VI KHUẨN TỰ DƯỠNG: ĐẶC ĐIỂM, ĐIỂM KHÁC BIỆT VỚI SINH VẬT DỊ DƯỠNG VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Các vi khuẩn tự dưỡng là vi sinh vật có một bộ máy trao đổi chất khá phức tạp. Những vi khuẩn này có khả năng đồng hóa chất vô cơ, để biến đổi nó thành chất hữu cơ, sau đó chúng sử dụng để tạo ra các phân tử sinh học cần thiết cho sự phát triển của chúng.

Do đó, các loại vi sinh vật này độc lập, hoạt động như các sinh vật sống tự do. Chúng không cần xâm nhập vào các sinh vật khác, hoặc phân hủy các chất hữu cơ đã chết, để lấy các chất dinh dưỡng cần thiết để tồn tại.

Vi khuẩn tự dưỡng màu đỏ và xanh lục. Nguồn: publicdomainpictures.net

Vi khuẩn tự dưỡng đóng một vai trò cơ bản trong hệ sinh thái, vì chúng cung cấp chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật sống khác. Đó là, chúng thực hiện các chức năng quan trọng để duy trì sự cân bằng sinh thái.

Những sinh vật này được cho là dạng sống đầu tiên trên hành tinh; Và trong nhiều hệ sinh thái, chúng bắt đầu chuỗi thức ăn.

Vi khuẩn tự dưỡng được tìm thấy trong các hốc sinh thái khác nhau. Ví dụ, tuyết biển đầy bùn, nước ngọt và mặn, suối nước nóng, đất, v.v., sản xuất chất hữu cơ.

Đặc điểm của vi khuẩn tự dưỡng

Tùy thuộc vào hệ thống trao đổi chất mà vi khuẩn tự dưỡng sử dụng để lấy các hợp chất vô cơ và biến đổi chúng thành các hợp chất hữu cơ, chúng được phân loại là sinh vật quang dưỡng hoặc sinh vật tự dưỡng.

Photoautotrophs

Các sinh vật quang dưỡng bao gồm tảo, thực vật và một số vi khuẩn. Chúng có đặc điểm là sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng để thực hiện quá trình biến đổi chất vô cơ thành chất hữu cơ.

Trong trường hợp vi khuẩn quang tự dưỡng, chúng lần lượt được chia thành vi khuẩn quang dưỡng oxy và vô dưỡng.

Vi khuẩn quang dưỡng oxy

Ở loại vi khuẩn này, quá trình quang hợp xảy ra, bao gồm thu năng lượng mặt trời thông qua một sắc tố màu xanh lá cây có tên là bacteriochlorophyll, và chuyển nó thành năng lượng hóa học.

Năng lượng được sử dụng để lấy khí cacbonic từ môi trường và cùng với nước và muối khoáng để tạo ra glucoza và oxy. Glucose được sử dụng cho quá trình trao đổi chất bên trong và oxy được thải ra bên ngoài.

Anoxygenic Photoautotrophic Bacteria

Chúng có đặc điểm là vi khuẩn kỵ khí, vì chúng không sử dụng oxy trong quá trình hô hấp, không gây hại cho chúng. Họ cũng sử dụng ánh sáng mặt trời như một nguồn năng lượng. Một số oxi hóa Fe ² trong điều kiện không có oxi.

Chemoautotrophs

Vi khuẩn tự dưỡng sử dụng năng lượng hóa học cho quá trình trao đổi chất của chúng. Điều này thu được từ quá trình oxy hóa các hợp chất vô cơ, ngoài việc sử dụng CO2 làm nguồn cacbon.

Các nguyên tố vô cơ bị khử lấy từ môi trường bao gồm hydro sunfua, lưu huỳnh nguyên tố, sắt đen, hydro phân tử và amoniac.

Sự tồn tại của chúng đảm bảo sự sống của các sinh vật sống khác, vì các hợp chất vô cơ mà chúng lấy từ môi trường là chất độc đối với các vi sinh vật khác. Hơn nữa, các hợp chất do vi khuẩn tự dưỡng tiết ra có thể được một số vi khuẩn dị dưỡng đồng hóa.

Vi khuẩn tự dưỡng rất nhiều. Chúng thường sống trong các hệ sinh thái thù địch, tức là chúng là những kẻ cực đoan.

Cũng có những sinh vật khác hoạt động như sinh vật tự dưỡng nhưng thuộc các lĩnh vực khác. Ví dụ, miền Archaea (methanogens và thermoacidophiles). Tuy nhiên, vì chúng không phải là vi khuẩn bình thường nên chúng sẽ không được xem xét trong bài viết này.

Vi khuẩn tự dưỡng được phân loại thành vi khuẩn ưa chảy, chất ôxy hóa và khử lưu huỳnh, chất nitrat hóa, vi khuẩn sắt và vi khuẩn anammox.

Halophiles

Chúng là những vi khuẩn có thể chịu được nồng độ muối cao. Những vi khuẩn này thường là những loài ưa ăn thịt nghiêm ngặt hoặc cực đoan. Chúng sống trong môi trường biển, chẳng hạn như Biển Chết.

Chất oxy hóa lưu huỳnh

Chúng còn được gọi là vi khuẩn sulfoxidant. Các vi sinh vật này lấy lưu huỳnh vô cơ từ môi trường để oxy hóa nó và tạo ra các sản phẩm trao đổi chất của chính chúng.

Tức là, chúng bắt giữ hydro sunfua (khí có mùi) được tạo ra bởi sự phân hủy các hợp chất hữu cơ có chứa sunfat, do vi khuẩn dị dưỡng kỵ khí thực hiện.

Vi khuẩn sulfoxidant là những sinh vật hóa trị hiếu khí và chuyển hóa hydro sulfua thành lưu huỳnh nguyên tố.

Chúng chịu được nhiệt độ cao, sống trong các hốc sinh thái khắc nghiệt như núi lửa đang hoạt động, suối nước nóng hoặc miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương, và trong các mỏ pyrit (khoáng chất sunfua sắt).

Vi khuẩn sắt

Chúng có thể được tìm thấy trong đất, sông và nước ngầm giàu sắt. Những loại vi khuẩn này lấy các ion sắt và đôi khi mangan ở trạng thái khử và oxy hóa chúng, tạo thành oxit sắt hoặc mangan.

Ôxít sắt tạo cho chất nền mà những vi khuẩn này sống có màu đỏ cam đặc trưng.

Nitrat hóa

Chúng là vi khuẩn có nhiệm vụ oxy hóa các hợp chất nitơ vô cơ bị khử, chẳng hạn như amoni hoặc amoniac, để chuyển chúng thành nitrat.

Chúng có thể được tìm thấy trên mặt đất, trong nước ngọt và nước mặn. Chúng phát triển đầy đủ ở những nơi có tỷ lệ phân hủy protein cao, do đó tạo ra amoniac.

Vi khuẩn anammox

Chúng là vi khuẩn oxy hóa kỵ khí ion amoni và nitrit và tạo thành khí nitơ.

Sự khác nhau giữa vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng

Cách sống

Tất cả các loại vi khuẩn tự dưỡng (photoautotrophs và chemoautotrophs) đều sống tự do, một đặc điểm mà chúng chia sẻ với sinh vật quang dưỡng, trong khi sinh vật hóa dưỡng cần lấy chất dinh dưỡng của chúng bằng cách ký sinh các sinh vật thuộc loại khác.

Mặt khác, vi khuẩn hóa dưỡng khác với vi khuẩn hóa dưỡng bởi môi trường sống nơi chúng phát triển. Vi khuẩn tự dưỡng thường sống trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, nơi chúng oxy hóa các nguyên tố vô cơ gây độc cho các vi sinh vật khác.

Ngược lại, vi khuẩn hóa dưỡng thường sống bên trong các sinh vật bậc cao.

Dinh dưỡng

Vi khuẩn tự dưỡng sử dụng chất vô cơ để tổng hợp các hợp chất hữu cơ. Chúng chỉ cần nước, muối vô cơ và carbon dioxide là nguồn carbon để sống.

Trong khi vi khuẩn dị dưỡng cần một nguồn carbon từ các hợp chất hữu cơ phức tạp đã được tạo ra, chẳng hạn như glucose.

Nghiên cứu kính hiển vi

Việc đếm vi khuẩn tự dưỡng từ một số hệ sinh thái có thể được thực hiện bằng phương pháp hiển vi dựa trên huỳnh quang.

Kỹ thuật này sử dụng fluorochrome như primulin và các bộ lọc kích thích cho ánh sáng xanh và tia cực tím. Vi khuẩn tự dưỡng khác với sinh vật dị dưỡng ở chỗ chúng có màu xanh trắng sáng, không che mất khả năng tự phát huỳnh quang của vi khuẩn chlorophyll, trong khi vi khuẩn dị dưỡng không nhuộm màu.

Các nhà sản xuất dịch bệnh

Vi khuẩn tự dưỡng là những sinh vật sống hoại sinh và không gây bệnh cho người, vì chúng không cần ký sinh vào các sinh vật bậc cao để sống.

Ngược lại, vi khuẩn gây bệnh truyền nhiễm cho người, động vật và thực vật thuộc nhóm vi khuẩn dị dưỡng, cụ thể là sinh vật dị dưỡng.

Ví dụ về các loài vi khuẩn tự dưỡng

Sinh vật quang dưỡng oxy

Trong phân loại này là vi khuẩn lam. Đây là những tế bào nhân sơ duy nhất thực hiện quá trình quang hợp tạo oxy.

Chúng là vi khuẩn thủy sinh, phổ biến nhất là các chi Prochlorococcus và Synechococcus. Cả hai đều là một phần của sinh vật phù du biển.

Các chi Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc và Hapalosiphon cũng được biết đến.

Anoxygenic Photoautotrophs

Trong phân loại này là:

- Các vi khuẩn màu tím hoặc đỏ không lưu huỳnh Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Tuy nhiên, chúng cũng có thể phát triển quang dưỡng.

- Màu đỏ tía hoặc đỏ lưu huỳnh: Chromatium wineum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Rau xanh không chứa lưu huỳnh: Chloroflexus và Chloronema.

- Rau xanh có lưu huỳnh: Chlorobium limicola, Prosthecochlorisosystemuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Vi khuẩn Heliobacterium modeticaldum.

Chemoautotrophs

Vi khuẩn lưu huỳnh không màu

Ví dụ: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Vi khuẩn nitơ

Ví dụ: vi khuẩn thuộc các chi Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter và Nitrococcus.

Vi khuẩn sắt

Ví dụ: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans và Leptospirilum ferroxidans.

Vi khuẩn hydro

Họ sử dụng hydro phân tử để thực hiện các quá trình quan trọng của họ. Ví dụ Vi khuẩn Hydrogen.

Vi khuẩn anammox

Ví dụ về các chủng nước ngọt: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Ví dụ về một dòng nước mặn: Scalindua.

Người giới thiệu

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng liên quan đến tuyết biển có bùn trên các rạn san hô có dòng chảy lục địa. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.
2. "Sự phát sinh siêu vi." Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 28 tháng 11 năm 2018, 19:53 giờ UTC. Ngày 5 tháng 5 năm 2019, 21:11, Có tại: es.wikipedia.org.
3. Anammox. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 24 tháng 12 năm 2016, 12:22 giờ UTC. Ngày 5 tháng 5 năm 2019, 21:13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Loại bỏ sulphat trong lò phản ứng chuyển động kỵ khí-hiếu khí. Luận văn để đủ điều kiện cấp bằng Thạc sĩ Kỹ thuật Môi trường. 2088, Viện Kỹ thuật UNAM. Có tại: ptolomeo.unam
5. Vi khuẩn nitrat hóa. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 16 tháng 11 năm 2018, 15:13 giờ UTC. Ngày 5 tháng 5 năm 2019, 22:21
6. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Vi khuẩn kỵ khí: các quá trình thực hiện và đóng góp vào sự bền vững của sự sống trên hành tinh. KHÔNG ĐI. Năm 2015; 13 (23): 55-81. Có tại: scielo.org.