ФОТОТРОФИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Фототрофние є мікроорганізми , які отримують хімічну енергію з допомогою сонячного світла (світловий енергії). Вони поділяються на фотоавтотрофи та фотогетеротрофи відповідно до джерела вуглецю, яке вони використовують.

Фотоавтотрофи - це ті, що використовують сонячне світло як джерело енергії та використовують СО2 як основне джерело вуглецю. Хоча фотогетеротрофи також використовують світло як джерело енергії, але вони використовують органічні сполуки як джерело вуглецю.

Нитки цианобактерій роду Lyngbya (оксигенні бактерії фотосинтетичного типу)

Ці бактерії відіграють фундаментальну роль в екології мікробів, особливо в біогеохімічних циклах сірки та вуглецю, використовуючи максимально різні форми, в яких ці елементи знаходяться в природі.

Крім наведеної класифікації вони також поділяються на кисневі фототрофи та аноксигенні фототрофи. Ціанобактерії відомі як кисневі фототрофи, а до аноксигенних відносяться червоні та зелені бактерії (сірчана та несульфурна).

Сульфури, як правило, фотолітоавтотрофні, хоча деякі з них можуть вирощувати фотоорганогетеротрофні, але все ж потребують невеликої кількості H ₂ S, тоді як несульфурові є фотогетеротрофними.

З іншого боку, більшість сірчаних бактерій є анаеробними, хоча кисень для них не токсичний, вони просто не використовують його.

Що стосується не сірчаних бактерій, то це, як правило, факультативні аероби, залежно від умов, тобто, якщо є світло та анаеробіоз, процес, який потрібно здійснити, буде фотосинтезом, але якщо є аеробіоз, вони будуть робити аеробне дихання, незалежно від того, є світло чи ні.

Важливо зазначити, що сполука, яка фіксує фотони світла в цих бактеріях, називається бактеріохлорофілом.

характеристики

Різні типи фотосинтетичних бактерій широко поширені у водних екосистемах, а також у наземних екосистемах з екстремальними умовами, такими як гіперсалінова, кислотна, лужна та гідротермальна отвори, серед інших.

Ці мікроорганізми мало вивчені через деякі недоліки, такі як труднощі в отриманні та збереженні чистих культур. Однак зараз для цього розроблені різні методи. Серед них - техніка Pour plate.

Типи фототрофних або фотосинтетичних бактерій

-Фотрофи

Аноксигенні фототрофні бактерії - це дуже різноманітна група мікроорганізмів з фотосинтетичною здатністю, які населяють анаеробні ділянки (без кисню) переважно водних систем, піддаючись впливу сонячних променів.

До цієї групи мікроорганізмів належать такі родини: Chlorobiaceae (сірчана зелень), Chloroflexaceae (не сірчано-зелений), Rhodospirillaceae (не сірчано-червоний), Ectothiorhodospiraceae та Chromatiaceae (обидва сірчастий червоний).

Сірчано-червоні бактерії родини

Вони є суворими анаеробами, тому в якості донорів електронів використовують такі похідні сірки сполуки, як Na ₂ S, S, тіосульфат, сульфід, молекулярний водень або прості низькомолекулярні органічні сполуки.

Вони можуть мати різні морфології, включаючи: спіраль (Thiospirillum), бацили (Chromatium), яйцеподібні або вібріоїдні (Thiopedia); вони розташовані в просторі як окремі клітини або попарно, і рухливі завдяки джгутикам, ковзаючим або газовим вакуолям.

Деякі його види містять бактеріохлорофіл a, а інші b. Вони також можуть мати каротиноїдні пігменти спірилоксантинового, окенонового та родопінального ряду. Вони мають функцію захисту від фотоокислення.

Крім того, вони мають здатність накопичувати сірку внутрішньоклітинно.

Сірчано-червоні бактерії родини

Вони не можуть зберігати сірку внутрішньоклітинно, як у сімейства Chromatiaceae. Їх морфологія у формі вібріонів, вони розташовані ізольовано в просторі і вони рухливі.

Ці бактерії важливі для їх участі в циклі вуглецю та сірки, а також для подачі їжі для різних водних організмів.

Зелені сірчані бактерії родини

Вони - група мікроорганізмів, які здійснюють аноксигенний фотосинтез, що населяють райони, багаті сіркою та анаеробні в озерах.

Вони фотолітоавтотрофні і облігатні анаеробні, більшість нерухомих, але деякі можуть рухатися через наявність джгутиків.

У той час як інші містять газові везикули, які дозволяють регулювати відповідну глибину в озерах (ділянки без кисню), а також отримувати необхідну кількість світла і H ₂ S.

Нерухомі мешкають у дні озер, зокрема в каламутних грязях, багатих сіркою.

Причина, чому вони можуть жити на великих глибинах, - це хлоросоми, які дозволяють їм рости при меншій інтенсивності світла, ніж червоні бактерії, а також завдяки їх здатності легко протистояти високим концентраціям сірки.

У них представлені різноманітні морфології, серед яких: прямі бацили, коки та вібріони. Вони розподіляються поодиноко або ланцюжками і можуть бути трав’янисто-зеленими або шоколадно-коричневими.

Вони фіксують СО ₂ за допомогою зворотного циклу Кребса. Окрім роду Chlorobium (Vibrios), існує ще 2 роди: пелодікація (прямі бацили) та протектохлоріс (Cocoides).

Несульфурові нитчасті зелені бактерії родини

Вони мають форму прямих стрижнів і розташовані нитками. Рід Хлоронема має газові везикули.

Вони фіксують СО ₂ через гідроксипропіонат. Вони рухаються, ковзаючи своїми нитками. Стосовно кисню вони необов’язкові.

Більшість живе в озерах чи гарячих джерелах при температурі від 45 до 70 ° C, тобто вони теплолюбні.

І Хлорофлекс, і Хлоронема є гібридами, оскільки вони мають хлоросоми, як зелені бактерії, але центр їх реакції такий же, як у червоних бактерій.

Не сірчані червоні бактерії родини

Вони найбільш змінні з точки зору свого метаболізму, тому що, хоча вони віддають перевагу водним середовищам, багатим розчинними органічними речовинами, з низькими концентраціями кисню і добре освітленими, вони також можуть здійснювати фотосинтез в анаеробних умовах.

З іншого боку, вони також можуть вирощувати хемогетеротрофно в темряві, оскільки вони здатні використовувати широкий репертуар органічних сполук як джерела вуглецю та / або енергії.

Вони рухливі, оскільки мають полярний джгутик і розділені бінарним поділом. Зараз ці види бактерій дуже корисні, особливо в таких сферах, як біотехнологія та медицина.

Найчастіше його використовують у процесах біоремедіації забрудненої води та ґрунтів, у виробництві біодобрив та гербіцидів, оскільки було помічено, що вони виробляють активні речовини, такі як вітамін В12, убихінон та 5-амінолевулінову кислоту.

Для виділення цих бактерій їм потрібні спеціальні культуральні середовища з 30-денною інкубацією при кімнатній температурі з діапазоном світла і темного циклу 16/8 відповідно, використовуючи лампи розжарювання (2200 люкс).

Сімейні несульфізовані червоні бактерії

Вони є прямими, рухливими бацилами з полярним джгутиком, які діляться бінарним поділом. Ці бактерії є факультативними щодо кисню, в аеробіозі вони пригнічують фотосинтез, але в анаеробіозі вони є.

Вони також можуть засвоювати різноманітні органічні сполуки, такі як цукри, органічні кислоти, амінокислоти, спирти, жирні кислоти та ароматичні сполуки.

Сімейні несульфізовані червоні бактерії

Вони мають яйцеподібну морфологію, рухливі перитричними джгутиками і діляться брунькуванням. У них також є протека, тобто розширення цитоплазми та клітинної стінки, функція яких полягає у збільшенні поверхні мікроорганізму і, таким чином, отримання більшої кількості їжі.

Він також має екзоспори (спори, які утворюються зовні).

Інші пологи аноксигенних бактерій

Серед них Геліобактерії, Еритробактер та Хлороацидобактерії.

Геліобактерії дуже добре фіксують азот і рясніють у тропічних ґрунтах, що забезпечують цей елемент. Вони є важливими для деяких видів культур, наприклад, на рисових полях.

Еритробактер має мало значення.

Хлороацидобактерія дуже нагадує фотосинтетичний апарат сірчано-зелених бактерій з хлоросомами.

-Коксигенна фотосинтетика

Ціанобактерії мають хлорофіл, а також допоміжні пігменти каротиноїди та фікобіліпротеїни.

Пігменти, що беруть участь у реакціях фотофосфорилювання (перетворення світлової енергії в хімічну енергію), називаються пігментами центру реакції. Навколишніми цими пігментами є пігменти, які називаються антенами, які виконують роль збирачів світла.

У цю групу потрапляють ціанобактерії, які є фотоавтотрофами. Серед найважливіших - рід Prochlorococcus, який є найпоширенішим і найменшим фотосинтетичним організмом у морському світі.

З іншого боку, є рід Synechococcus, багатий поверхневими водами і, як і Prochlorococcus, є частиною морського пікопланктону.

Список літератури

1. Сантамарія-Ольмедо М, Гарсія-Мена Дж., Нусес-Кардона М. Виділення та дослідження фототрофних бактерій родини Chromatiaceae, які населяють Мексиканську затоку. ІІІ зустріч, участь жінок у науці.
2. Автори Вікіпедії, "Prosteca", Вікіпедія, Вільна енциклопедія, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Аеробні аноксигенні фототрофні бактерії в Середній Атлантичній зоні та Північно-Тихоокеанському Гіре. Appl Environment Microbiol. 2006 р .; 72 (1): 557-64.
4. «Прохлорокок». Вікіпедія, Вільна енциклопедія. 28 квітня 2018, 20:55 UTC. 30 листопада 2018. es.wikipedia.org/
5. Синехокок. »Вікіпедія, Вільна енциклопедія. 15 листопада 2018, 12:52 UTC. 30 листопада 2018, 06:16. Взято з es.wikipedia.org
6. "Фотоавтотроф." Вікіпедія, Вільна енциклопедія. 18 серпня 2018, 21:45 UTC. 30 листопада 2018 р. Взяте з es.wikipedia.org
7. Гонсалес М, Гонсалес Н. Посібник з медичної мікробіології. 2-е видання, Венесуела: Дирекція засобів масової інформації та публікацій університету Карабобо; 2011 рік.