FOTOTROFEN: KENMERKEN EN CLASSIFICATIE - BIOLOGIE - 2025

De fototrofe zijn micro-organismen die chemische energie verkrijgen met behulp van zonlicht (lichtenergie). Ze zijn onderverdeeld in foto-autotrofen en fotoheterotrofen volgens de koolstofbron die ze gebruiken.

Foto-autotrofen zijn degenen die zonlicht als energiebron gebruiken en CO2 gebruiken als de belangrijkste bron van koolstof. Hoewel fotoheterotrofen ook licht als energiebron gebruiken, gebruiken ze organische verbindingen als koolstofbron.

Filamenten van cyanobacteriën Genus Lyngbya (zuurstofrijke fotosynthetische bacteriën)

Deze bacteriën spelen een fundamentele rol in de microbiële ecologie, vooral in de biogeochemische cycli van zwavel en koolstof, waarbij ze optimaal gebruik maken van de verschillende vormen waarin deze elementen in de natuur voorkomen.

Naast de bovenstaande classificatie zijn ze ook onderverdeeld in zuurstofrijke fototrofen en anoxygene fototrofen. Cyanobacteriën staan ​​bekend als zuurstofrijke fototrofen, terwijl anoxygene rode en groene bacteriën (zwavelhoudend en niet-zwavelig) bevatten.

Sulfuroes algemeen photolithoautotrophic, hoewel sommige photoorganoheterotrophic kunnen groeien, maar moeten nog kleine hoeveelheden H ₂ S, terwijl niet-zwavelhoudende zijn photoheterotrophic.

Aan de andere kant zijn de meeste zwavelhoudende bacteriën anaëroob, hoewel zuurstof niet giftig voor hen is, ze gebruiken het gewoon niet.

In het geval van niet-zwavelbacteriën zijn het over het algemeen facultatieve aerobe bacteriën, afhankelijk van de omstandigheden, dat wil zeggen, als er licht en anaerobiose is, zal het uit te voeren proces fotosynthese zijn, maar als er aerobiose is, zullen ze aërobe ademhaling uitvoeren, ongeacht of er licht is of niet.

Het is belangrijk op te merken dat de verbinding die fotonen van licht in deze bacteriën opvangt, bacteriochlorofyl wordt genoemd.

kenmerken

De verschillende soorten fotosynthetische bacteriën zijn wijd verspreid in aquatische ecosystemen, maar ook in terrestrische ecosystemen met extreme omstandigheden zoals onder meer hypersaline, zure, alkalische en hydrothermale ventilatieopeningen.

Deze micro-organismen zijn weinig bestudeerd vanwege enkele nadelen, zoals de moeilijkheid om zuivere culturen te verkrijgen en te behouden. Hiervoor zijn nu echter verschillende technieken ontwikkeld. Een daarvan is de gietplaat-techniek.

Soorten fototrofe of fotosynthetische bacteriën

-Fotrofen

Anoxygene fototrofe bacteriën zijn een zeer diverse groep micro-organismen met fotosynthetische capaciteit, die meestal anaërobe zones (zonder zuurstof) van watersystemen bewonen, met blootstelling aan zonlicht.

De volgende families behoren tot deze groep van micro-organismen: Chlorobiaceae (zwavelgroen), Chloroflexaceae (niet-zwavelig groen), Rhodospirillaceae (niet-zwavelig rood), Ectothiorhodospiraceae en Chromatiaceae (beide zwavelachtig rood).

Zwavelrode bacteriën van de familie

Het zijn strikt anaëroben, daarom gebruiken ze zwavel-afgeleide verbindingen zoals Na ₂ S, S, thiosulfaat, sulfide, moleculaire waterstof of eenvoudige organische verbindingen met laag molecuulgewicht als elektronendonoren .

Ze kunnen verschillende morfologieën hebben, waaronder: spiraalvormig (Thiospirillum), bacillen (Chromatium), eivormig of vibrioïde (Thiopedia); ze zijn in de ruimte gerangschikt als individuele cellen of in paren, en zijn beweeglijk vanwege flagella-, glijdende of gasvacuoles.

Sommige van zijn soorten bevatten bacteriochlorofyl a en andere b. Ze kunnen ook carotenoïde pigmenten bevatten van de spiriloxanthine-, okenon- en rodopinal-serie. Deze hebben de functie van bescherming tegen foto-oxidatie.

Bovendien hebben ze het vermogen om zwavel intracellulair te accumuleren.

Zwavelrode bacteriën van de familie

Deze zijn niet in staat zwavel intracellulair op te slaan, zoals die van de Chromatiaceae-familie. Hun morfologie heeft de vorm van Vibrios, ze zijn geïsoleerd in de ruimte gerangschikt en ze zijn mobiel.

Deze bacteriën zijn belangrijk voor hun deelname aan de koolstof- en zwavelcyclus, en ook om als voedsel te dienen voor verschillende waterorganismen.

Groene zwavelhoudende bacteriën van de familie

Ze zijn een groep micro-organismen die anoxygene fotosynthese uitvoeren en die gebieden bewonen die rijk zijn aan zwavel en anaëroob in meren.

Ze zijn fotolithoautotroof en obligaat anaëroob, de meeste zijn immobiel, maar sommige kunnen bewegen vanwege de aanwezigheid van flagellen.

Terwijl anderen gasblaasjes die toelaten om de juiste hoogte in te stellen meren bevatten (gebieden zonder zuurstof) en ook het verkrijgen van de benodigde hoeveelheid licht en H ₂ S.

De immobiele exemplaren leven op de bodem van meren, met name in het zwavelrijke modderslib.

De reden waarom ze op grote diepten kunnen leven, is te danken aan chlorosomen, waardoor ze met een lagere lichtintensiteit kunnen groeien dan rode bacteriën, en ook omdat ze gemakkelijk hoge concentraties zwavel kunnen weerstaan.

Ze presenteren verschillende morfologieën, waaronder: rechte bacillen, kokken en vibrio's. Ze worden afzonderlijk of in kettingen verdeeld en kunnen grasgroen of chocoladebruin zijn.

Ze leggen CO ₂ vast via de omgekeerde Krebs-cyclus. Naast het geslacht Chlorobium (Vibrios) zijn er nog 2 geslachten: Pelodyction (rechte bacillen) en Prosthecochloris (Cocoides).

Niet-zwavelhoudende draadvormige groene bacteriën van de familie

Ze hebben de vorm van rechte staven en zijn gerangschikt in filamenten. Het geslacht Chloronema heeft gasblaasjes.

Ze leggen CO _{2 vast} via het hydroxypropionaat. Ze bewegen door hun filamenten te verschuiven. Met betrekking tot zuurstof zijn ze optioneel.

De meesten leven in meren of hete bronnen bij temperaturen tussen 45 en 70 ° C, dat wil zeggen dat ze thermofiel zijn.

Zowel Chloroflexus als Chloronema zijn hybriden, omdat ze chlorosomen hebben zoals groene bacteriën, maar hun reactiecentrum is hetzelfde als dat van rode bacteriën.

Niet-zwavelhoudende rode bacteriën van de familie

Ze veranderen het meest in termen van hun metabolisme, want hoewel ze de voorkeur geven aan aquatische omgevingen die rijk zijn aan oplosbaar organisch materiaal, met lage zuurstofconcentraties en goed verlicht zijn, kunnen ze ook fotosynthese uitvoeren onder anaërobe omstandigheden.

Aan de andere kant kunnen ze ook in het donker chemoheterotroof groeien, omdat ze in staat zijn een breed repertoire van organische verbindingen als koolstof- en / of energiebronnen te gebruiken.

Ze zijn mobiel omdat ze een polair flagellum hebben en worden gedeeld door binaire splitsing. Deze soorten bacteriën zijn momenteel erg nuttig, vooral op gebieden als biotechnologie en geneeskunde.

De meest voorkomende toepassingen zijn in processen van bioremediatie van vervuild water en bodems, bij de productie van biomeststoffen en herbiciden, aangezien is waargenomen dat ze actieve stoffen produceren zoals vitamine B12, ubiquinon en 5-aminolevulinezuur, onder anderen.

Voor de isolatie van deze bacteriën hebben ze speciale kweekmedia nodig, met 30 dagen incubatie bij kamertemperatuur met een licht- en donkercyclusbereik van respectievelijk 16/8, met behulp van gloeilampen (2.200 lux).

Familie onverzwavelde rode bacteriën

Het zijn rechte, mobiele bacillen met een polair flagellum, die zich delen door binaire splitsing. Deze bacteriën zijn facultatief in termen van zuurstof, bij aerobiose remmen ze de fotosynthese, maar bij anaerobiose doen ze het.

Ze kunnen ook een grote verscheidenheid aan organische verbindingen foto-assimileren, zoals suikers, organische zuren, aminozuren, alcoholen, vetzuren en aromatische verbindingen.

Familie onverzwavelde rode bacteriën

Ze hebben een eivormige morfologie, zijn mobiel door peritrische flagella en worden gedeeld door knopvorming. Ze hebben ook prosteca, dat wil zeggen verlengingen van het cytoplasma en de celwand, waarvan de functie is om het oppervlak van het micro-organisme te vergroten en zo meer voedsel te krijgen.

Het heeft ook exosporen (sporen die extern worden gevormd).

Andere geslachten van anoxygene bacteriën

Onder hen zijn Heliobacteria, Erythrobacter en Chloroacidobacterium.

Heliobacteriën fixeren stikstof zeer goed en zijn overvloedig aanwezig in tropische bodems die dit element leveren. Ze zijn essentieel in sommige soorten gewassen, bijvoorbeeld in rijstvelden.

Erythrobacter is van weinig belang.

Chloroacidobacterium lijkt sterk op het fotosynthetische apparaat van zwavelhoudende groene bacteriën met chlorosomen.

-Zuurstof fotosynthetisch

Cyanobacteriën bezitten chlorofyl, evenals aanvullende pigmenten, carotenoïden en fycobiliproteïnen.

Pigmenten die betrokken zijn bij fotofosforyleringsreacties (omzetting van lichtenergie in chemische energie) worden reactiecentrumpigmenten genoemd. Rondom deze pigmenten bevinden zich pigmenten, antennes genaamd, die fungeren als lichtcollectoren.

In deze groep bevinden zich cyanobacteriën, dit zijn foto-autotrofen. Een van de belangrijkste is het geslacht Prochlorococcus, het meest voorkomende en kleinste fotosynthetische organisme in de mariene wereld.

Aan de andere kant is er het geslacht Synechococcus, dat overvloedig voorkomt in oppervlaktewater en net als Prochlorococcus deel uitmaakt van het mariene picoplankton.

Referenties

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J en Núñez-Cardona M. Isolatie en studie van fototrofe bacteriën van de Chromatiaceae-familie die in de Golf van Mexico wonen. III Meeting, Participation of Women in Science.
2. Wikipedia-bijdragers, "Prosteca", Wikipedia, The Free Encyclopedia, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Aërobe anoxygene fototrofe bacteriën in de Mid-Atlantische Bocht en de North Pacific Gyre. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Wikipedia, de gratis encyclopedie. 28 april 2018, 20:55 UTC. 30 november 2018. es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Wikipedia, de gratis encyclopedie. 15 nov 2018, 12:52 UTC. 30 november 2018, 06:16. Overgenomen van es.wikipedia.org
6. "Photoautotroph." Wikipedia, de gratis encyclopedie. 18 augustus 2018, 21:45 UTC. 30 november 2018. Overgenomen van es.wikipedia.org
7. González M, González N. Manual of Medical Microbiology. 2e editie, Venezuela: Directoraat media en publicaties van de Universiteit van Carabobo; 2011.