Alai

Metabolizm prokariota

Jak wszystkie żywe istoty, prokariota potrzebują energii i węgla. Zaspokajają te potrzeby na różne sposoby. W rzeczywistości, prokariota mają prawie każdy możliwy typ metabolizmu. Mogą uzyskiwać energię ze światła (foto) lub związków chemicznych (chemo). Mogą pozyskiwać węgiel z dwutlenku węgla (autotrof) lub z innych istot żywych (heterotrof). Większość prokariotów to chemoheterotrofy. Zależą one od innych organizmów zarówno w zakresie energii, jak i węgla. Wiele z nich rozkłada odpady organiczne i szczątki martwych organizmów. Odgrywają one ważną rolę jako rozkładowce i pomagają w recyklingu węgla i azotu. Fotoautotrofy są ważnymi producentami. Są one szczególnie ważne w ekosystemach wodnych.

Klasyfikacja prokariotów na podstawie metabolizmu

Dwie główne potrzeby żywieniowe mogą być wykorzystane do grupowania prokariotów. Są to (1) metabolizm węglowy, ich źródło węgla do budowy cząsteczek organicznych w komórkach, i (2) metabolizm energetyczny, ich źródło energii wykorzystywanej do wzrostu.

W zakresie metabolizmu węgla, prokariota są klasyfikowane jako heterotroficzne lub autotroficzne:

• Organizmy heterotroficzne wykorzystują związki organiczne, zwykle z innych organizmów, jako źródła węgla.
• Organizmy autotroficzne wykorzystują dwutlenek węgla (CO2) jako jedyne źródło lub główne źródło węgla. Wiele bakterii autotroficznych jest fotosyntetyzujących i pobierają swój węgiel z dwutlenku węgla w atmosferze. Ten proces wychwytywania węgla nieorganicznego i przekształcania go w organiczne cząsteczki cukru jest znany jako wiązanie węgla.

Metabolizm energetyczny u prokariotów jest klasyfikowany jako jeden z następujących:

• Organizmy fototroficzne wychwytują energię świetlną ze słońca i przekształcają ją w energię chemiczną wewnątrz swoich komórek.
• Organizmy chemotroficzne rozkładają cząsteczki organiczne lub nieorganiczne w celu dostarczenia energii do komórki. Niektóre organizmy chemotroficzne mogą również wykorzystywać swoje organiczne cząsteczki dostarczające energię jako źródło węgla, co czyni je chemoheterotrofami.

Organizmy są następnie klasyfikowane w następujący sposób:

• Fotoheterotrofy to organizmy, które wychwytują energię świetlną w celu przekształcenia jej w energię chemiczną w komórkach, ale otrzymują węgiel ze źródeł organicznych (innych organizmów). Przykładami są fioletowe bakterie bezsiarkowe, zielone bakterie bezsiarkowe i heliobakterie.
• Chemoheterotrofy to organizmy, które otrzymują swoje źródło energii i węgla ze źródeł organicznych. Chemoheterotrofy muszą spożywać organiczne składniki budulcowe, których nie są w stanie same wytworzyć. Większość z nich czerpie swoją energię z cząsteczek organicznych, takich jak cukry. Ten tryb odżywiania jest bardzo powszechne wśród eukariotów, w tym humans.
• Fotoautotrofy są komórki, które przechwytują energię świetlną, i używać dwutlenku węgla jako ich źródła węgla. Istnieje wiele fotoautotroficznych prokariotów, do których należą cyjanobakterie. Fotoautotroficzne prokariota używają związków podobnych do roślin do wychwytywania energii świetlnej.
• Chemoautotrofy są komórkami, które rozkładają cząsteczki nieorganiczne w celu dostarczenia energii do komórki, i używają dwutlenku węgla jako źródła węgla. Chemoautotrofy obejmują prokariota, który rozkłada siarkowodór (H2S gaz o zapachu „zgniłego jajka”) i amoniak (NH4). Nitrosomonas, gatunek bakterii glebowej, utlenia NH4+ do azotynu (NO2-). Reakcja ta uwalnia energię, którą bakterie wykorzystują. Wiele chemoautotrofów żyje również w ekstremalnych środowiskach, takich jak głębokie kominy morskie (ekstremofile).

Rysunek 1. Ten schemat pomaga określić, czy dany gatunek jest autotrofem czy heterotrofem, fototrofem czy chemotrofem. Na przykład, „Uzyskać węgiel gdzie indziej?” pyta, czy źródłem węgla jest inny organizm. Jeśli odpowiedź brzmi „tak”, organizm jest heterotroficzny. Jeśli odpowiedź brzmi „nie”, organizm jest autotroficzny.

Przykład!

Popraw tę stronęDowiedz się więcej