Det kemotrofer eller kemosyntetiske stoffer er en gruppe af organismer, der for at overleve bruger reducerede uorganiske forbindelser som råmateriale, hvorfra de får energi til senere at bruge den til åndedrætsmetabolisme.
Denne egenskab, som disse mikroorganismer har, ved at opnå energi fra meget enkle forbindelser til dannelse af komplekse forbindelser er også kendt som kemosyntese, hvorfor disse organismer undertiden kaldes kemosyntetik..
Et andet vigtigt kendetegn er, at disse mikroorganismer adskiller sig fra resten ved at dyrke i strengt mineralmedier og uden lys, derfor kaldes de undertiden kemolythotrofer..
Artikelindeks
Disse bakterier lever, hvor sollys trænger ind under 1%, dvs. de vokser i mørke, næsten altid i nærvær af ilt..
Imidlertid er det ideelle sted til udvikling af kemosyntetiske bakterier overgangslagene mellem aerobe og anaerobe forhold..
De mest almindelige steder er: de dybe sedimenter, de omgivende ubådsrelieffer eller i de ubådshøjder, der ligger i den midterste del af havene, kendt som midterhavsrygge.
Disse bakterier er i stand til at overleve i miljøer med ekstreme forhold. På disse steder kan der være hydrotermiske åbninger, hvorfra varmt vand strømmer eller endda magma udstrømmer..
Disse mikroorganismer er essentielle i økosystemet, da de omdanner de giftige kemikalier, der stammer fra disse ventilationskanaler, til mad og energi..
Derfor spiller kemosyntetiske organismer en grundlæggende rolle i genvindingen af mineraliske fødevarer og redder også energi, som ellers ville gå tabt..
Det vil sige, de fremmer vedligeholdelsen af den trofiske kæde eller fødekæde.
Dette betyder, at de fremmer overførslen af ernæringsmæssige stoffer gennem de forskellige arter i et biologisk samfund, hvor hver lever af den forrige og er mad til den næste, hvilket hjælper med at opretholde et økosystem i balance..
Disse bakterier bidrager også til redning eller forbedring af nogle økologiske miljøer, der er forurenet med ulykker. For eksempel i oliespildområder, dvs. i disse tilfælde, hjælper disse bakterier med at behandle giftigt affald for at gøre dem til mere sikre forbindelser.
Kemosyntetiske eller kemotrofe organismer klassificeres i kemoautotrofer og kemoheterotrofer.
De bruger COto som en kilde til kulstof, der assimileres gennem Calvin-cyklussen og omdannes til cellulære komponenter.
På den anden side opnår de energi ved oxidation af reducerede enkle uorganiske forbindelser, såsom: ammoniak (NH3), dihydrogen (Hto), nitrogendioxid (NOto-hydrogensulfid (HtoS), svovl (S), svovltrioxid (StoELLER3-) eller jernion (Feto+).
ATP genereres ved oxidativ phosphorylering under oxidationen af den uorganiske kilde. Derfor er de selvforsynende, de har ikke brug for et andet levende væsen for at overleve.
I modsætning til de foregående opnår disse energi gennem oxidation af komplekse reducerede organiske molekyler, såsom glukose gennem glykolyse, triglycerider gennem beta-oxidation og aminosyrer gennem oxidativ deaminering. På denne måde opnår de ATP-molekyler.
På den anden side kan kemoheterotrofe organismer ikke bruge COto som en kulstofkilde, som kemoautotrofe organismer gør.
Som deres navn antyder, er de bakterier, der oxiderer svovl eller dets reducerede derivater.
Disse bakterier er strenge aerobe og er ansvarlige for at omdanne hydrogensulfid, der produceres ved nedbrydning af organisk materiale, for at omdanne det til sulfat (SO4-to), forbindelse, der til sidst vil blive brugt af planter.
Sulfat forsyrer jorden til en omtrentlig pH-værdi på 2 på grund af ophobning af H-protoner+ og svovlsyre dannes.
Denne egenskab bruges af visse sektorer i økonomien, især i landbruget, hvor de kan korrigere ekstremt alkaliske jordarter..
Dette gøres ved at indføre pulveriseret svovl i jorden, så de tilstedeværende specialiserede bakterier (sulfobakterier) oxiderer svovlet og dermed afbalancerer jordens pH til værdier, der er egnede til landbrug..
Alle svovloxiderende kemolyttrofiske arter er gramnegative og tilhører phylum Proteobacteria. Et eksempel på bakterier, der oxiderer svovl, er Acidithiobacillus thiooxidans.
Nogle bakterier kan akkumulere elementært svovl (S0) uopløseligt i form af granuler inde i cellen, der skal anvendes, når eksterne svovlkilder er udtømt.
I dette tilfælde oxiderer bakterierne reducerede nitrogenforbindelser. Der er to typer, nitrosificerende bakterier og nitrificerende bakterier..
Førstnævnte er i stand til at oxidere ammoniak (NH3), som genereres ved nedbrydning af organisk stof for at omdanne det til nitrit (NOtoog sidstnævnte omdanner nitrit til nitrater (NO3-), forbindelser, der kan bruges af planter.
Som eksempler på nitrosificerende bakterier er slægten Nitrosomonas, og som nitrificerende bakterier er slægten Nitrobacter.
Disse bakterier er acidofile, dvs. de kræver en sur pH for at overleve, da jernholdige forbindelser oxiderer spontant ved neutral eller alkalisk pH uden behov for tilstedeværelse af disse bakterier.
Derfor skal disse bakterier være i stand til at oxidere jernholdige jernforbindelser (Feto+) til jern (Fe3+), skal mediumets pH nødvendigvis være sur.
Det skal bemærkes, at jernbakterier bruger det meste af ATP produceret i omvendte elektrontransportreaktioner for at opnå den nødvendige reducerende effekt i fiksering af COto.
Derfor skal disse bakterier oxidere store mængder Fe+to at kunne udvikle sig, fordi der frigøres lidt energi fra oxidationsprocessen.
Eksempel: bakterier Acidithiobacillus ferrooxidans omdanner jerncarbonatet til stede i surt vand, der strømmer gennem kulminerne til jernoxid.
Alle jernoxiderende kemolytrofe arter er gramnegative og tilhører phylum Proteobacteria..
På den anden side er alle arter, der oxiderer jern, også i stand til at oxidere svovl, men ikke omvendt..
Disse bakterier bruger molekylært brint som en energikilde til at producere organisk materiale og bruge COto som en kulstofkilde. Disse bakterier er fakultative kemoautotrofer.
De findes hovedsageligt i vulkaner. Nikkel er vigtig i sit habitat, da alle hydrogenaser indeholder denne forbindelse som en metallisk cofaktor. Disse bakterier mangler en indre membran.
I dets metabolisme inkorporeres hydrogen i en hydrogenase i plasmamembranen, der translokerer protoner udefra..
På denne måde passerer det eksterne brint til det indre, der fungerer som en intern hydrogenase, der omdanner NAD+ til NADH, som sammen med kuldioxid og ATP passerer ind i Calvin-cyklussen.
Bakterierne Hydrogenomonas de er også i stand til at bruge et bestemt antal organiske forbindelser som energikilder.
Endnu ingen kommentarer