Alai

Prokaryotmetabolisme

Som alle levende væsener har prokaryoter brug for energi og kulstof. De opfylder disse behov på en række forskellige måder. Faktisk har prokaryoter stort set alle mulige typer af metabolisme. De kan få energi fra lys (foto) eller fra kemiske forbindelser (kemo). De kan få kulstof fra kuldioxid (autotrof) eller fra andre levende væsener (heterotrof). De fleste prokaryoter er kemoheterotrofe. De er afhængige af andre organismer for både energi og kulstof. Mange nedbryder organisk affald og rester af døde organismer. De spiller en vigtig rolle som nedbrydere og bidrager til at genbruge kulstof og kvælstof. Fotoautotrofer er vigtige producenter. De er især vigtige i akvatiske økosystemer.

Klassificering af prokaryoter baseret på metabolisme

To store ernæringsbehov kan bruges til at gruppere prokaryoter. Disse er (1) kulstofmetabolisme, deres kilde til kulstof til opbygning af organiske molekyler i cellerne, og (2) energimetabolisme, deres kilde til energi, der bruges til vækst.

Med hensyn til kulstofmetabolisme klassificeres prokaryoter som enten heterotrofe eller autotrofe:

• Heterotrofe organismer bruger organiske forbindelser, som regel fra andre organismer, som kulstofkilder.
• Autotrofe organismer bruger kuldioxid (CO2) som deres eneste kilde eller deres vigtigste kulstofkilde. Mange autotrofe bakterier er fotosyntetiske og får deres kulstof fra kuldioxiden i atmosfæren. Denne proces med at indfange uorganisk kulstof og omdanne det til organiske sukkermolekyler kaldes kulstoffiksering.

Energistofskifte i prokaryoter klassificeres som en af følgende:

• Fototrofe organismer indfanger lysenergi fra solen og omdanner den til kemisk energi inde i deres celler.
• Kemotrofe organismer nedbryder enten organiske eller uorganiske molekyler for at tilvejebringe energi til cellen. Nogle kemotrofe organismer kan også bruge deres organiske energileverende molekyler som kulstofforsyning, hvilket ville gøre dem til kemoheterotrofer.

Organismer klassificeres derefter som følger:

• Fotoheterotrofer er organismer, der indfanger lysenergi for at omdanne den til kemisk energi i cellerne, men de får kulstof fra organiske kilder (andre organismer). Eksempler er lilla ikke-svovlbakterier, grønne ikke-svovlbakterier og heliobakterier.
• Chemoheterotrofer er organismer, der får deres energikilde og kulstofkilde fra organiske kilder. Kemoterotrofer må indtage organiske byggesten, som de ikke selv er i stand til at fremstille. De fleste får deres energi fra organiske molekyler som f.eks. sukkerstoffer. Denne ernæringsmåde er meget almindelig blandt eukaryoter, herunder mennesker.
• Photoautotrofer er celler, der opfanger lysenergi og bruger kuldioxid som deres kulstofkilde. Der findes mange fotoautotrofe prokaryoter, som bl.a. omfatter cyanobakterier. Fotoautotrofe prokaryoter bruger lignende forbindelser som planternes til at fange lysenergi.
• Chemoautotrofer er celler, der nedbryder uorganiske molekyler for at levere energi til cellen, og som bruger kuldioxid som kulstofkilde. Kemoautotrofer omfatter prokaryoter, der nedbryder svovlbrinte (H2S, den gas, der lugter af “råddent æg”) og ammoniak (NH4). Nitrosomonas, en art af jordbakterier, oxiderer NH4+ til nitrit (NO2-). Denne reaktion frigør energi, som bakterierne bruger. Mange kemoautotrofer lever også i ekstreme miljøer som f.eks. dybhavsventiler (ekstremofile).

Figur 1. Dette flowdiagram hjælper med at afgøre, om en art er autotrof eller heterotrof, fototrof eller kemotrof. For eksempel spørger “Obtain carbon elsewhere?”, om kilden til kulstof er en anden organisme. Hvis svaret er “ja”, er organismen heterotrof. Hvis svaret er “nej”, er organismen autotrof.

Bidrag!

Forbedre denne sideLær mere