Alai

Prokaryote Metabolism

Zoals alle levende wezens hebben prokaryoten energie en koolstof nodig. Zij voorzien op verschillende manieren in deze behoeften. In feite hebben prokaryoten zo’n beetje elk mogelijk type metabolisme. Zij kunnen energie halen uit licht (foto) of chemische verbindingen (chemo). Zij kunnen koolstof halen uit koolstofdioxide (autotroof) of uit andere levende wezens (heterotroof). De meeste prokaryoten zijn chemoheterotrofen. Zij zijn afhankelijk van andere organismen voor zowel energie als koolstof. Velen breken organisch afval en de overblijfselen van dode organismen af. Zij spelen een vitale rol als afbrekers en helpen koolstof en stikstof te recycleren. Foto-autotrofen zijn belangrijke producenten. Zij zijn vooral belangrijk in aquatische ecosystemen.

Classificatie van Prokaryoten Gebaseerd op Metabolisme

Twee belangrijke voedingsbehoeften kunnen worden gebruikt om prokaryoten te groeperen. Dit zijn (1) koolstofmetabolisme, hun bron van koolstof voor het bouwen van organische moleculen binnen de cellen, en (2) energiemetabolisme, hun bron van energie gebruikt voor groei.

In termen van koolstofmetabolisme worden prokaryoten ingedeeld als heterotroof of autotroof:

• Heterotrofe organismen gebruiken organische verbindingen, meestal van andere organismen, als koolstofbronnen.
• Autotrofe organismen gebruiken koolstofdioxide (CO2) als hun enige bron of hun belangrijkste bron van koolstof. Veel autotrofe bacteriën zijn fotosynthetisch, en halen hun koolstof uit de kooldioxide in de atmosfeer. Dit proces van het opvangen van anorganische koolstof en het omzetten ervan in organische suikermoleculen staat bekend als koolstoffixatie.

Energetisch metabolisme in prokaryoten wordt geclassificeerd als een van de volgende:

• Fototrofe organismen vangen lichtenergie op van de zon en zetten die om in chemische energie in hun cellen.
• Chemotrofe organismen breken organische of anorganische moleculen af om energie voor de cel te leveren. Sommige chemotrofe organismen kunnen hun organische energieleverende moleculen ook als koolstofvoorraad gebruiken, waardoor ze chemoheterotrofen zouden worden.

Organismen worden dan als volgt ingedeeld:

• Fotoheterotrofen zijn organismen die lichtenergie opvangen om die in de cellen om te zetten in chemische energie, maar ze krijgen koolstof uit organische bronnen (andere organismen). Voorbeelden zijn paarse niet-zwavelbacteriën, groene niet-zwavelbacteriën en heliobacteriën.
• Chemoheterotrofen zijn organismen die hun energiebron en koolstofbron uit organische bronnen halen. Chemoheterotrofen moeten organische bouwstenen consumeren die zij niet zelf kunnen maken. De meeste halen hun energie uit organische moleculen zoals suikers. Deze voedingswijze komt veel voor bij eukaryoten, waaronder de mens.
• Foto-autotrofen zijn cellen die lichtenergie opvangen, en koolstofdioxide als hun koolstofbron gebruiken. Er zijn veel foto-autotrofe prokaryoten, waartoe ook de cyanobacteriën behoren. Foto-autotrofe prokaryoten gebruiken soortgelijke verbindingen als die van planten om lichtenergie op te vangen.
• Chemo-autotrofen zijn cellen die anorganische moleculen afbreken om energie voor de cel te leveren, en koolstofdioxide als koolstofbron gebruiken. Tot de chemo-autotrofen behoren prokaryoten die waterstofsulfide (H2S, het naar “rotte eieren” ruikende gas) en ammoniak (NH4) afbreken. Nitrosomonas, een soort bodembacterie, oxideert NH4+ tot nitriet (NO2-). Bij deze reactie komt energie vrij die de bacteriën gebruiken. Veel chemo-autotrofen leven ook in extreme omgevingen, zoals diepzeebronnen (extremofielen).

Figuur 1. Dit stroomschema helpt bij het bepalen of een soort een autotroof of een heterotroof, een fototroof of een chemotroof is. Bijvoorbeeld, “Krijg je elders koolstof?” vraagt of de bron van koolstof een ander organisme is. Als het antwoord “ja” is, is het organisme heterotroof. Als het antwoord “nee” is, is het organisme autotroof.

Breng bij!

Verbeter deze paginaLees meer