stringtranslate.com

Хемотроф

Хемотроф – это организм, который получает энергию путем окисления доноров электронов в окружающей среде. [1] Эти молекулы могут быть органическими ( хемоорганотрофы ) или неорганическими ( хемолитотрофы ). Обозначение хемотрофов отличается от фототрофов , которые используют фотоны. Хемотрофы могут быть автотрофными и гетеротрофными . Хемотрофов можно найти в районах, где доноры электронов присутствуют в высокой концентрации, например, вокруг гидротермальных источников .

Хемоавтотроф

Отверстие черного курильщика в Атлантическом океане , обеспечивающее энергию и питательные вещества для хемотрофов.

Хемоавтотрофы , помимо получения энергии в результате химических реакций , синтезируют все необходимые органические соединения из углекислого газа . Хемоавтотрофы могут использовать неорганические источники энергии, такие как сероводород , элементарная сера , двухвалентное железо , молекулярный водород и аммиак , или органические источники для производства энергии. Большинство хемоавтотрофов представляют собой экстремофилы , бактерии или археи , которые живут во враждебной среде (например, в глубоководных морских жерлах ) и являются основными продуцентами в таких экосистемах . Хемоавтотрофы обычно делятся на несколько групп: метаногены , окислители и восстановители серы , нитрификаторы , анаммокс- бактерии и термоацидофилы . Примером одного из таких прокариот может быть Sulfolobus . Хемолитотрофный рост может быть очень быстрым, как у Hydrogenovibrio crunogenus, время удвоения которого составляет около одного часа. [2] [3]

Термин « хемосинтез », введенный в 1897 году Вильгельмом Пфеффером , первоначально определялся как производство энергии путем окисления неорганических веществ в сочетании с автотрофией — то, что сегодня назвали бы хемолитоавтотрофией. Позже в этот термин войдут и хемоорганоавтотрофия, то есть его можно рассматривать как синоним хемоавтотрофии. [4] [5]

Хемогетеротроф

Хемогетеротрофы (или хемотрофные гетеротрофы) не способны связывать углерод с образованием собственных органических соединений. Хемогетеротрофы могут быть хемолитогетеротрофами, использующими неорганические источники электронов, такие как сера, или, что гораздо чаще, хемоорганогетеротрофами, использующими органические источники электронов, такие как углеводы , липиды и белки . [6] [7] [8] [9] Большинство животных и грибов являются примерами хемогетеротрофов, как и галофилы .

Бактерии, окисляющие железо и марганец

Железоокисляющие бактерии — хемотрофные бактерии , которые получают энергию за счет окисления растворенного двухвалентного железа . Известно, что они растут и размножаются в водах, содержащих железо в концентрации всего 0,1 мг/л. Однако для проведения окисления необходимо по меньшей мере 0,3 ppm растворенного кислорода . [10]

Железо играет множество ролей в биологии, не связанных с окислительно-восстановительными реакциями; примеры включают белки железо-сера , гемоглобин и координационные комплексы . Железо имеет широкое распространение по всему миру и считается одним из наиболее распространенных в земной коре, почве и отложениях. [11] Железо является микроэлементом в морской среде . [11] Его роль донора электронов для некоторых хемолитотрофов , вероятно, очень древняя. [12]

Смотрите также

Примечания

  1. ↑ Чанг, Кеннет (12 сентября 2016 г.). «Видения жизни на Марсе в глубинах Земли». Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 сентября 2016 г.
  2. ^ Добрински, КП (2005). «Механизм концентрации углерода гидротермального источника хемолитоавтотрофа Thiomicrospira crunogena». Журнал бактериологии . 187 (16): 5761–5766. дои : 10.1128/JB.187.16.5761-5766.2005. ПМК 1196061 . ПМИД  16077123. 
  3. ^ Рич Боден, Кэтлин М. Скотт, Дж. Уильямс, С. Рассел, К. Антонен, Александр В. Рэй, Ли П. Хатт (июнь 2017 г.). «Оценка Thiomicrospira, Hydrogenovibrio и Thioalkalimicrobium: реклассификация четырех видов Thiomicrospira в каждый Thiomicrorhabdus gen. nov. и Hydrogenovibrio, а также реклассификация всех четырех видов Thioalkalimicrobium в Thiomicrospira». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 67 (5): 1140–1151. дои : 10.1099/ijsem.0.001855 . ПМИД  28581925.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Келли, ДП; Вуд, AP (2006). «Хемолитотрофные прокариоты». Прокариоты . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 441–456. дои : 10.1007/0-387-30742-7_15. ISBN 978-0-387-25492-0.
  5. ^ Шлегель, Х.Г. (1975). «Механизмы химиоавтотрофии» (PDF) . Ин Кинне, О. (ред.). Морская экология . Том. 2, Часть I. С. 9–60. ISBN 0-471-48004-5.
  6. ^ Дэвис, Маккензи Лео; и другие. (2004). Принципы экологической инженерии и науки. 清华大学出 фото. п. 133. ИСБН 978-7-302-09724-2.
  7. ^ Ленгелер, Джозеф В.; Дрюс, Герхарт; Шлегель, Ганс Гюнтер (1999). Биология прокариотов. Георг Тиме Верлаг. п. 238. ИСБН 978-3-13-108411-8.
  8. ^ Дворкин, Мартин (2006). Прокариоты: экофизиология и биохимия (3-е изд.). Спрингер. п. 989. ИСБН 978-0-387-25492-0.
  9. ^ Берги, Дэвид Хендрикс; Холт, Джон Г. (1994). Руководство Берджи по детерминирующей бактериологии (9-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 427. ИСБН 978-0-683-00603-2.
  10. ^ Металломика и клетка. Л. Банки. Дордрехт: Спрингер. 2013. ISBN 978-94-007-5561-1. ОКЛК  841263185.{{cite book}}: CS1 maint: others (link)
  11. ^ аб Мэдиган, Майкл Т.; Мартинко, Джон М.; Шталь, Дэвид А.; Кларк, Дэвид П. (2012). Брока биология микроорганизмов (13-е изд.). Бостон: Бенджамим Каммингс. п. 1155. ИСБН 978-0-321-64963-8.
  12. ^ Бруслинд, Линда (01 августа 2019 г.). «Хемолитотрофия и азотистый обмен». Общая микробиология.

Рекомендации

1. Катрина Эдвардс. Микробиология отстойника и подстилающего его молодого, холодного, гидрологически активного склона хребта . Океанографический институт Вудс-Хоул.

2. Пути сопряженного фотохимического и ферментативного окисления Mn(II) планктонной розеобактероподобной бактерии Коллин М. Гензель и Крис А. Фрэнсис*, Департамент геологии и наук об окружающей среде, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 94305-2115 Поступило 28 сентября 2005 г./ Принято 17 февраля 2006 г.