AUTOTROFNE BAKTERIJE: KARAKTERISTIKE, RAZLIKE S HETEROTROFIMA I PRIMJER - BIOLOGIJA - 2026

Su autotrofne bakterije su mikroorganizmi koji imaju metabolički aparat prilično složena. Te su bakterije sposobne asimilirati neorganske tvari, pretvoriti ih u organsku tvar, koju potom koriste za izradu biomolekula neophodnih za njihov razvoj.

Stoga su ove vrste mikroorganizama neovisne i ponašaju se kao slobodno živi organizmi. Ne trebaju napadati druge organizme ili razgraditi mrtvu organsku tvar da bi dobili hranjive tvari potrebne za preživljavanje.

Crvene i zelene autotrofne bakterije. Izvor: publicdomainpictures.net

Autotrofne bakterije igraju temeljnu ulogu u ekosustavu, jer daju organsku tvar potrebnu za razvoj ostalih živih bića. Odnosno, oni ispunjavaju vitalne funkcije za održavanje ekološke ravnoteže.

Smatra se da su ovi organizmi prvi oblik života na planeti; I u mnogim ekosustavima pokreću prehrambeni lanac.

Autotrofne bakterije nalaze se u raznim ekološkim nišama. Na primjer, blatni morski snijeg, svježe i slane vode, vrući izvori, tla, između ostalog, proizvode organske tvari.

Karakteristike autotrofnih bakterija

Ovisno o metaboličkom sustavu koji autotrofne bakterije koriste za uzimanje anorganskih spojeva i pretvaranje u organske spojeve, klasificiraju se kao fotoautotrofi ili hemoautotrofi.

Photoautotrophs

Fotoautotrofični organizmi uključuju alge, biljke i neke bakterije. Karakterizira ih upotreba sunčeve svjetlosti kao izvora energije za provođenje procesa transformacije anorganske u organsku tvar.

U slučaju fotoautotrofnih bakterija, one se zauzvrat dijele na kisikove i anoksigene fotoautotrofe.

Oksigene fotoautotrofne bakterije

U ovoj vrsti bakterija dolazi do procesa fotosinteze koji se sastoji od hvatanja sunčeve energije kroz zeleni pigment koji se naziva bakterioklorofil, i pretvaranja u kemijsku energiju.

Energija se koristi za oduzimanje ugljičnog dioksida iz okoliša i zajedno s vodom i mineralnim solima za proizvodnju glukoze i kisika. Glukoza se koristi za unutarnje metaboličke procese, a kisik se oslobađa izvana.

Anoksigene fotoautotrofne bakterije

Karakterizira ih anaerobna bakterija, jer oni ne koriste kisik u procesu disanja, a da ih oni ne oštete. Oni također koriste sunčevu svjetlost kao izvor energije. Neki oksidiraju Fe ² u nedostatku kisika.

Chemoautotrophs

Kemoautotrofne bakterije koriste kemijsku energiju za svoje metaboličke procese. Ovo se dobiva oksidacijom anorganskih spojeva, osim korištenjem CO2 kao izvora ugljika.

Reducirani anorganski elementi uzeti iz okoliša uključuju hidrogen sulfid, elementarni sumpor, željezo, molekularni vodik i amonijak.

Njihovo postojanje jamči život ostalih živih bića, jer su anorganski spojevi koje uzimaju iz okoliša toksični za druge mikroorganizme. Nadalje, spojevi koje oslobađaju autotrofne bakterije mogu se asimilirati nekim heterotrofnim bakterijama.

Kemoautotrofne bakterije su vrlo brojne. Obično žive u neprijateljskim ekosustavima, odnosno ekstremofili su.

Postoje i drugi organizmi koji se ponašaju poput autotrofa, ali pripadaju drugim domenama. Na primjer, Archaea domena (metanogeni i termoakidofili). No, kako nisu normalne bakterije, neće se razmatrati u ovom članku.

Autotrofne bakterije razvrstavaju se u halofile, sumporne oksidante i reduktore, nitrifikate, željezne bakterije i anammoks bakterije.

Halophiles

Oni su bakterije koje mogu izdržati visoke koncentracije soli. Te su bakterije obično strogi ili ekstremni halofili. Žive u morskim sredinama, poput Mrtvog mora.

Oksidanti sumpora

Poznate su i kao sulfoksidantne bakterije. Ti mikroorganizmi uzimaju anorganski sumpor iz okoliša da ga oksidiraju i naprave svoje metaboličke produkte.

Odnosno, oni hvataju hidrogen sulfid (mirisni plin) nastao razgradnjom organskih spojeva koji sadrže sulfat, a koje provode anaerobne heterotrofne bakterije.

Sulfoksidantne bakterije su aerobni kemoautotrofi i pretvaraju vodikov sulfid u elementarni sumpor.

Oni podnose visoke temperature, žive u ekstremnim ekološkim nišama kao što su aktivni vulkani, vrući izvori ili okeanski hidrotermalni otvori, te u ležištima pirita (mineralni sulfidni željezo).

Željezne bakterije

Mogu se naći u tlima bogatim željezom, rijekama i podzemnim vodama. Ove vrste bakterija u reduciranom stanju uzimaju ione željeza, a ponekad i mangan te ih oksidiraju, tvoreći željezo ili mangan oksid.

Željezni oksid daje supstrat u kojem ove bakterije žive karakterističnu crvenkasto-narančastu boju.

nitrifikatore

Oni su bakterije koje su odgovorne za oksidaciju anorganskih spojeva dušika, poput amonijaka ili amonijaka, da ih pretvore u nitrate.

Mogu se naći na zemlji, u slatkoj vodi i u slanoj vodi. Oni se u potpunosti razvijaju tamo gdje je visoka razgradnja proteina, s posljedičnom proizvodnjom amonijaka.

Anammox bakterije

Oni su bakterije koje anaerobno oksidiraju amonijev ion i nitrit te tvore dušični plin.

Razlike između autotrofnih i heterotrofnih bakterija

način života

Sve vrste autotrofnih bakterija (fotoautotrofi i kemoautotrofi) slobodno žive, što je svojstvo koje dijele s fotoheterotrofima, dok hemoheterotrofi moraju dobiti svoje hranjive tvari parazitiranjem organizama druge vrste.

S druge strane, hemoautotrofne bakterije se od kemoheterotrofa razlikuju po staništu u kojem se razvijaju. Kemoautotrofne bakterije često žive u ekstremnim uvjetima okoliša, gdje oksidiraju anorganske elemente koji su toksični za druge mikroorganizme.

Nasuprot tome, hemoheterotrofne bakterije obično žive u višim organizmima.

ishrana

Autotrofne bakterije koriste anorganske tvari za sintezu organskih spojeva. Za život trebaju im samo voda, anorganske soli i ugljični dioksid.

Iako su heterotrofne bakterije potrebne za svoj rast i razvoj, izvor ugljika iz već stvorenih složenih organskih spojeva, poput glukoze.

Mikroskopska studija

Brojanje autotrofičnih bakterija iz nekih ekosustava može se provesti metodom mikroskopije zasnovane na epifluorescenciji.

Ova se tehnika koristi fluorohromom poput primulinskih i uzbudnih filtera za plavu i ultraljubičastu svjetlost. Autotrofne bakterije se razlikuju od heterotrofa po tome što su obojene svijetlo bijelo-plavom bojom, bez maskiranja auto-fluorescencije bakterioklorofila, dok heterotrofi ne obojavaju.

Proizvođači bolesti

Autotrofne bakterije su saprofiti i ne uzrokuju bolest kod ljudi, jer ne trebaju parazitizirati više organizme da bi živjeli.

Suprotno tome, bakterije koje uzrokuju zarazne bolesti kod ljudi, životinja i biljaka pripadaju skupini heterotrofnih bakterija, konkretno hemoheterotrofi.

Primjeri vrsta autotrofnih bakterija

Oksigeni fotoautotrofi

U ovoj su klasifikaciji cijanobakterije. Ovo su jedine prokariotske stanice koje provode fotosintezu kisika.

Vodene su bakterije, a najčešći su rodovi Prochlorococcus i Synechococcus. Oboje su dio morskog picoplanktona.

Poznati su i rodovi Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc i Hapalosiphon.

Anoksigeni fotoautotrofi

U toj su klasifikaciji sljedeći:

- Ne-sumporne ljubičaste ili crvene bakterije Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Međutim, mogu se razviti i fotoheterotrofno.

- ljubičasto ili sumporno crveno: Chromatium winesum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Ne sumporno zelenilo: Chloroflexus i Chloronema.

- sumporno zelje: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium scaricaldum.

Chemoautotrophs

Bezbojne sumporne bakterije

Primjeri: Thiobacillus tiooksidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Dušične bakterije

Primjeri: bakterije roda Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter i Nitrococcus.

Željezne bakterije

Primjeri: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans i Leptospirilum ferroksidans.

Vodikove bakterije

Oni koriste molekularni vodik da bi izveli svoje vitalne procese. Primjer hidrogenbakterije.

Anammox bakterije

Primjeri slatkovodnih sojeva: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Primjer slane vode: Scalindua.

Reference

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Autotrofne i heterotrofne bakterije povezane s blatnim morskim snijegom na grebenima s kontinentalnim otjecanjem. Univ., Znanstveni 2015, 20 (1): 9-16.
2. „Metanogeneza”. Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 28.11.2018., 19:53 UTC. 5. svibnja 2019., 21:11, dostupno na: es.wikipedia.org.
3. Anammoxovim. Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 24. pro 2016., 12.22 UTC. 5. svibnja 2019., 21.13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Eliminacija sulfata u anaerobno-aerobnom reaktoru s pokretnim slojem. Teza se kvalificirati za stupanj magistra inženjerstva okoliša. 2088., Inženjerski institut UNAM. Dostupno na: ptolomeo.unam
5. Nitrificirajuće bakterije. Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 16 stu 2018, 15:13 UTC 5. svibnja 2019., 22:21
6. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobne bakterije: procesi koji provode i doprinose održivosti života na planeti. NE IĆI. 2015 13 (23): 55-81. Dostupno na: scielo.org.