De chemotrofen of chemosynthetics zijn een groep organismen die, om te overleven, gereduceerde anorganische verbindingen gebruiken als grondstof, van waaruit ze energie halen om het later te gebruiken in het ademhalingsmetabolisme.
Deze eigenschap die deze micro-organismen hebben om energie te halen uit zeer eenvoudige verbindingen om complexe verbindingen te genereren, staat ook bekend als chemosynthese, en daarom worden deze organismen soms chemosynthetics genoemd..
Een ander belangrijk kenmerk is dat deze micro-organismen zich onderscheiden van de rest door te groeien in strikt minerale media en zonder licht, daarom worden ze soms chemolythotrofen genoemd..
Artikel index
Deze bacteriën leven waar zonlicht minder dan 1% doordringt, dat wil zeggen, ze groeien in het donker, bijna altijd in aanwezigheid van zuurstof..
De ideale plaats voor de ontwikkeling van chemosynthetische bacteriën zijn echter de overgangslagen tussen aërobe en anaërobe omstandigheden..
De meest voorkomende locaties zijn: de diepe sedimenten, de omgeving van de onderzeese reliëfs of in de onderzeese verhogingen in het middelste deel van de oceanen, bekend als mid-oceanische ruggen.
Deze bacteriën kunnen overleven in omgevingen met extreme omstandigheden. Op deze locaties kunnen er hydrothermale ventilatieopeningen zijn waaruit warm water stroomt of zelfs magma uitstroomt..
Deze micro-organismen zijn essentieel in het ecosysteem, omdat ze de giftige chemicaliën die uit deze ventilatieopeningen komen omzetten in voedsel en energie..
Daarom spelen chemosynthetische organismen een fundamentele rol bij het terugwinnen van mineraal voedsel en redden ze ook energie die anders verloren zou gaan..
Dat wil zeggen, ze bevorderen het onderhoud van de trofische keten of voedselketen.
Dit betekent dat ze de overdracht van voedingsstoffen bevorderen via de verschillende soorten van een biologische gemeenschap, waarin elk zich voedt met de vorige en voedsel is voor de volgende, wat helpt om een ecosysteem in evenwicht te houden..
Deze bacteriën dragen ook bij aan de redding of verbetering van sommige ecologische omgevingen die door ongevallen zijn besmet. In gebieden met olielekken, dat wil zeggen, in deze gevallen helpen deze bacteriën om giftig afval te behandelen om er veiliger verbindingen van te maken..
Chemosynthetische of chemotrofe organismen worden ingedeeld in chemoautotrofen en chemoheterotrofen.
Ze gebruiken COtwee als een bron van koolstof, geassimileerd door de Calvin-cyclus en omgezet in cellulaire componenten.
Aan de andere kant halen ze energie uit de oxidatie van gereduceerde eenvoudige anorganische verbindingen, zoals: ammoniak (NH3), diwaterstof (H.twee), stikstofdioxide (NOtwee-), waterstofsulfide (H.tweeS), zwavel (S), zwaveltrioxide (S.tweeOF3-) of ijzerion (Fetwee+.
Dat wil zeggen, ATP wordt gegenereerd door oxidatieve fosforylering tijdens de oxidatie van de anorganische bron. Daarom zijn ze zelfvoorzienend, ze hebben geen ander levend wezen nodig om te overleven.
In tegenstelling tot de vorige verkrijgen deze energie door de oxidatie van complexe gereduceerde organische moleculen, zoals glucose door glycolyse, triglyceriden door bèta-oxidatie en aminozuren door oxidatieve deaminering. Op deze manier verkrijgen ze ATP-moleculen.
Aan de andere kant kunnen chemoheterotrofe organismen geen CO gebruikentwee als koolstofbron, zoals chemoautotrofe organismen doen.
Zoals hun naam al aangeeft, zijn het bacteriën die zwavel of zijn gereduceerde derivaten oxideren.
Deze bacteriën zijn strikt aëroob en zijn verantwoordelijk voor het omzetten van het waterstofsulfide dat ontstaat bij de afbraak van organisch materiaal, om het om te zetten in sulfaat (SO4-twee), verbinding die uiteindelijk door planten zal worden gebruikt.
Sulfaat verzuurt de grond tot een geschatte pH van 2, vanwege de opeenhoping van H-protonen+ en zwavelzuur wordt gevormd.
Deze eigenschap wordt gebruikt door bepaalde sectoren van de economie, vooral in de landbouw, waar ze extreem alkalische bodems kunnen corrigeren..
Dit wordt gedaan door poedervormige zwavel in de bodem te brengen, zodat de aanwezige gespecialiseerde bacteriën (sulfobacteriën) de zwavel oxideren en zo de pH van de bodem in evenwicht brengen tot waarden die geschikt zijn voor de landbouw..
Alle zwaveloxiderende chemolyttrofische soorten zijn gramnegatief en behoren tot de phylum Proteobacteria. Een voorbeeld van bacteriën die zwavel oxideren is Acidithiobacillus thiooxidans.
Sommige bacteriën kunnen elementaire zwavel (S.0) onoplosbaar in de vorm van korrels in de cel, te gebruiken wanneer externe zwavelbronnen uitgeput zijn.
In dit geval oxideren de bacteriën gereduceerde stikstofverbindingen. Er zijn twee soorten, nitrosificerende bacteriën en nitrificerende bacteriën..
De eerste zijn in staat ammoniak (NH3) te oxideren, dat wordt gegenereerd door de afbraak van organisch materiaal om het om te zetten in nitrieten (NOtwee), en de laatste zetten nitrieten om in nitraten (NO3-), verbindingen die door planten kunnen worden gebruikt.
Als voorbeelden van nitrosificerende bacteriën is het geslacht Nitrosomonas en als nitrificerende bacteriën is het geslacht Nitrobacter.
Deze bacteriën zijn acidofiel, dat wil zeggen dat ze een zure pH nodig hebben om te overleven, aangezien bij neutrale of basische pH de ijzerverbindingen spontaan oxideren, zonder dat de aanwezigheid van deze bacteriën nodig is..
Daarom kunnen deze bacteriën ferro-ijzerverbindingen (Fetwee+) naar ijzer (Fe3+), moet de pH van het medium noodzakelijk zuur zijn.
Opgemerkt moet worden dat ijzerbacteriën het grootste deel van de ATP die wordt geproduceerd in de omgekeerde elektronentransportreacties besteden, om het noodzakelijke reducerende vermogen te verkrijgen bij de fixatie van COtwee.
Daarom moeten deze bacteriën grote hoeveelheden Fe oxideren+twee om zich te kunnen ontwikkelen, omdat er bij het oxidatieproces weinig energie vrijkomt.
Voorbeeld: bacteriën Acidithiobacillus ferrooxidans zet het ijzercarbonaat dat aanwezig is in zure wateren die door de kolenmijnen stromen, om in ijzeroxide.
Alle ijzeroxiderende chemolythrofe soorten zijn gramnegatief en behoren tot de phylum Proteobacteria..
Aan de andere kant zijn alle soorten die ijzer oxideren ook in staat om zwavel te oxideren, maar niet omgekeerd..
Deze bacteriën gebruiken moleculaire waterstof als energiebron om organisch materiaal te produceren en CO te gebruikentwee als koolstofbron. Deze bacteriën zijn facultatieve chemoautotrofen.
Ze komen voornamelijk voor in vulkanen. Nikkel is essentieel in zijn leefgebied, aangezien alle hydrogenases deze verbinding als metallische cofactor bevatten. Deze bacteriën hebben geen binnenmembraan.
In zijn metabolisme wordt waterstof opgenomen in een hydrogenase in het plasmamembraan, waardoor protonen naar buiten worden verplaatst..
Op deze manier gaat de externe waterstof naar het interieur en fungeert als een interne hydrogenase, waarbij NAD wordt omgezet+ naar NADH, die samen met kooldioxide en ATP overgaan in de Calvin-cyclus.
De bacteriën Hydrogenomonas ze zijn ook in staat om een aantal organische verbindingen als energiebron te gebruiken.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.