Das Chemotrophen oder Chemosynthetika sind eine Gruppe von Organismen, die zum Überleben reduzierte anorganische Verbindungen als Rohstoff verwenden, aus denen sie Energie gewinnen, um sie später im Stoffwechsel der Atemwege zu verwenden.
Diese Eigenschaft, die diese Mikroorganismen haben, Energie aus sehr einfachen Verbindungen zu gewinnen, um komplexe Verbindungen zu erzeugen, wird auch als Chemosynthese bezeichnet, weshalb diese Organismen manchmal als Chemosynthetika bezeichnet werden..
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, dass sich diese Mikroorganismen von den anderen dadurch unterscheiden, dass sie in streng mineralischen Medien und ohne Licht wachsen. Daher werden sie manchmal als Chemolythotrophe bezeichnet..
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Diese Bakterien leben dort, wo das Sonnenlicht weniger als 1% durchdringt, dh sie wachsen im Dunkeln, fast immer in Gegenwart von Sauerstoff..
Der ideale Ort für die Entwicklung chemosynthetischer Bakterien sind jedoch die Übergangsschichten zwischen aeroben und anaeroben Bedingungen..
Die häufigsten Standorte sind: die tiefen Sedimente, die Umgebung der U-Boot-Reliefs oder die U-Boot-Erhebungen im mittleren Teil der Ozeane, die als Mittelozeanische Kämme bekannt sind.
Diese Bakterien können in Umgebungen mit extremen Bedingungen überleben. An diesen Stellen kann es hydrothermale Entlüftungsöffnungen geben, aus denen heißes Wasser fließt oder sogar Magma abfließt..
Diese Mikroorganismen sind im Ökosystem unverzichtbar, da sie die aus diesen Entlüftungsöffnungen austretenden giftigen Chemikalien in Nahrung und Energie umwandeln..
Deshalb spielen chemosynthetische Organismen eine grundlegende Rolle bei der Rückgewinnung mineralischer Lebensmittel und retten Energie, die sonst verloren gehen würde..
Das heißt, sie fördern die Aufrechterhaltung der trophischen Kette oder der Nahrungskette.
Dies bedeutet, dass sie den Transfer von Nährstoffen durch die verschiedenen Arten einer biologischen Gemeinschaft fördern, in denen sich jede von der vorherigen ernährt und Nahrung für die nächste ist, was dazu beiträgt, ein Ökosystem im Gleichgewicht zu halten..
Diese Bakterien tragen auch zur Rettung oder Verbesserung einiger durch Unfälle kontaminierter ökologischer Umgebungen bei. Beispielsweise helfen diese Bakterien in Ölverschmutzungsgebieten, dh in diesen Fällen, bei der Behandlung von Giftmüll, um sie in sicherere Verbindungen umzuwandeln.
Chemosynthetische oder chemotrophe Organismen werden in Chemoautotrophen und Chemoheterotrophen eingeteilt.
Sie verwenden COzwei als Kohlenstoffquelle, die durch den Calvin-Zyklus assimiliert und in zelluläre Komponenten umgewandelt wird.
Andererseits erhalten sie Energie aus der Oxidation reduzierter einfacher anorganischer Verbindungen wie Ammoniak (NH)3), Dihydrogen (H.zwei), Stickstoffdioxid (NOzwei-), Schwefelwasserstoff (H.zweiS), Schwefel (S), Schwefeltrioxid (S.zweiODER3-) oder Eisenion (Fezwei+).
Das heißt, ATP wird durch oxidative Phosphorylierung während der Oxidation der anorganischen Quelle erzeugt. Daher sind sie autark, sie brauchen kein anderes Lebewesen, um zu überleben.
Im Gegensatz zu den vorherigen erhalten diese Energie durch Oxidation komplexer reduzierter organischer Moleküle wie Glucose durch Glykolyse, Triglyceride durch Beta-Oxidation und Aminosäuren durch oxidative Desaminierung. Auf diese Weise erhalten sie ATP-Moleküle.
Andererseits können chemoheterotrophe Organismen kein CO verwendenzwei als Kohlenstoffquelle, wie es chemoautotrophe Organismen tun.
Wie der Name schon sagt, handelt es sich um Bakterien, die Schwefel oder seine reduzierten Derivate oxidieren.
Diese Bakterien sind streng aerob und für die Umwandlung des Schwefelwasserstoffs, der bei der Zersetzung organischer Stoffe entsteht, in Sulfat (SO) verantwortlich4-zwei), eine Verbindung, die eventuell von Pflanzen verwendet wird.
Sulfat säuert den Boden aufgrund der Anreicherung von H-Protonen auf einen ungefähren pH-Wert von 2 an+ und Schwefelsäure wird gebildet.
Diese Eigenschaft wird von bestimmten Wirtschaftszweigen genutzt, insbesondere in der Landwirtschaft, wo sie extrem alkalische Böden korrigieren können..
Dies geschieht durch Einbringen von Schwefelpulver in den Boden, so dass die vorhandenen spezialisierten Bakterien (Sulfobakterien) den Schwefel oxidieren und so den pH-Wert des Bodens auf Werte ausgleichen, die für die Landwirtschaft geeignet sind..
Alle schwefeloxidierenden chemolyttrophen Spezies sind gramnegativ und gehören zu den Stammproteobakterien. Ein Beispiel für Bakterien, die Schwefel oxidieren, ist Acidithiobacillus thiooxidans.
Einige Bakterien können elementaren Schwefel ansammeln (S.0) unlöslich in Form von Granulaten innerhalb der Zelle, die verwendet werden, wenn externe Schwefelquellen aufgebraucht sind.
In diesem Fall oxidieren die Bakterien reduzierte Stickstoffverbindungen. Es gibt zwei Arten, nitrosifizierende Bakterien und nitrifizierende Bakterien..
Erstere sind in der Lage, Ammoniak (NH3) zu oxidieren, das bei der Zersetzung organischer Stoffe entsteht, um sie in Nitrite (NO) umzuwandelnzwei) und letztere wandeln Nitrite in Nitrate um (NO3-), von Pflanzen verwendbare Verbindungen.
Als Beispiele für nitrosifizierende Bakterien dient die Gattung Nitrosomonas und als nitrifizierende Bakterien die Gattung Nitrobacter.
Diese Bakterien sind acidophil, dh sie benötigen einen sauren pH-Wert, um zu überleben, da die Eisenverbindungen bei neutralem oder alkalischem pH-Wert spontan oxidieren, ohne dass diese Bakterien vorhanden sein müssen.
Damit diese Bakterien Eisenverbindungen (Fezwei+) zu Eisen (Fe3+) muss der pH-Wert des Mediums unbedingt sauer sein.
Es sollte beachtet werden, dass Eisenbakterien den größten Teil des bei den umgekehrten Elektronentransportreaktionen produzierten ATP verbrauchen, um die notwendige Reduktionskraft bei der Fixierung von CO zu erhaltenzwei.
Deshalb müssen diese Bakterien große Mengen an Fe oxidieren+zwei sich entwickeln können, weil beim Oxidationsprozess wenig Energie freigesetzt wird.
Beispiel: Bakterien Acidithiobacillus ferrooxidans wandelt das in sauren Wässern, die durch die Kohlengruben fließen, vorhandene Eisencarbonat in Eisenoxid um.
Alle eisenoxidierenden chemolythrophen Spezies sind gramnegativ und gehören zu den Stammproteobakterien..
Andererseits können alle Spezies, die Eisen oxidieren, auch Schwefel oxidieren, aber nicht umgekehrt..
Diese Bakterien verwenden molekularen Wasserstoff als Energiequelle, um organische Stoffe zu produzieren und CO zu verwendenzwei als Kohlenstoffquelle. Diese Bakterien sind fakultative Chemoautotrophen.
Sie kommen hauptsächlich in Vulkanen vor. Nickel ist in seinem Lebensraum essentiell, da alle Hydrogenasen diese Verbindung als metallischen Cofaktor enthalten. Diesen Bakterien fehlt eine innere Membran.
In seinem Metabolismus wird Wasserstoff in eine Hydrogenase in der Plasmamembran eingebaut, wodurch Protonen nach außen verlagert werden..
Auf diese Weise gelangt der externe Wasserstoff als interne Hydrogenase in das Innere und wandelt NAD um+ zu NADH, die zusammen mit Kohlendioxid und ATP in den Calvin-Zyklus übergehen.
Die Bakterien Hydrogenomonas Sie sind auch in der Lage, eine bestimmte Anzahl organischer Verbindungen als Energiequellen zu verwenden.
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