Il chemiotrofi o chemiosintetici sono un gruppo di organismi che per sopravvivere utilizzano composti inorganici ridotti, come materia prima, da cui traggono energia per poi utilizzarla nel metabolismo respiratorio.
Questa proprietà che questi microrganismi hanno di ottenere energia da composti molto semplici per generare composti complessi è anche nota come chemiosintesi, motivo per cui questi organismi sono talvolta chiamati chemiosintetici..
Un'altra caratteristica importante è che questi microrganismi si distinguono dagli altri crescendo in mezzi strettamente minerali e senza luce, quindi a volte vengono chiamati chemolitotrofi..
Indice articolo
Questi batteri vivono dove la luce solare penetra meno dell'1%, cioè crescono al buio, quasi sempre in presenza di ossigeno..
Tuttavia, il sito ideale per lo sviluppo di batteri chemiosintetici sono gli strati di transizione tra condizioni aerobiche e anaerobiche..
I siti più comuni sono: i sedimenti profondi, i dintorni dei rilievi sottomarini o nei rilievi sottomarini situati nella parte centrale degli oceani, noti come dorsali oceaniche.
Questi batteri sono in grado di sopravvivere in ambienti con condizioni estreme. In questi siti possono esserci prese d'aria idrotermali da cui scorre acqua calda o anche il magma in uscita..
Questi microrganismi sono essenziali nell'ecosistema, poiché trasformano le sostanze chimiche tossiche emanate da queste prese d'aria in cibo ed energia..
Ecco perché gli organismi chemiosintetici svolgono un ruolo fondamentale nel recupero dei cibi minerali e anche nel recupero dell'energia che, altrimenti, andrebbe persa..
Cioè, promuovono il mantenimento della catena trofica o catena alimentare.
Ciò significa che favoriscono il trasferimento di sostanze nutritive attraverso le diverse specie di una comunità biologica, in cui ognuna si nutre della precedente ed è cibo per la successiva, che aiuta a mantenere in equilibrio un ecosistema..
Questi batteri contribuiscono anche al salvataggio o al miglioramento di alcuni ambienti ecologici contaminati da incidenti. Ad esempio, nelle aree di oil spill, ovvero in questi casi questi batteri aiutano a trattare i rifiuti tossici per trasformarli in composti più sicuri.
Gli organismi chemiosintetici o chemiotrofici sono classificati in chemioautotrofi e chemioeterotrofi.
Usano CODue come fonte di carbonio, essendo assimilato attraverso il ciclo di Calvin e convertito in componenti cellulari.
D'altra parte, ottengono energia dall'ossidazione di composti inorganici semplici ridotti, come: ammoniaca (NH3), diidrogeno (HDue), biossido di azoto (NODue-), acido solfidrico (HDueS), zolfo (S), anidride solforica (SDueO3-) o ione ferro (FeDue+).
Cioè, l'ATP è generato dalla fosforilazione ossidativa durante l'ossidazione della fonte inorganica. Pertanto, sono autosufficienti, non hanno bisogno di un altro essere vivente per sopravvivere.
A differenza dei precedenti, questi ottengono energia attraverso l'ossidazione di molecole organiche ridotte complesse, come il glucosio attraverso la glicolisi, i trigliceridi attraverso la beta ossidazione e gli amminoacidi attraverso la deaminazione ossidativa. In questo modo ottengono molecole di ATP.
D'altra parte, gli organismi chemioeterotrofi non possono utilizzare CODue come fonte di carbonio, come fanno gli organismi chemoautotrofi.
Come suggerisce il nome, sono batteri che ossidano lo zolfo oi suoi derivati ridotti.
Questi batteri sono rigorosamente aerobici e sono responsabili della trasformazione dell'idrogeno solforato che viene prodotto nella decomposizione della materia organica, per convertirlo in solfato (SO4-Due), composto che verrà eventualmente utilizzato dalle piante.
Il solfato acidifica il terreno a un pH approssimativo di 2, a causa dell'accumulo di protoni H.+ e si forma acido solforico.
Questa caratteristica è utilizzata da alcuni settori dell'economia, soprattutto in agricoltura, dove possono correggere terreni estremamente alcalini..
Ciò avviene introducendo nel terreno zolfo in polvere, in modo che i batteri specializzati presenti (sulfobatteri) ossidino lo zolfo e quindi equilibrino il pH del terreno a valori adatti all'agricoltura..
Tutte le specie chemolittrofiche che ossidano lo zolfo sono gram-negative e appartengono al phylum Proteobacteria. Un esempio di batteri che ossidano lo zolfo è Acidithiobacillus thiooxidans.
Alcuni batteri possono accumulare zolfo elementare (S.0) insolubile sotto forma di granuli all'interno della cellula, da utilizzare quando le fonti esterne di zolfo sono esaurite.
In questo caso i batteri ossidano i composti azotati ridotti. Esistono due tipi, batteri nitrosificanti e batteri nitrificanti..
I primi sono in grado di ossidare l'ammoniaca (NH3), che si genera dalla decomposizione della materia organica per trasformarla in nitriti (NODue), e questi ultimi trasformano i nitriti in nitrati (NO3-), composti utilizzabili dalle piante.
Come esempi di batteri nitrosificanti è il genere Nitrosomonas e come batteri nitrificanti è il genere Nitrobacter.
Questi batteri sono acidofili, cioè richiedono un pH acido per sopravvivere, poiché a pH neutro o alcalino i composti ferrosi si ossidano spontaneamente, senza necessità della presenza di questi batteri.
Pertanto, affinché questi batteri siano in grado di ossidare i composti del ferro ferroso (FeDue+) a ferrico (Fe3+), il pH del mezzo deve essere necessariamente acido.
Va notato che i batteri del ferro spendono la maggior parte dell'ATP prodotto nelle reazioni di trasporto degli elettroni inversi, per ottenere il potere riducente necessario nella fissazione della CODue.
Ecco perché questi batteri devono ossidare grandi quantità di Fe+Due per poter sviluppare, perché poca energia viene rilasciata dal processo di ossidazione.
Esempio: batteri Acidithiobacillus ferrooxidans trasforma il carbonato di ferro presente nelle acque acide che scorrono attraverso le miniere di carbone in ossido di ferro.
Tutte le specie chemiolitofiche che ossidano il ferro sono gram-negative e appartengono al phylum Proteobacteria..
D'altra parte, tutte le specie che ossidano il ferro sono anche in grado di ossidare lo zolfo, ma non viceversa..
Questi batteri usano l'idrogeno molecolare come fonte di energia per produrre materia organica e utilizzare CODue come fonte di carbonio. Questi batteri sono chemioautotrofi facoltativi.
Si trovano principalmente nei vulcani. Il nichel è essenziale nel suo habitat, poiché tutte le idrogenasi contengono questo composto come cofattore metallico. Questi batteri non hanno una membrana interna.
Nel suo metabolismo, l'idrogeno è incorporato in un'idrogenasi nella membrana plasmatica, traslocando i protoni verso l'esterno..
In questo modo, l'idrogeno esterno passa all'interno agendo come un'idrogenasi interna, convertendo il NAD+ a NADH, che insieme all'anidride carbonica e all'ATP passano nel ciclo di Calvin.
I batteri Hydrogenomonas sono inoltre in grado di utilizzare un certo numero di composti organici come fonti di energia.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.