ГЕТЕРОТРОФНІ БАКТЕРІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ ВИДІВ - БІОЛОГІЯ - 2025

У гетеротрофні бактерії , звані також organotrofas мікроорганізми , які синтезують свої власні біомолекул з складних органічних сполук вуглецевих але може захоплювати різні неорганічні елементи вуглецю. Деяким потрібно паразитувати на вищих організмах, щоб вижити.

Гетеротрофні бактерії класифікуються на фотогетеротрофи та хемогетеротрофи. Обидва використовують органічні сполуки як джерело вуглецю, але відрізняються тим, що перші використовують світло як джерело енергії, а другі використовують хімічну енергію.

Зображення зліва: цикл гетеотрофних та автотрофних бактерій відредагований. Зображення праворуч: Ілюстративний показ гетеротрофних бактерій. Джерело: Зображення зліва: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivative work: Leptictidium / Right image: Pixabay. ком

Гетеротрофні бактерії присутні у численних екосистемах, таких як ґрунти, вода, морський мутний сніг, зокрема, беручи участь у екологічному балансі. Вони також можуть бути виявлені паразитуючими вищими організмами, такими як рослини, тварини чи людина, або як збудники хвороби, або як опортуністи в симбіотичних відносинах.

Характеристика гетеротрофних бактерій

У природі було помічено, що існування різних видів бактерій робить можливим життя екосистем, оскільки продукти, що утворюються одними, використовуються іншими ланцюгами. Ці бактерії стратегічно поширені, майже завжди стратифіковані.

Наприклад, було видно, що аеробні гетеротрофні бактерії часто з’являються разом із ціанобактеріями (фотоавтотрофними бактеріями, які виділяють кисень).

У цьому сенсі аеробні гетеротрофи та аеробні автотрофи можуть використовувати кисень, у свою чергу створюючи анаеробні умови в глибших шарах, де виявляються анаеробні бактерії.

Залежно від таких характеристик, як тип палива, який вони використовують для виживання, гетеротрофні бактерії можна класифікувати на різні групи.

Сульфоредуктазні бактерії

Вони є бактеріями, які в анаеробних умовах здатні знижувати сульфат (сіль або складні ефіри сірчаної кислоти), не засвоюючи його. Вони використовують його лише як кінцевий акцептор електронів у дихальному ланцюзі.

Ці бактерії допомагають в деградації органічних речовин і знаходяться в різних екологічних нішах, таких як прісна вода, каналізаційні води, солоні води, гарячі джерела та геотермальні райони. Також у родовищах сірки, нафтових та газових свердловин, а також у кишечнику ссавців та комах.

Гідролазні бактерії

Вони є анаеробними бактеріями, які розщеплюють органічні полімери (целюлоза та геміцелюлоза) на невеликі молекули, щоб вони могли поглинатися клітинними мембранами. Для цього вони мають систему ферментів, званих гідролазами (ендоцелюлаза, екскоцелюлаза та целобіази).

Після гідролізу утворюються різні органічні кислоти, такі як молочна кислота, пропіонова кислота, оцтова кислота, бутанол, етанол та ацетон. Потім вони перетворюються на газ метану.

Гнильні бактерії

Вони є бактеріями, які беруть участь у катаболічній деградації азотистих сполук в анаеробних умовах, при виробництві сполук з неприємним запахом, звідки випливає їх назва (гнильна). Цей процес генерує вуглець і азот, необхідні для їх розвитку.

Не сірчані червоні бактерії родини

Ці бактерії характеризуються прямими рухомими бацилами з полярним джгутиком. Вони є факультативними анаеробами: при анаеробіозі вони здійснюють процес фотосинтезу, а в аеробіозі - ні.

Ці бактерії фотоасимілюють велику різноманітність органічних сполук, таких як цукри, органічні кислоти, амінокислоти, спирти, жирні кислоти та ароматичні сполуки.

Зелені несульфурні аноксигенні бактерії

Вони являють собою нитчасті бактерії, які можуть розвиватися як фотоавтотрофи, хемогетрофії або фотогетеротрофи.

Суворі аеробні та факультативні анаеробні бактерії

Сюди потрапляють різні види, які можуть входити до звичної мікробіоти вищих організмів або виступати збудниками цих.

Відмінності від автотрофних бактерій

Спосіб життя

Як хіміогетеротрофні, так і хемоавтотрофні бактерії використовують хімічну енергію для життя. Однак вони відрізняються тим, що хемогетеротрофи є залежними організмами, оскільки їм потрібно паразитувати інших вищих організмів, щоб отримати органічні сполуки, необхідні для їх розвитку.

Ця характеристика відрізняє їх від хемоавтотрофних бактерій, які є абсолютно вільно живими організмами (сапрофітами), які беруть прості неорганічні сполуки з навколишнього середовища для виконання своїх життєвих функцій.

Зі свого боку, фотогетеротрофи та фотоавтотрофи схожі тим, що вони обидва використовують сонячне світло для перетворення його в хімічну енергію, але вони відрізняються тим, що фотогетеротрофи засвоюють органічні сполуки, а фотоавтотрофи роблять це з неорганічними сполуками.

Хабітат

З іншого боку, хемогетеротрофні бактерії відрізняються від хемоавтотрофів у середовищі існування, де вони розвиваються.

Хемогетеротрофні бактерії, як правило, паразитують живим вищим організмам. З іншого боку, хемоавтотрофні бактерії можуть протистояти екстремальним умовам навколишнього середовища.

У цих умовах хемоавтотрофні бактерії отримують необхідні для життя неорганічні елементи, речовини, які, як правило, токсичні для інших мікроорганізмів. Ці бактерії окислюють ці сполуки і перетворюють їх у більш екологічні речовини.

Харчування

Гетеротрофні бактерії лише засвоюють складні органічні сполуки, які вже були утворені, щоб мати можливість синтезувати необхідні для їх розвитку біомолекули. Одним із джерел вуглецю, які найбільше використовують ці бактерії, є глюкоза.

Навпаки, автотрофним бактеріям просто потрібна вода, неорганічні солі та вуглекислий газ, щоб отримати їх поживні речовини. Тобто з простих неорганічних сполук вони можуть синтезувати органічні сполуки.

Однак, хоча гетеротрофні бактерії не використовують діоксид вуглецю як джерело вуглецю, ні як останній акцептор електронів, у деяких випадках вони можуть використовувати його в невеликій кількості для проведення карбоксиляцій у певних анаболічних та катаболічних шляхах.

Мікроскопічне дослідження

У деяких екосистемах можна взяти зразки для вивчення популяції фотоавтотрофних та фотогетеротрофних бактерій. Для цього використовується методика мікроскопії на основі епіфлюоресценції: використовуються фторохром, такий як примулін та фільтри збудження для синього та ультрафіолетового світла.

Гетеротрофні бактерії не забарвлюються за допомогою цієї методики, тоді як автотрофи набувають яскраво-білувато-синій колір, також проявляючи автофлуоресценцію бактеріохлорофілу. Гетеротрофний підрахунок отримують шляхом віднімання загального числа бактерій мінус автотрофи.

Виробництво хвороб

У цьому сенсі бактерії, що викликають захворювання у людини, тварин і рослин, належать до групи хіміогетеротрофних бактерій.

Автотрофні бактерії сапрофітні і не викликають хвороб у людини, оскільки їм не потрібно паразитувати вищі організми для життя.

Приклади гетеротрофних видів бактерій

Фотогетеротрофи

Бактерії, що належать до цієї групи, завжди є фотосинтетичними, оскільки решта мікроорганізмів, які поділяють цю класифікацію, - це еукаріотичні водорості.

Сірчані бактерії, як правило, фотоавтотрофні, але іноді можуть рости фотогетеротрофно. Однак вони завжди потребуватимуть невеликої кількості неорганічного матеріалу (H ₂ S), тоді як несульфурогенні - фотогетеротрофні.

Серед фотогетеротрофних бактерій ми знаходимо не сірчані червоні бактерії, такі як бактерії родини Bradyrhizobiaceae, рід Rhodopseudomonas.

З іншого боку, є не сірчані зелені бактерії, а також геліобактерії.

The

Вони є факультативними хемоавтотрофами, тобто зазвичай використовують молекулярний водень як джерело енергії для отримання органічних речовин, але вони також здатні використовувати певну кількість органічних сполук для тієї ж мети.

Хемогетеротрофи

Хемогетеротрофні бактерії, що беруть участь у фіксації азоту

Бактерії сімейства Frankiaceae, групи Rhizobiaceae та родів Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella та Clostridium. Ці мікроорганізми беруть участь у фіксації елементарного азоту.

Більшість може зробити це самостійно, але деякі потребують встановлення симбіотичних зв’язків з кореневищами та бобовими.

Цей процес сприяє оновленню ґрунту, перетворенню елементарного азоту в нітрати та аміак, які корисні, доки останні в низькій концентрації в ґрунті.

Потім нітрати та амоній можуть поглинатися рослинами, так що ці бактерії надзвичайно важливі в природі. Ризобії - це бактерії, які найбільш часто використовуються в сільському господарстві, і входять до складу біодобрив.

Хемогетеротрофні бактерії, які беруть участь у процесах гідролізу та ацидогенезу органічних речовин

Гнильні хіміогетеротрофні бактерії

У цю категорію відносяться види роду Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani та C. tetanomorphum. Аналогічно, деякі види родів Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus і Proteus також мають гнійну дію.

Факультативні аеробні та анаеробні хіміогетеротрофні бактерії

Тут знайдені всі бактерії, що викликають інфекційні захворювання у людини та тварин. Також ті, що входять до звичної мікробіоти.

Приклади: родини Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, сімейства Pseudomonadaceae, серед багатьох інших.

Список літератури

1. Гонсалес М, Гонсалес Н. Посібник з медичної мікробіології. 2-е видання, Венесуела: Дирекція засобів масової інформації та публікацій університету Карабобо; 2011 рік.
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Процеси анаеробних бактерій, які здійснюють і сприяють сталому розвитку планети. Нова, 2015; 13 (24): 55-81. Доступно за адресою: Доступно за адресою: http://www.scielo.org
3. Факультативні бактерії. (2019, 6 травня). Вікіпедія, Вільна енциклопедія. Дата консультації: 06:53, 8 травня 2019 року від es.wikipedia.org.
4. Біанкіні Л. Мікробіологія навколишнього середовища. Класифікація та філогенія гетеротрофних бактерій. 2012. Вища техніка управління навколишнім середовищем.
5. Хенао А, Комба N, Альварадо Е, Сантамарія Дж. Автотрофні та гетеротрофні бактерії, пов'язані з каламутним морським снігом на рифах з континентальним стоком. Ун-т 2015, 20 (1): 9-16.