- nét đặc trưng
- Môi trường sống
- Chức năng trong môi trường
- Phân loại
- Chemoautotrophs
- Chemoheterotrophs
- Các loại vi khuẩn hóa dưỡng
- Vi khuẩn lưu huỳnh không màu
- Vi khuẩn nitơ
- Vi khuẩn sắt
- Vi khuẩn hydro
- Người giới thiệu
Sinh vật tự dưỡng hay sinh tổng hợp là một nhóm sinh vật để tồn tại các hợp chất vô cơ đã được giảm thiểu được sử dụng làm nguyên liệu thô, từ đó lấy năng lượng để sử dụng sau này trong quá trình trao đổi chất hô hấp.
Đặc tính mà các vi sinh vật này có được là thu năng lượng từ các hợp chất rất đơn giản để tạo ra các hợp chất phức tạp còn được gọi là sinh tổng hợp, đó là lý do tại sao những sinh vật này đôi khi còn được gọi là sinh tổng hợp.
Nitrobacter là một chi của vi khuẩn hóa dưỡng
Một đặc điểm quan trọng khác là những vi sinh vật này được phân biệt với phần còn lại bằng cách phát triển trong môi trường khoáng chất nghiêm ngặt và không có ánh sáng, do đó chúng đôi khi được gọi là hóa trị.
nét đặc trưng
Môi trường sống
Suối nước nóng, nơi sinh sống của vi khuẩn hóa tổng hợp
Những vi khuẩn này sống ở nơi có ít hơn 1% ánh sáng mặt trời xuyên qua, tức là chúng phát triển mạnh trong bóng tối, hầu như luôn luôn có oxy.
Tuy nhiên, vị trí lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn sinh tổng hợp là các lớp chuyển tiếp giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí.
Các vị trí phổ biến nhất là: trầm tích sâu, xung quanh các phù điêu tàu ngầm hoặc trong các độ cao của tàu ngầm nằm ở phần giữa của đại dương, được gọi là các rặng giữa đại dương.
Những vi khuẩn này có thể tồn tại trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt. Tại các vị trí này có thể có các miệng phun thủy nhiệt mà từ đó nước nóng chảy ra hoặc thậm chí là dòng magma chảy ra.
Chức năng trong môi trường
Những vi sinh vật này rất cần thiết trong hệ sinh thái, vì chúng biến đổi các hóa chất độc hại phát ra từ các lỗ thông hơi này thành thức ăn và năng lượng.
Đó là lý do tại sao các sinh vật tổng hợp hóa học đóng một vai trò cơ bản trong việc phục hồi các loại thực phẩm khoáng và cũng giải cứu năng lượng mà nếu không, sẽ bị mất đi.
Đó là, chúng thúc đẩy việc duy trì chuỗi dinh dưỡng hoặc chuỗi thức ăn.
Điều này có nghĩa là chúng thúc đẩy việc chuyển giao các chất dinh dưỡng thông qua các loài khác nhau của một quần xã sinh vật, trong đó mỗi loài ăn loài trước và là thức ăn cho loài sau, giúp duy trì cân bằng hệ sinh thái.
Những vi khuẩn này cũng góp phần cứu hoặc cải thiện một số môi trường sinh thái bị ô nhiễm do tai nạn. Ví dụ, trong các khu vực tràn dầu, tức là trong những trường hợp này, những vi khuẩn này giúp xử lý chất thải độc hại để chuyển nó thành các hợp chất an toàn hơn.
Phân loại
Sinh vật hóa tổng hợp hoặc hóa dưỡng được phân loại thành sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng.
Chemoautotrophs
Chúng sử dụng CO 2 như một nguồn cacbon, được đồng hóa thông qua chu trình Calvin và chuyển đổi thành các thành phần tế bào.
Mặt khác, họ thu được năng lượng từ quá trình oxy hóa các hợp chất vô cơ đơn giản bị khử, chẳng hạn như: amoniac (NH 3 ), đihiđro (H 2 ), nitơ đioxit (NO 2 - ), hiđro sunfua (H 2 S), lưu huỳnh (S), lưu huỳnh trioxit (S 2 O 3 - ) hoặc ion sắt (Fe 2 + ).
Tức là, ATP được tạo ra bởi quá trình phosphoryl hóa oxy hóa trong quá trình oxy hóa nguồn vô cơ. Vì vậy, họ tự cung tự cấp, họ không cần một sinh linh khác để tồn tại.
Chemoheterotrophs
Không giống như những cái trước, chúng thu được năng lượng thông qua quá trình oxy hóa các phân tử hữu cơ bị khử phức tạp, chẳng hạn như glucose thông qua quá trình đường phân, chất béo trung tính thông qua quá trình oxy hóa beta và axit amin thông qua quá trình khử oxy hóa. Bằng cách này, chúng thu được các phân tử ATP.
Mặt khác, các sinh vật hóa dưỡng không thể sử dụng CO 2 làm nguồn cacbon như các sinh vật hóa dưỡng có thể.
Các loại vi khuẩn hóa dưỡng
Vi khuẩn lưu huỳnh không màu
Như tên gọi của chúng, chúng là vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh hoặc các dẫn xuất khử của nó.
Những vi khuẩn này rất hiếu khí và có nhiệm vụ biến đổi hydrogen sulfide được tạo ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, để chuyển nó thành sulfat (SO 4 -2 ), một hợp chất cuối cùng sẽ được thực vật sử dụng.
Sulfate axit hóa đất đến độ pH khoảng 2, do sự tích tụ của proton H + và axit sulfuric được hình thành.
Đặc tính này được sử dụng bởi một số ngành của nền kinh tế, đặc biệt là trong nông nghiệp, nơi họ có thể điều chỉnh đất cực kỳ kiềm.
Điều này được thực hiện bằng cách đưa lưu huỳnh dạng bột vào đất, để các vi khuẩn chuyên biệt hiện diện (vi khuẩn sulfobacteria) oxy hóa lưu huỳnh và do đó cân bằng độ pH của đất đến các giá trị thích hợp cho nông nghiệp.
Tất cả các loài hóa trị oxy hóa lưu huỳnh đều là gram âm và thuộc về vi khuẩn phylum Proteobacteria. Một ví dụ về vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh là Acidithiobacillus thiooxidans.
Một số vi khuẩn có thể tích tụ lưu huỳnh nguyên tố (S 0 ) không hòa tan dưới dạng hạt trong tế bào, để sử dụng khi các nguồn lưu huỳnh bên ngoài không còn.
Vi khuẩn nitơ
Trong trường hợp này vi khuẩn oxy hóa các hợp chất nitơ bị khử. Có hai loại, vi khuẩn nitro hóa và vi khuẩn nitrat hóa.
Chất đầu tiên có khả năng oxy hóa amoniac (NH3), được tạo ra từ sự phân hủy chất hữu cơ để biến nó thành nitrit (NO 2 ), và chất thứ hai biến đổi nitrit thành nitrat (NO 3 - ), những hợp chất có thể được sử dụng bởi thực vật. .
Ví dụ về vi khuẩn nitro hóa là chi Nitrosomonas và vi khuẩn nitrat hóa là chi Nitrobacter.
Vi khuẩn sắt
Những vi khuẩn này ưa axit, có nghĩa là, chúng cần pH có tính axit để tồn tại, vì ở pH trung tính hoặc kiềm, các hợp chất sắt sẽ tự oxy hóa mà không cần sự hiện diện của những vi khuẩn này.
Vì vậy, để các vi khuẩn này có thể oxy hóa các hợp chất sắt (Fe 2+ ) thành sắt (Fe 3+ ), pH của môi trường nhất thiết phải có tính axit.
Cần lưu ý rằng vi khuẩn sắt sử dụng phần lớn ATP được tạo ra trong các phản ứng vận chuyển ngược điện tử, để thu được năng lượng khử cần thiết trong quá trình cố định CO 2 .
Đó là lý do tại sao những vi khuẩn này phải oxy hóa một lượng lớn Fe +2 để có thể phát triển, vì rất ít năng lượng được giải phóng từ quá trình oxy hóa.
Ví dụ: vi khuẩn Acidithiobacillus ferrooxidans biến sắt cacbonat có trong nước có tính axit chảy qua các mỏ than thành oxit sắt.
Tất cả các loài hóa dưỡng oxy hóa sắt đều là gram âm và thuộc về vi khuẩn phylum Proteobacteria.
Mặt khác, tất cả các loài có khả năng oxi hóa sắt cũng có khả năng oxi hóa lưu huỳnh, nhưng không phải ngược lại.
Vi khuẩn hydro
Những vi khuẩn này sử dụng hydro phân tử làm nguồn năng lượng để sản xuất chất hữu cơ và sử dụng CO 2 làm nguồn carbon. Những vi khuẩn này là những sinh vật tự dưỡng biến đổi gen.
Chúng chủ yếu được tìm thấy trong núi lửa. Niken rất cần thiết trong môi trường sống của nó, vì tất cả các hydrogenase đều chứa hợp chất này như một đồng yếu tố kim loại. Những vi khuẩn này thiếu một lớp màng bên trong.
Trong quá trình chuyển hóa của nó, hydro được kết hợp thành hydrogenase trong màng sinh chất, chuyển các proton ra bên ngoài.
Bằng cách này, hydro bên ngoài đi vào bên trong hoạt động như một hydrogenase bên trong, chuyển đổi NAD + thành NADH, cùng với carbon dioxide và ATP đi vào chu trình Calvin.
Vi khuẩn Hydrogenomonas cũng có khả năng sử dụng một số hợp chất hữu cơ làm nguồn năng lượng.
Người giới thiệu
- Prescott, Harley và Klein Microbiology lần thứ 7 xuất bản. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
- Người đóng góp Wikipedia, «Chemiotroph,» Wikipedia, Từ điển bách khoa toàn thư miễn phí, en.wikipedia.org
- Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Vi sinh y tế, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
- González M, González N. Sách hướng dẫn về vi sinh y tế. Ấn bản lần thứ 2, Venezuela: Tổng cục truyền thông và ấn phẩm của Đại học Carabobo; 2011.
- Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Sinh học 2. Santillana Promoter Group. ISBN 974-84-7918-349-3