FOTOTROFOK: JELLEMZŐK ÉS OSZTÁLYOZÁS - BIOLÓGIA - 2025

A fototróf mikroorganizmusok, amelyek napfény (fényenergia) felhasználásával nyernek kémiai energiát. Az általuk használt szénforrás szerint fotoautotrófokra és fotoheterotrófokra osztják őket.

A fotoautotrófok azok, amelyek napfényt használnak energiaforrásként, és a CO2-t használják a fő szénforrásként. Míg a fotoheterotrófok fényt is használnak energiaforrásként, de szerves vegyületeket használnak szénforrásként.

A cianobaktériumok, a Lyngbya nemzetség (oxigén fotoszintetikus típusú baktériumok) szálai

Ezek a baktériumok alapvető szerepet játszanak a mikrobiális ökológiában, különösen a kén és a szén biogeokémiai ciklusaiban, kihasználva a legtöbb olyan formát, amelyben ezek az elemek megtalálhatók a természetben.

A fenti osztályozáson kívül oxigén fototrofokra és anoxigén fototrofokra is osztják őket. A cianobaktériumokat oxigén fototrofnak nevezik, míg az anoxigén baktériumok közé tartoznak a vörös és a zöld baktériumok (kén és nem kén).

Sulfuroes általában photolithoautotrophic, bár néhány nőhet photoorganoheterotrophic, de még mindig kis mennyiségű H ₂ S, míg a nem-kéntartalmú vannak photoheterotrophic.

Másrészt a legtöbb kéntartalmú baktérium anaerob, bár az oxigén nem mérgező rájuk, csak nem használják.

Nem kén baktériumok esetében ezek általában fakultatív aerobok, a körülményektől függően, vagyis ha van fény és anaerobiosis, akkor az elvégzendő eljárás fotoszintézis lesz, de ha van aerobiosis, akkor aerob légzést végeznek, függetlenül attól, hogy van-e fény vagy sem.

Fontos megjegyezni, hogy az a vegyület, amely ezekben a baktériumokban elfedi a fény fotonjait, baktériumklorofillnek nevezik.

jellemzők

A különféle fotoszintézis baktériumok széles körben elterjedtek a vízi ökoszisztémákban, de a szélsőséges körülmények között fennálló szárazföldi ökoszisztémákban is, például hypersaline, savas, lúgos és hidrotermikus szellőzőnyílásokban.

Ezeket a mikroorganizmusokat kevés tanulmányozta bizonyos kényelmetlenségek miatt, például a tiszta tenyészetek előállítási és megőrzési nehézségei miatt. Különböző technikákat fejlesztettek azonban ki erre a célra. Közöttük a Pour plate technika.

A fototróf vagy fotoszintetikus baktériumok típusai

-Photrophs

Az antioxigén fototróf baktériumok a fotoszintézis képességgel rendelkező mikroorganizmusok nagyon változatos csoportja, amelyek többnyire a vízi rendszerek anaerob zónáiban (oxigén nélkül) élnek, napfénynek kitéve.

A mikroorganizmusok ezen csoportjába a következő családok tartoznak: Chlorobiaceae (kénzöldek), Chloroflexaceae (nem kénzöld), Rhodospirillaceae (nem kénvörös), Ectothiorhodospiraceae és Chromatiaceae (mindkettő kénvörös).

A család kénvörös baktériumai

Ezek obligát anaerobok, így az általuk használt kén-eredetű vegyületek, mint például Na ₂ S, S, tioszulfát, szulfid, molekuláris hidrogént vagy egyszerű, alacsony molekulasúlyú szerves vegyületeket, mint elektrondonorokat.

Különböző morfológiájuk lehet, beleértve: spirál (Thiospirillum), bacillus (Chromatium), petefészek vagy vibrioid (Thiopedia); űrben vannak elrendezve, különálló cellaként vagy párban, és mozgékonyak a flagella, csúszó vagy gáz vákuum miatt.

Egyes fajai baktériumklorofillot tartalmaznak, mások b. Lehetnek a spiriloxantin, az okenon és a rodopinális karotinoid pigmentek is. Ezek funkciója a fotooxidáció elleni védelem.

Ezen felül képesek felhalmozni a ként intracellulárisan.

A család kénvörös baktériumai

Ezek nem képesek a kén tárolására intracellulárisan, mint a Chromatiaceae családé. Morfológiájuk Vibrios formájában van, elkülönítve vannak elrendezve az űrben és mozgathatók.

Ezek a baktériumok fontosak a szén- és kénciklusban való részvételükhöz, valamint a különféle vízi szervezetek táplálkozásához.

A család zöld kéntartalmú baktériumai

Mikroorganizmusok olyan csoportja, amelyek anoxigén fotoszintézist végeznek, és a tavak kénben gazdag és anaerob területein laknak.

Photolithoautotrop és anaerob kötelesek, a legtöbb mozgásképtelen, de egyesek a flagella jelenléte miatt mozoghatnak.

Míg mások gázvezikulumokat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a tavak megfelelő mélységének beállítását (az oxigén nélküli területeken), és megkapják a szükséges mennyiségű fényt és H ₂ S-t is.

A mozghatatlanok a tavak fenekében élnek, különösen a kénben gazdag sáros iszapokban.

Nagy mélységben élhetnek a kloroszómáknak köszönhetően, amelyek lehetővé teszik alacsonyabb fényintenzitású növekedést, mint a vörös baktériumok, valamint azért is, mert képesek könnyen ellenállni a magas kénkoncentrációnak.

Különböző morfológiákat mutatnak, köztük egyenes bacillákat, cocciokat és vibriókat. Külön-külön vagy láncban oszlanak el, és lehet fűzöld vagy csokoládébarna.

Rögzítik a CO ₂ -ot a fordított Krebs-cikluson keresztül. A Chlorobium (Vibrios) nemzeten kívül további 2 nemzetség létezik: Pelodyction (egyenes bacillus) és Prosthecochloris (Cocoides).

A család nem kénes, rostos zöld baktériumai

Ezek egyenes rudak alakúak, és szálakba vannak elrendezve. A Chloronema nemzetségben gázvezikulumok vannak.

Ezek fix CO ₂ keresztül hidroxi. A szálak csúszásával mozognak. Az oxigénhez képest választhatók.

A legtöbb tavakban vagy meleg forrásokban élnek, 45–70 ° C hőmérsékleten, vagyis hőfilikusak.

Mind a Chloroflexus, mind a Chloronema hibridek, mivel kloroszómáik vannak, mint a zöld baktériumok, de reakcióközpontuk megegyezik a vörös baktériumokéval.

A család nem kéntartalmú vörös baktériumai

Ezek metabolizmusa szempontjából a legváltozatosabbak, mivel bár inkább az oldható szerves anyagban gazdag, alacsony oxigénkoncentrációjú és jól megvilágított vízkörnyezetet részesítik előnyben, anaerob körülmények között is képesek fotoszintézist végezni.

Másrészt, sötétben, kemoheterotróf módon is növekedhetnek, mivel képesek a szerves vegyületek széles skálájának felhasználására szén- és / vagy energiaforrásként.

Mobilok, mert poláris lencseük van, és bináris hasadással vannak osztva. Az ilyen típusú baktériumok jelenleg nagyon hasznosak, különösen olyan területeken, mint a biotechnológia és az orvostudomány.

Leggyakrabban a szennyezett víz és a talaj bio-rehabilitációjában, a biofertilizer és herbicidek előállításában használják, mivel megfigyelték, hogy ezek olyan aktív anyagokat termelnek, mint például B12-vitamin, ubiquinone és 5-aminolevulinsav.

Ezen baktériumok izolálásához speciális táptalajokra van szükségük, 30 napos inkubálással szobahőmérsékleten, 16/8 fény- és sötét ciklustartományban, izzólámpákkal (2200 lux).

Család kéntelenített vörös baktériumok

Egyenes, mozgó bacillák, poláris flagellummal, amelyek bináris hasadással osztódnak. Ezek a baktériumok fakultatívak az oxigén szempontjából, az aerobiosisban gátolják a fotoszintézist, anaerobiosisban pedig megteszik.

Számos szerves vegyületet, például cukrokat, szerves savakat, aminosavakat, alkoholokat, zsírsavakat és aromás vegyületeket is képesek asszimilálni.

Család kéntelenített vörös baktériumok

Petefészek morfológiájúak, a peritricus flagella által mozgathatóak és budding-el vannak osztva. Nekik van prosteca is, vagyis a citoplazma és a sejtfal meghosszabbításai, amelyek feladata a mikroorganizmus felületének növelése és ezáltal több élelmezés.

Exospórákkal is rendelkezik (spórák, amelyek kívülről képződnek).

Anoxigén baktériumok egyéb nemzetségei

Közöttük a Heliobacteria, az Erythrobacter és a Chloroacidobacterium.

A helibaktériumok nagyon jól rögzítik a nitrogént, és bőségesen megtalálhatók az ezt az elemet biztosító trópusi talajokban. Alapvető fontosságúak bizonyos növényfajtákban, például a rizsföldeken.

Az eritrobacteriumnak nincs jelentősége.

A Chloroacidobacterium nagyon hasonlít a kéntartalmú zöld kloroszómákkal rendelkező zöld baktériumok fotoszintézisére.

-Oxigén fotoszintézis

A cianobaktériumok klorofill, valamint kiegészítő karotinoidok és fikobiliproteinek pigmentekkel rendelkeznek.

A fotofoszforilációs reakciókban résztvevő pigmenteket (a fényenergia kémiai energiává történő átalakítását) reakciócentrikus pigmenteknek nevezzük. E pigmentek körül olyan antennáknak nevezett pigmentek vannak, amelyek fénygyűjtőként működnek.

Ebbe a csoportba a cianobaktériumok tartoznak, amelyek fotoautotrófok. A legfontosabbak közé tartozik a Prochlorococcus nemzetség, amely a tengeri világ legelterjedtebb és legkisebb fotoszintetikus szervezete.

Másrészt a Synechococcus nemzetség a felszíni vizekben gazdag, és a Prochlorococcushoz hasonlóan a tengeri pikoplankton részét képezi.

Irodalom

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J és Núñez-Cardona M. A Mexikói-öbölben élő Chromatiaceae család fototróf baktériumainak izolálása és tanulmányozása. III. Találkozó, a nők részvétele a tudományban.
2. Wikipedia közreműködői, "Prosteca", Wikipedia, The Free Encyclopedia, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Aerob anoxigén fototróf baktériumok az Atlanti-óceán középső részén és a Csendes-óceán északi részén. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Wikipédia, a szabad enciklopédia. 2018. április 28., 20:55 UTC. 2018. november 30. Es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Wikipédia, a szabad enciklopédia. 2018. november 15., 12:52 UTC. 2018. november 30., 06:16. Átvett az es.wikipedia.org oldalról
6. "Photoautotroph." Wikipédia, a szabad enciklopédia. 2018. augusztus 18., 21:45 UTC. 2018. nov. 30., Az es.wikipedia.org
7. González M, González N. Orvosi mikrobiológiai kézikönyv. 2. kiadás, Venezuela: A Carabobo Egyetem média és kiadványai Igazgatósága; 2011.