FOTOTROFI: KARAKTERISTIKE I KLASIFIKACIJA - BIOLOGIJA - 2026

Fototrofnih su mikroorganizmi koji dobiju kemijsku energiju pomoću sunca (svjetlosnu energiju). Podijeljeni su u fotoautotrofe i fotoheterotrofe prema izvoru ugljika koji koriste.

Fotoautotrofi su oni koji koriste sunčevu svjetlost kao izvor energije i koriste CO2 kao glavni izvor ugljika. Dok fotoheterotrofi također koriste svjetlost kao energent, ali oni koriste organske spojeve kao izvor ugljika.

Fileti cijanobakterije roda Lyngbya (kisikove bakterije fotosintetskog tipa)

Te bakterije igraju temeljnu ulogu u mikrobiološkoj ekologiji, posebno u biogeokemijskim ciklusima sumpora i ugljika, te maksimalno iskorištavaju različite oblike u kojima se ti elementi nalaze u prirodi.

Uz gornju klasifikaciju dijele se i na kisikove fototrofe i anoksigene fototrofe. Cijanobakterije su poznate kao kisikovi fototrofi, dok anoksigene uključuju crvene i zelene bakterije (sumporne i ne-sumporne).

Sulfuroes općenito photolithoautotrophic, iako neki mogu rasti photoorganoheterotrophic, ali još uvijek zahtijeva male količine H ₂ S, a ne sumporna su photoheterotrophic.

S druge strane, većina sumpornih bakterija je anaerobna, iako kisik za njih nije toksičan, jednostavno ih ne koriste.

U slučaju ne-sumpornih bakterija, to su obično fakultativni aerobi, ovisno o uvjetima, odnosno, ako postoji svjetlost i anaerobioza, postupak koji se provodi bit će fotosinteza, ali ako postoji aerobioza, oni će napraviti aerobno disanje, bez obzira ima li svjetla ili ne.

Važno je napomenuti da se spoj koji u ove bakterije bilježi fotone svjetlosti naziva bakterioklorofil.

karakteristike

Različite vrste fotosintetskih bakterija široko su rasprostranjene u vodenim ekosustavima, ali i u zemaljskim ekosustavima s ekstremnim uvjetima poput hipersalinskih, kiselih, alkalnih i hidrotermalnih otvora.

Ti su mikroorganizmi malo proučavani, zbog nekih nedostataka, poput poteškoća u dobivanju i očuvanju čistih kultura. Međutim, sada su razvijene razne tehnike za tu svrhu. Među njima je i tehnika Pour plate.

Vrste fototrofnih ili fotosintetskih bakterija

-Photrophs

Anoksigene fototrofne bakterije vrlo su raznolika skupina mikroorganizama sa fotosintetskom sposobnošću, koji naseljavaju anaerobna područja (bez kisika) uglavnom vodenih sustava, izložena sunčevoj svjetlosti.

U ovu skupinu mikroorganizama pripadaju sljedeće obitelji: Chlorobiaceae (sumporno zelje), Chloroflexaceae (ne-sumporno zeleno), Rhodospirillaceae (ne-sumporno crveno), Ectothiorhodospiraceae i Chromatiaceae (oba sumporna crvena).

Sumporno crvene bakterije iz porodice

Oni su strogi anaerobi stoga koriste sumporne spojeve izvedene iz poput Na ₂ S, S, tiosulfata, sulfida, vodikom ili jednostavne niskomolekularne organske spojeve kao donatorima elektrona.

Mogu imati različite morfologije, uključujući: spiralnu (Thiospirillum), bacile (Chromatium), ovoidnu ili vibrioidnu (Thiopedia); raspoređene su u prostoru kao pojedine stanice ili u paru, a pokretne su zbog flagela, kliznih ili plinskih vakuola.

Neke njegove vrste sadrže bakterioklorofil a, a druge b. Mogu imati i karotenoidne pigmente serije spiriloksantina, okenona i rodopina. Oni imaju funkciju zaštite od foto-oksidacije.

Uz to, imaju sposobnost nakupljanja sumpora unutarćelijski.

Sumporno crvena bakterija iz obitelji

Oni ne mogu pohraniti sumpor unutarćelijski kao i oni iz obitelji Chromatiaceae. Njihova morfologija je u obliku vibriosa, raspoređeni su na izolirani način u prostoru i pokretni su.

Te su bakterije važne za njihovo sudjelovanje u ciklusu ugljika i sumpora, kao i za posluživanje hrane za razne vodene organizme.

Zelene sumporne bakterije iz obitelji

Oni su skupina mikroorganizama koji provode anoksigenu fotosintezu koja naseljavaju područja bogata sumporom i anaerobno u jezerima.

Oni su fotolitoautotrofični i obligacijski anaerobni, većina je nepokretna, ali neki se mogu kretati zbog prisutnosti flagela.

A drugi sadrži plin vezikule koje omogućuju podešavanje odgovarajuće dubine u jezerima (područja bez kisika), a također se dobije potrebnu količinu svjetla i H ₂ S.

Nepokretni stanuju u dnima jezera, tačnije u blatnjavim blatima bogatim sumporom.

Razlog zašto mogu živjeti na velikim dubinama je zahvaljujući klorosomima koji im omogućuju rast pri nižem intenzitetu svjetlosti od crvenih bakterija, a također i zbog njihove sposobnosti da lako podnose visoke koncentracije sumpora.

Predstavljaju raznolike morfologije, među njima: ravne bacile, koke i vibrione. Distribuiraju se pojedinačno ili u lancima i mogu biti travaste zelene ili čokoladno smeđe boje.

Oni popravljaju CO _2, putem obrnutog Krebsova ciklusa. Pored roda Chlorobium (Vibrios) postoje još dva roda: Pelodyction (ravno bacili) i Prosthecochloris (Cocoides).

Ne-sumporne vlaknaste zelene bakterije iz porodice

Oni su u obliku ravnih šipki i raspoređeni su u nitima. Rod Chloronema ima plinske vezikule.

Oni fiksiraju CO ₂ preko hidroksipropionata. Pomiču se klizanjem niti. U odnosu na kisik oni nisu obvezni.

Većina živi u jezerima ili vrućim izvorima na temperaturi između 45 i 70 ° C, odnosno termofilne su.

I Chloroflexus i Chloronema su hibridi jer imaju hlorosome poput zelenih bakterija, ali njihov je reakcijski centar isti kao u crvenim bakterijama.

Ne-sumporne crvene bakterije iz porodice

Oni su najviše promjenjivi u smislu metabolizma, jer iako preferiraju vodene sredine bogate topljivim organskim tvarima, s niskim koncentracijama kisika i dobro osvijetljenim, mogu provesti fotosintezu i u anaerobnim uvjetima.

S druge strane, oni također mogu rasti kemoheterotrofno u mraku, jer mogu koristiti širok repertoar organskih spojeva kao izvora ugljika i / ili energije.

Mobilni su jer imaju polarni flagellum i dijele ih binarnom fisijom. Ove su vrste bakterija trenutno vrlo korisne, posebno na područjima kao što su biotehnologija i medicina.

Najčešće se koriste u procesima bioremedijacije onečišćene vode i tla, u proizvodnji bio-gnojiva i herbicida, budući da je primijećeno da između ostalog proizvode aktivne tvari poput vitamina B12, ubikinona i 5-aminolevulinske kiseline.

Za izolaciju ovih bakterija potrebni su im posebni kulturi s 30 dana inkubacije na sobnoj temperaturi s rasponom svjetlosti i tamnog ciklusa od 16/8, koristeći žarulje sa žarnom niti (2.200 luksa).

Obiteljske nesulfurizirane crvene bakterije

Oni su ravni, pokretni bacili s polarnim flagellumom, koji se dijele binarnom fisijom. Te bakterije su fakultativne u pogledu kisika, u aerobiozi inhibiraju fotosintezu, ali u anaerobiozi to čine.

Oni također mogu foto-asimilirati široku paletu organskih spojeva, poput šećera, organskih kiselina, aminokiselina, alkohola, masnih kiselina i aromatskih spojeva.

Obiteljske nesulfurizirane crvene bakterije

Imaju ovuidnu morfologiju, pokretni su peritrijskim bičevima i dijele se pupoljkom. Oni također imaju prostecu, tj. Ekstenzije citoplazme i staničnu stijenku, čija je funkcija povećati površinu mikroorganizma i na taj način dobiti više hrane.

Također ima egzospore (spore koje se stvaraju izvana).

Ostali rodovi anoksigenih bakterija

Među njima su Heliobacteria, Erythrobacter i Chloroacidobacterium.

Heliobakterije dobro apliciraju dušik i obiluju ih tropskim tlima koja pružaju ovaj element. Oni su neophodni u nekim vrstama usjeva, primjerice na rižinim poljima.

Eritrobacter je malo važan.

Chloroacidobacterium vrlo nalikuje fotosintetskom aparatu sumpornih zelenih bakterija s klorosomima.

-Oksidni fotosintetički

Cijanobakterije posjeduju klorofil, kao i dodatni pigmenti karotenoidi i fikobiliproteini.

Pigmenti koji su uključeni u reakcije fotofosforilacije (pretvorba svjetlosne energije u kemijsku energiju) nazivaju se pigmenti reakcijskog centra. Oko ovih pigmenata nalaze se pigmenti zvani antene, koji djeluju kao sakupljači svjetlosti.

U ovu skupinu spadaju cijanobakterije, koje su fotoautotrofi. Među najznačajnijim su rod Prochlorococcus, koji je najobilniji i najmanji fotosintetski organizam u morskom svijetu.

S druge strane, postoji rod Synechococcus, koji obiluje površinskim vodama i, poput Prochlorococcusa, dio su morskog pikoplanktona.

Reference

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J i Núñez-Cardona M. Izolacija i proučavanje fototrofičnih bakterija iz porodice Chromatiaceae koje nastanjuju u Meksičkom zaljevu. III sastanak, sudjelovanje žena u znanosti.
2. Autori Wikipedije, "Prosteca", Wikipedija, Besplatna enciklopedija, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Aerobne anoksigene fototrofne bakterije u srednjoatlantskom položaju i sjevernom Tihom okeanu. Appl Environment Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus". Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 28. travnja 2018., 20.55 UTC. 30. studenog 2018. es.wikipedia.org/
5. Cijanobakterija. »Wikipedija, Slobodna enciklopedija. 15 stu 2018, 12:52 UTC 30.11.2018., 06:16. Preuzeto s es.wikipedia.org
6. "Photoautotroph". Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 18 kolovoza 2018, 21:45 UTC. 30. studenog 2018. Preuzeto s es.wikipedia.org
7. González M, González N. Priručnik medicinske mikrobiologije. Drugo izdanje, Venezuela: Uprava za medije i publikacije Sveučilišta u Carabobou; 2011.