HETEROTROFISKE BAKTERIER: KARAKTERISTIKA OG EKSEMPLER PÅ ARTER - BIOLOGI - 2025

De heterotrofiske bakterier, også kaldet organotrofas, er mikroorganismer, der syntetiserer deres egne biomolekyler fra komplekse organiske forbindelser, der er kulholdige, men kan fange forskellige uorganiske elementer. Nogle er nødt til at parasitere højere organismer for at overleve.

Heterotrofe bakterier klassificeres i fotoheterotrofer og kemoheterotrofer. Begge bruger organiske forbindelser som en kilde til kulstof, men adskiller sig ved, at førstnævnte bruger lys som energikilde, og sidstnævnte bruger kemisk energi.

Billede til venstre: cyklus af heteotrofe og autotrofiske bakterier redigeret. Billedet til højre: Illustrativ gengivelse af heterotrofiske bakterier. Kilde: Venstre billede: Auto-og_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivativt arbejde: Leptictidium / Højre billede: Pixabay. com

Heterotrofiske bakterier er til stede i adskillige økosystemer, såsom jord, vand, marinemusket sne, blandt andre, der deltager i den økologiske balance. De kan også findes parasiterende højere organismer, såsom planter, dyr eller mennesker, enten som patogener eller som opportunister i et symbiotisk forhold.

Karakteristika ved heterotrofiske bakterier

Det er i naturen blevet observeret, at eksistensen af ​​forskellige typer bakterier muliggør liv i økosystemer, da de produkter, der genereres af en, bruges af andre i en kæde. Disse bakterier er strategisk fordelt, næsten altid lagdelt.

For eksempel er det set, at aerobe heterotrofiske bakterier ofte forekommer sammen med cyanobakterier (fotoautotrofiske bakterier, der frigiver ilt).

I denne forstand kan aerobe heterotrofer og aerobe autotrofer bruge ilt, hvilket igen skaber anaerobe forhold i de dybere lag, hvor anaerobe bakterier findes.

Afhængig af karakteristika som den type brændstof, de bruger for at overleve, kan heterotrofiske bakterier klassificeres i forskellige grupper.

Sulforeductase-bakterier

Det er bakterier, der under anaerobe forhold er i stand til at reducere sulfat (salt eller estere af svovlsyre) uden at assimilere det. De bruger det kun som den endelige elektronacceptor i åndedrætskæden.

Disse bakterier hjælper med nedbrydningen af ​​organisk stof og findes i forskellige økologiske nicher såsom ferskvand, kloakvand, saltvand, varme kilder og geotermiske områder. Også i svovlforekomster, olie- og gasbrønde såvel som i tarmene hos pattedyr og insekter.

Hydrolasebakterier

Det er anaerobe bakterier, der nedbryder organiske polymerer (cellulose og hemicellulose) i små molekyler, så de kan absorberes af cellemembraner. For at gøre dette har de et system af enzymer kaldet hydrolaser (endocellulase, excocellulase og cellobiaser).

Efter hydrolyse dannes forskellige organiske syrer, såsom mælkesyre, propionsyre, eddikesyre, butanol, ethanol og acetone. Disse omdannes derefter til metangas.

Putrefaktive bakterier

De er bakterier, der deltager i den katabolske nedbrydning af nitrogenholdige forbindelser under anaerobe forhold, med produktion af forbindelser med en ubehagelig lugt, hvorfra deres navn (putrefactive) opstår. Denne proces genererer det kulstof og nitrogen, de har brug for til deres udvikling.

Ikke-svovlrøde bakterier i familien

Disse bakterier er kendetegnet ved at være lige, bevægelige baciller med et polært flagellum. De er fakultative anaerober: ved anaerobiose udfører de fotosynteseprocessen, men ved aerobiose gør de det ikke.

Disse bakterier fotoassimilerer en stor mangfoldighed af organiske forbindelser såsom sukkerarter, organiske syrer, aminosyrer, alkoholer, fedtsyrer og aromatiske forbindelser.

Grønne ikke-svovlholdige anoxygeniske bakterier

Det er filamentøse bakterier, der kan udvikle sig som fotoautotrofer, kemohistrofier eller fotoheterotrofer.

Strenge aerobe og fakultative anaerobe bakterier

Her indtaster forskellige arter, der kan være en del af den sædvanlige mikrobiota fra højere organismer, eller fungere som patogener af disse.

Forskelle fra autotrofiske bakterier

Levevis

Både kemoheterotrofe og kemoautotrofiske bakterier bruger kemisk energi til at leve. De adskiller sig imidlertid ved, at kemoheterotrofer er afhængige organismer, da de er nødt til at parasitere andre højere organismer for at opnå de organiske forbindelser, der er nødvendige for deres udvikling.

Denne karakteristik adskiller dem fra kemoautotrofiske bakterier, som er totalt fritlevende organismer (saprofytter), der tager enkle uorganiske forbindelser fra miljøet for at udføre deres vitale funktioner.

For deres del er fotoheterotrofer og fotoautotrofer de samme, idet begge bruger sollys til at omdanne det til kemisk energi, men de adskiller sig ved, at fotoheterotrofer assimilerer organiske forbindelser, og fotoautotrofer gør det med uorganiske forbindelser.

Habitat

På den anden side adskiller kemoheterotrofe bakterier sig fra kemoautotrofer i det habitat, hvor de udvikler sig.

Kemoheterotrofe bakterier parasiterer generelt højere organismer til at leve. På den anden side kan kemoautotrofiske bakterier modstå ekstreme miljøforhold.

I disse miljøer får kemoautotrofe bakterier de uorganiske elementer, de har brug for at leve, stoffer, der generelt er giftige for andre mikroorganismer. Disse bakterier oxiderer disse forbindelser og omdanner dem til mere miljøvenlige stoffer.

Ernæring

Heterotrofe bakterier assimilerer kun komplekse organiske forbindelser, der allerede er forudformet til at være i stand til at syntetisere de biomolekyler, der er nødvendige for deres udvikling. En af de kulstofkilder, der mest bruges af disse bakterier, er glukose.

I modsætning hertil har autotrofiske bakterier simpelthen brug for vand, uorganiske salte og kuldioxid for at få deres næringsstoffer. Det vil sige, at fra enkle uorganiske forbindelser kan de syntetisere organiske forbindelser.

Selv om heterotrofiske bakterier ikke bruger kuldioxid som en kulstofkilde eller som den sidste elektronacceptor, kan de dog nogle gange bruge det i små mængder til at udføre carboxyleringer i visse anabolske og kataboliske veje.

Mikroskopisk undersøgelse

I nogle økosystemer kan der udtages prøver for at undersøge bestanden af ​​fotoautotrofiske og fotoheterotrofe bakterier. Til dette bruges mikroskopi-teknikken baseret på epifluorescens: Fluorochrome såsom primulin og excitationsfilter til blåt og ultraviolet lys anvendes.

Heterotrofe bakterier pletter ikke med denne teknik, mens autotrofer antager en lys hvidlig blå farve, og auto-fluorescensen af ​​bakteriochlorophylen er også bemærket. Det heterotrofiske antal opnås ved at subtrahere det totale antal bakterier minus autotroferne.

Produktion af sygdomme

På denne måde hører bakterierne, der forårsager sygdomme hos mennesker, dyr og planter, gruppen af ​​kemoheterotrofe bakterier.

Autotrofiske bakterier er saprofytiske og forårsager ikke sygdom hos mennesker, fordi de ikke har brug for at parasitere højere organismer for at leve.

Eksempler på heterotrofiske bakterier

Photoheterotrophs

Bakterierne, der hører til denne gruppe, er altid fotosyntetiske, da resten af ​​mikroorganismerne, der deler denne klassificering, er eukaryote alger.

Svovlbakterier er generelt fotoautotrofiske, men kan nogle gange vokse fotoheterotrofisk. De vil dog altid kræver små mængder af uorganisk materiale (H ₂ S), mens ikke-svovlholdige dem er photoheterotrophic.

Blandt de fotoheterotrofe bakterier finder vi de ikke-sulforøse røde bakterier, såsom bakterierne fra Bradyrhizobiaceae-familien, slægten Rhodopseudomonas.

På den anden side er der ikke svovlholdige grønne bakterier såvel som heliobakterier.

Det

Det er fakultative kemoautotrofer, det vil sige, de bruger normalt molekylært brint som en energikilde til at producere organisk stof, men de er også i stand til at bruge et vist antal organiske forbindelser til samme formål.

Chemoheterotrophs

Kemoheterotrofe bakterier involveret i nitrogenfiksering

Bakterier af familien Frankiaceae, gruppe Rhizobiaceae og slægterne Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella og Clostridium. Disse mikroorganismer deltager i fikseringen af ​​elementært nitrogen.

De fleste kan gøre dette uafhængigt, men nogle har brug for at etablere symbiotiske forhold til rhizobiaceae og bælgplanter.

Denne proces hjælper med fornyelse af jorden ved at omdanne elementært nitrogen til nitrater og ammoniak, hvilket er fordelagtigt, så længe sidstnævnte er i lave koncentrationer i jorden.

Nitrat og ammonium kan derefter optages af planter, således at disse bakterier er ekstremt vigtige i naturen. Rhizobia er de mest anvendte bakterier i landbruget og er en del af biogødning.

Kemoheterotrofe bakterier, der deltager i hydrolyse og acidogenese processer af organisk stof

Putrefaktive kemoheterotrofe bakterier

I denne kategori findes arter af slægten Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani og C. tetanomorphum. Ligeledes er nogle arter af slægterne Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus og Proteus også genaktive.

Facultative aerobe og anaerobe kemoheterotrofe bakterier

Her findes alle bakterier, der forårsager infektionssygdomme hos mennesker og dyr. Også dem, der er en del af den sædvanlige mikrobiota.

Eksempler: Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae-familier blandt mange andre.

Referencer

1. González M, González N. Manual of Medical Microbiology. 2. udgave, Venezuela: Direktoratet for medier og publikationer fra University of Carabobo; 2011.
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobe bakterieprocesser, der udfører og bidrager til planetens bæredygtighed. Nova, 2015; 13 (24): 55-81. Tilgængelig på: Tilgængelig fra:
3. Facultative bakterier. (2019, 6. maj). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Høringsdato: 06:53, 8. maj 2019 fra es.wikipedia.org.
4. Bianchini L. Miljømikrobiologi. Klassificering og fylogeni af Heterotrofiske bakterier. 2012. Højere teknik inden for miljøledelse.
5. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Autotrofiske og heterotrofiske bakterier, der er forbundet med mudret havsnæ på rev med kontinental afstrømning. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.