Alai

Prokarióta anyagcsere

Minden élőlényhez hasonlóan a prokariótáknak is szükségük van energiára és szénre. Ezeket a szükségleteket többféle módon elégítik ki. Valójában a prokarióták szinte minden lehetséges anyagcseretípussal rendelkeznek. Energiát nyerhetnek fényből (fotó) vagy kémiai vegyületekből (kemo). Szénhez juthatnak szén-dioxidból (autotróf) vagy más élőlényekből (heterotróf). A legtöbb prokarióta kemoheterotróf. Más szervezetektől függenek mind az energia, mind a szén tekintetében. Sokan lebontják a szerves hulladékokat és az elhalt szervezetek maradványait. Létfontosságú szerepet játszanak lebontóként, és segítenek a szén és a nitrogén újrahasznosításában. A fotoautotrófok fontos termelők. Különösen fontosak a vízi ökoszisztémákban.

A prokarióták osztályozása az anyagcsere alapján

A prokarióták csoportosítása két fő táplálkozási igény alapján történhet. Ezek (1) a szénanyagcsere, a sejteken belüli szerves molekulák felépítéséhez szükséges szénforrásuk, és (2) az energiaanyagcsere, a növekedéshez felhasznált energiaforrásuk.

A szénanyagcsere szempontjából a prokariótákat heterotróf vagy autotróf kategóriába soroljuk:

• A heterotróf szervezetek szénforrásként szerves vegyületeket használnak, általában más szervezetekből származó szerves vegyületeket.
• Az autotróf szervezetek szén-dioxidot (CO2) használnak egyedüli vagy fő szénforrásként. Sok autotróf baktérium fotoszintetikus, és a légkörben lévő szén-dioxidból nyeri a szenet. Ezt a szervetlen szén megkötésének és szerves cukormolekulákká alakításának folyamatát szénmegkötésnek nevezzük.

A prokarióták energiaanyagcseréje a következők valamelyikébe sorolható:

• A fototróf szervezetek a napfényenergiát fogják be, és azt kémiai energiává alakítják a sejtjeikben.
• A kemotróf szervezetek szerves vagy szervetlen molekulákat bontanak le, hogy energiát szolgáltassanak a sejtjük számára. Egyes kemotróf szervezetek a szerves energiát szolgáltató molekulákat szénforrásként is felhasználhatják, ami őket kemoheterotrófokká teszi.

Az organizmusokat ezután a következőképpen osztályozzuk:

• A fotoheterotrófok olyan szervezetek, amelyek a fényenergiát a sejtjeikben kémiai energiává alakítják, de a szenet szerves forrásból (más szervezetekből) nyerik. Ilyenek például a lila nem kénes baktériumok, a zöld nem kénes baktériumok és a heliobaktériumok.
• A kemoheterotrófok olyan szervezetek, amelyek energiaforrásukat és szénforrásukat szerves forrásokból nyerik. A kemoheterotrófoknak olyan szerves építőelemeket kell fogyasztaniuk, amelyeket maguk nem képesek előállítani. A legtöbbjük energiáját szerves molekulákból, például cukrokból nyeri. Ez a táplálkozási mód nagyon gyakori az eukarióták között, beleértve az embert is.
• A fotoautotrófok olyan sejtek, amelyek fényenergiát vesznek fel, és szén-dioxidot használnak szénforrásként. Számos fotoautotróf prokarióta létezik, ezek közé tartoznak a cianobaktériumok is. A fotoautotróf prokarióták a növényekéhez hasonló vegyületeket használnak a fényenergia befogására.
• A kemoautotrófok olyan sejtek, amelyek szervetlen molekulákat bontanak le, hogy energiát szolgáltassanak a sejt számára, és szén-dioxidot használnak szénforrásként. A kemoautotrófok közé tartoznak a prokarióták, amelyek lebontják a kénhidrogént (H2S a “záptojás” szagú gáz) és az ammóniát (NH4). A Nitrosomonas, egy talajbaktériumfaj, az NH4+-t nitritté (NO2-) oxidálja. Ez a reakció energiát szabadít fel, amelyet a baktériumok felhasználnak. Sok kemoautotróf él szélsőséges környezetben is, például mélytengeri fúvókákban (extremofilok).

1. ábra. Ez a folyamatábra segít meghatározni, hogy egy faj autotróf vagy heterotróf, fototróf vagy kemotróf. Például a “Máshonnan szerzi be a szenet?” azt kérdezi, hogy a szén forrása egy másik szervezet. Ha a válasz “igen”, akkor a szervezet heterotróf. Ha a válasz “nem”, akkor a szervezet autotróf.

Tegyél hozzá!

Javítsd ezt az oldaltTudj meg többet