaceae. Mają morfologię w postaci Vibrios, są ułożone w izolowany sposób w przestrzeni i są mobilne.

Bakterie te są ważne ze względu na ich udział w cyklu węglowo-siarkowym, a także służą jako pokarm dla różnych organizmów wodnych.

Zielone bakterie siarkowe z rodziny

To grupa mikroorganizmów przeprowadzających fotosyntezę beztlenową, zamieszkującą obszary bogate w siarkę i beztlenowe w jeziorach.

Są fotolitoautotroficzne i bezwzględnie beztlenowe, większość jest nieruchoma, ale niektóre mogą się poruszać z powodu obecności wici.

Podczas gdy inne zawierają pęcherzyki gazowe, które pozwalają dostosować odpowiednią głębokość w jeziorach (obszary bez tlenu), a także uzyskać niezbędną ilość światła i H ₂ S.

Nieruchome żyją na dnie jezior, zwłaszcza w błotnistych błotach bogatych w siarkę.

Powodem, dla którego mogą żyć na dużych głębokościach, są chlorosomy, które pozwalają im rosnąć przy mniejszym natężeniu światła niż czerwone bakterie, a także ich zdolność do łatwego wytrzymywania wysokich stężeń siarki.

Charakteryzują się zróżnicowaną morfologią, między innymi: pałeczki proste, ziarniaki i wibrysy. Są rozprowadzane pojedynczo lub w łańcuchach i mogą być zielone lub czekoladowe.

Wiążą CO ₂ poprzez odwrotny cykl Krebsa. Oprócz rodzaju Chlorobium (Vibrios) istnieją jeszcze 2 rodzaje: Pelodyction (pałeczki proste) i Prosthecochloris (Cocoides).

Bezsiarkowe nitkowate zielone bakterie z rodziny

Mają kształt prostych prętów i są ułożone we włókna. Rodzaj Chloronema ma pęcherzyki gazu.

Wiążą CO ₂ poprzez hydroksypropionian. Poruszają się, przesuwając swoje włókna. W stosunku do tlenu są opcjonalne.

Większość żyje w jeziorach lub gorących źródłach o temperaturze od 45 do 70 ° C, czyli są ciepłolubne.

Zarówno Chloroflexus, jak i Chloronema są hybrydami, ponieważ mają chlorosomy podobne do zielonych bakterii, ale ich centrum reakcji jest takie samo jak w przypadku czerwonych bakterii.

Bezsiarkowe czerwone bakterie z rodziny

Są najbardziej zmienne pod względem metabolizmu, bo choć preferują środowiska wodne bogate w rozpuszczalną materię organiczną, o niskim stężeniu tlenu i dobrze oświetlone, potrafią również przeprowadzać fotosyntezę w warunkach beztlenowych.

Z drugiej strony mogą również rosnąć chemoheterotroficznie w ciemności, ponieważ są w stanie wykorzystywać szeroki wachlarz związków organicznych jako źródła węgla i / lub energii.

Są mobilne, ponieważ mają polarną wici i dzielą się przez rozszczepienie binarne. Te typy bakterii są obecnie bardzo przydatne, zwłaszcza w dziedzinach takich jak biotechnologia i medycyna.

Jego najczęstsze zastosowania to procesy bioremediacji skażonych wód i gleb, przy produkcji bionawozów i herbicydów, gdyż zaobserwowano, że wytwarzają substancje czynne m.in. witaminę B12, ubichinon i kwas 5-aminolewulinowy.

Do izolacji tych bakterii potrzebne są specjalne pożywki hodowlane, z 30-dniową inkubacją w temperaturze pokojowej przy cyklach światła i ciemności odpowiednio 16/8, przy użyciu żarówek (2200 luksów).

Rodzina niesiarkowanych czerwonych bakterii

Są to proste, ruchome pałeczki z wici polarną, które dzielą się na zasadzie rozszczepienia binarnego. Bakterie te są fakultatywne pod względem tlenu, w aerobiozie hamują fotosyntezę, ale w beztlenowej robią to.

Mogą również foto-asymilować wiele różnych związków organicznych, takich jak cukry, kwasy organiczne, aminokwasy, alkohole, kwasy tłuszczowe i związki aromatyczne.

Rodzina niesiarkowanych czerwonych bakterii

Mają jajowatą morfologię, są ruchliwe przez wici otrzewnej i dzielone przez pączkowanie. Posiadają również prostekę, czyli przedłużenia cytoplazmy i ściany komórkowej, których funkcją jest zwiększenie powierzchni mikroorganizmu i tym samym uzyskanie większej ilości pożywienia.

Ma również egzospory (zarodniki, które powstają na zewnątrz).

Inne rodzaje bakterii beztlenowych

Wśród nich są Heliobacteria, Erythrobacter i Chloroacidobacterium.

Heliobakterie bardzo dobrze wiążą azot i są bogate w ten pierwiastek w glebach tropikalnych. Są niezbędne w niektórych uprawach, na przykład na polach ryżowych.

Erythrobacter ma niewielkie znaczenie.

Chloroacidobacterium bardzo przypomina aparat fotosyntetyczny siarkowych zielonych bakterii z chlorosomami.

-Tlenowa fotosynteza

Sinice posiadają chlorofil, a także barwniki pomocnicze - karotenoidy i fikobiliproteiny.

Pigmenty biorące udział w reakcjach fotofosforylacji (zamiana energii świetlnej na energię chemiczną) nazywane są pigmentami w centrum reakcji. Wokół tych pigmentów znajdują się pigmenty zwane antenami, które działają jako kolektory światła.

Do tej grupy należą sinice, które są fotoautotrofami. Do najważniejszych należą rodzaj Prochlorococcus, który jest najliczniejszym i najmniejszym organizmem fotosyntetyzującym w świecie morskim.

Z drugiej strony istnieje rodzaj Synechococcus, występujący obficie w wodach powierzchniowych i, podobnie jak Prochlorococcus, jest częścią morskiego pikoplanktonu.

Bibliografia

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J i Núñez-Cardona M. Izolacja i badanie fototroficznych bakterii z rodziny Chromatiaceae zamieszkujących Zatokę Meksykańską. III Spotkanie, Uczestnictwo kobiet w nauce.
2. Współtwórcy Wikipedii, „Prosteca”, Wikipedia, The Free Encyclopedia, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Tlenowe beztlenowe bakterie fototroficzne w Zatoce Śródatlantyckiej i Wirze Północnego Pacyfiku. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. „Prochlorococcus”. Wikipedia, wolna encyklopedia. 28 kwietnia 2018, 20:55 UTC. 30 listopada 2018 r. Es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Wikipedia, wolna encyklopedia. 15 listopada 2018 r., 12:52 UTC. 30 listopada 2018, 06:16. Zaczerpnięte z es.wikipedia.org
6. „Photoautotroph”. Wikipedia, wolna encyklopedia. 18 sierpnia 2018, 21:45 UTC. 30 listopada 2018 r. Zaczerpnięte z es.wikipedia.org
7. González M, González N. Podręcznik mikrobiologii medycznej. 2. edycja, Wenezuela: Dyrekcja ds. Mediów i publikacji Uniwersytetu w Carabobo; 2011.