البكتيريا ذاتية التغذية: الخصائص والاختلافات مع الكائنات غيرية التغذية والمثال - مادة الاحياء - 2025

و البكتيريا ذاتية التغذية هي الكائنات الحية الدقيقة وجود جهاز الأيض معقدة نوعا ما. هذه البكتيريا قادرة على استيعاب المواد غير العضوية ، وتحويلها إلى مادة عضوية ، والتي تستخدمها بعد ذلك لصنع الجزيئات الحيوية اللازمة لتطورها.

لذلك ، فإن هذه الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة مستقلة ، وتتصرف مثل الكائنات الحية الحرة. لا يحتاجون إلى غزو الكائنات الحية الأخرى ، أو تحلل المواد العضوية الميتة ، للحصول على العناصر الغذائية التي يحتاجونها للبقاء على قيد الحياة.

البكتيريا الحمراء والخضراء ذاتية التغذية. المصدر: publicdomainpictures.net

تلعب البكتيريا ذاتية التغذية دورًا أساسيًا في النظام البيئي ، لأنها توفر المادة العضوية اللازمة لتنمية الكائنات الحية الأخرى. أي أنها تؤدي وظائف حيوية للحفاظ على التوازن البيئي.

يعتقد أن هذه الكائنات الحية هي أول شكل من أشكال الحياة على هذا الكوكب. وفي العديد من النظم البيئية ، تبدأ السلسلة الغذائية.

تم العثور على البكتيريا ذاتية التغذية في منافذ بيئية مختلفة. على سبيل المثال ، الثلج البحري الموحل ، والمياه العذبة والمالحة ، والينابيع الساخنة ، والتربة ، من بين أمور أخرى ، تنتج المواد العضوية.

خصائص البكتيريا ذاتية التغذية

اعتمادًا على نظام التمثيل الغذائي الذي تستخدمه البكتيريا ذاتية التغذية لأخذ مركبات غير عضوية وتحويلها إلى مركبات عضوية ، يتم تصنيفها على أنها ضوئية ذاتية التغذية أو كيميائية.

فوتوتروفس

تشمل الكائنات ذات التغذية الضوئية الطحالب والنباتات وبعض البكتيريا. تتميز باستخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة للقيام بعملية تحويل المواد غير العضوية إلى مادة عضوية.

في حالة البكتيريا ذات التغذية الضوئية ، تنقسم هذه بدورها إلى صور ضوئية مؤكسدة وغير مؤكسدة.

البكتيريا المؤكسدة ضوئيًا

في هذا النوع من البكتيريا ، تحدث عملية التمثيل الضوئي ، والتي تتكون من التقاط الطاقة الشمسية من خلال صبغة خضراء تسمى بكتريا كلوروفيل ، وتحويلها إلى طاقة كيميائية.

تُستخدم الطاقة لأخذ ثاني أكسيد الكربون من البيئة جنبًا إلى جنب مع الماء والأملاح المعدنية لإنتاج الجلوكوز والأكسجين. يستخدم الجلوكوز في عمليات التمثيل الغذائي الداخلية ويتم إطلاق الأكسجين إلى الخارج.

البكتيريا غير المؤكسدة الضوئية

تتميز بكونها بكتيريا لاهوائية ، لأنها لا تستخدم الأكسجين في عملية التنفس ، دون أن تلحق الضرر بها. كما أنهم يستخدمون ضوء الشمس كمصدر للطاقة. يتأكسد البعض Fe ² في حالة عدم وجود الأكسجين.

Chemoautotrophs

تستخدم البكتيريا ذات التغذية الكيميائية الطاقة الكيميائية لعمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها. يتم الحصول عليها من أكسدة المركبات غير العضوية ، بالإضافة إلى استخدام ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون.

تشمل العناصر غير العضوية المختزلة المأخوذة من البيئة كبريتيد الهيدروجين ، والكبريت الأولي ، والحديد الحديدية ، والهيدروجين الجزيئي ، والأمونيا.

يضمن وجودها حياة الكائنات الحية الأخرى ، لأن المركبات غير العضوية التي تأخذها من البيئة سامة للكائنات الحية الدقيقة الأخرى. علاوة على ذلك ، يمكن استيعاب المركبات التي تطلقها البكتيريا ذاتية التغذية بواسطة بعض البكتيريا غيرية التغذية.

البكتيريا ذات التغذية الكيميائية عديدة جدًا. إنهم يعيشون عمومًا في أنظمة بيئية معادية ، أي أنهم من عشاق التطرف.

هناك أيضًا كائنات أخرى تتصرف مثل autotrophs ولكنها تنتمي إلى مجالات أخرى. على سبيل المثال ، مجال Archaea (الميثانوجينات والحموضة الحرارية). ومع ذلك ، نظرًا لأنها ليست بكتيريا طبيعية ، فلن يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة.

تصنف البكتيريا ذاتية التغذية إلى هالوفيل ، مؤكسدات ومخفضات الكبريت ، نترات ، بكتيريا الحديد ، وبكتيريا أناموكس.

الهالوفيل

إنها بكتيريا يمكنها تحمل تركيزات عالية من الملح. هذه البكتيريا عادة ما تكون شديدة أو شديدة الملوحة. يعيشون في بيئات بحرية ، مثل البحر الميت.

مؤكسدات الكبريت

تُعرف أيضًا باسم بكتيريا سلفوكسيدانت. تأخذ هذه الكائنات الدقيقة الكبريت غير العضوي من البيئة لأكسدته وتصنع منتجات التمثيل الغذائي الخاصة بها.

أي أنها تلتقط كبريتيد الهيدروجين (الغاز الرائحة) الناتج عن تحلل المركبات العضوية التي تحتوي على الكبريتات ، التي تقوم بها البكتيريا اللاهوائية غيرية التغذية.

البكتيريا الكبريتية هي مواد كيميائية هوائية وتحول كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت عنصري.

إنهم يتحملون درجات الحرارة المرتفعة ، ويعيشون في منافذ بيئية شديدة مثل البراكين النشطة والينابيع الساخنة أو الفتحات الحرارية المائية للمحيطات وفي رواسب البيريت (معدن كبريتيد الحديد).

بكتيريا الحديد

يمكن العثور عليها في التربة الغنية بالحديد والأنهار والمياه الجوفية. تأخذ هذه الأنواع من البكتيريا أيونات الحديد وأحيانًا المنغنيز في حالتها المختصرة وتؤكسدها ، وتشكل أكسيد الحديد أو المنغنيز.

يعطي أكسيد الحديد الركيزة التي تعيش فيها هذه البكتيريا بلون برتقالي محمر مميز.

النترات

إنها بكتيريا مسؤولة عن أكسدة مركبات النيتروجين غير العضوية المختزلة ، مثل الأمونيوم أو الأمونيا ، لتحويلها إلى نترات.

يمكن العثور عليها على الأرض وفي المياه العذبة وفي المياه المالحة. تتطور بشكل كامل حيث يوجد معدل مرتفع من انهيار البروتين ، مع ما يترتب على ذلك من إنتاج الأمونيا.

بكتيريا الأناموكس

وهي بكتيريا تعمل على أكسدة أيون الأمونيوم والنتريت بشكل لا هوائي وتشكل غاز النيتروجين.

الاختلافات بين البكتيريا ذاتية التغذية وغيرية التغذية

أسلوب الحياة

جميع أنواع البكتيريا ذاتية التغذية (الضوئية و chemoautotrophs) تعيش بحرية ، وهي خاصية تشترك فيها مع المتغايرين ضوئيًا ، بينما تحتاج الكائنات المغذية الكيميائية إلى الحصول على مغذياتها عن طريق تطفل الكائنات الحية من نوع آخر.

من ناحية أخرى ، تختلف البكتيريا المغذية كيميائية عن المواد الكيميائية المغايرة حسب الموطن الذي تتطور فيه. غالبًا ما تعيش البكتيريا ذات التغذية الكيميائية في ظروف بيئية قاسية ، حيث تقوم بأكسدة العناصر غير العضوية التي تكون سامة للكائنات الحية الدقيقة الأخرى.

في المقابل ، عادة ما تعيش البكتيريا الكيماوية التغذوية داخل الكائنات الحية الأعلى.

التغذية

تستخدم البكتيريا ذاتية التغذية مادة غير عضوية لتخليق المركبات العضوية. إنهم يحتاجون فقط إلى الماء والأملاح غير العضوية وثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون للعيش.

بينما تحتاج البكتيريا غيرية التغذية لنموها وتطورها إلى مصدر للكربون من المركبات العضوية المعقدة المصنوعة بالفعل ، مثل الجلوكوز.

دراسة ميكروسكوبية

يمكن إجراء عد البكتيريا ذاتية التغذية من بعض النظم البيئية باستخدام طريقة الفحص المجهري القائمة على epifluorescence.

تستخدم هذه التقنية الفلوروكروم مثل البريمولين ومرشحات الإثارة للضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية. تختلف البكتيريا ذاتية التغذية عن غيرية التغذية في أنها ملونة باللون الأبيض والأزرق الفاتح ، دون إخفاء التألق التلقائي للبكتيريا الكلوروفيل ، في حين أن الكائنات غيرية التغذية لا تصبغ.

منتجي المرض

البكتيريا ذاتية التغذية هي نباتات رمية ولا تسبب المرض للإنسان ، لأنها لا تحتاج إلى تطفل الكائنات الحية الأعلى للعيش.

في المقابل ، تنتمي البكتيريا التي تسبب الأمراض المعدية للإنسان والحيوان والنبات إلى مجموعة البكتيريا غيرية التغذية ، وتحديداً كيميائيات متغايرة التغذية.

أمثلة على أنواع البكتيريا ذاتية التغذية

مؤثرات ضوئية أكسجينية

في هذا التصنيف هي البكتيريا الزرقاء. هذه هي الخلايا بدائية النواة الوحيدة التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي للأكسجين.

إنها بكتيريا مائية ، وأكثرها شيوعًا هي أجناس Prochlorococcus و Synechococcus. كلاهما جزء من العوالق البحرية.

تُعرف أيضًا أجناس Chroococcidiopsis و Oscillatoria و Nostoc و Hapalosiphon.

التغذية الضوئية غير المؤكسدة

في هذا التصنيف هي:

- البكتيريا غير الكبريتية الأرجوانية أو الحمراء Rhodospirillum rubrum و Rhodobacter sphaeroides و Rhodomicrobium vannielii. ومع ذلك ، يمكنهم أيضًا تطوير التغذية الضوئية.

- أحمر أرجواني أو كبريتي: الكروم والنبيذ ، Thiospirillum jenense ، Thiopedia rosea.

- الخضر غير الكبريتية: الكلوروفليكس والكلورونيما.

- الخضر الكبريتية: كلوروبيوم ليميكولا ، بروستيكوكلوريس أستواري ، بيلوديكتيون كلاتراتيفورم.

- الهليوباكتيريوم المعتدل.

Chemoautotrophs

بكتيريا الكبريت عديمة اللون

أمثلة: Thiobacillus thiooxidans ، Hydrogenovibrio crunogenus.

بكتيريا النيتروجين

أمثلة: بكتيريا أجناس Nitrosomonas و Nitrosococcus و Nitrobacter و Nitrococcus.

بكتيريا الحديد

أمثلة: Thiobacillus ferrooxidans و Actidithiobacillus ferrooxidans و Leptospirilum ferroxidans.

بكتيريا الهيدروجين

يستخدمون الهيدروجين الجزيئي لتنفيذ عملياتهم الحيوية. مثال بكتيريا الهيدروجين.

بكتيريا الأناموكس

أمثلة على سلالات المياه العذبة: Brocadia و Kuenenia و Jettenia و Anammoxoglobus.

مثال على سلالة من المياه المالحة: Scalindua.

المراجع

1. Henao A ، Comba N ، Alvarado E ، Santamaría J. ذاتي التغذية والبكتيريا غيرية التغذية المرتبطة بالثلج البحري الموحل على الشعاب المرجانية مع الجريان السطحي القاري. 2015، 20 (1): 9-16.
2. "تكوين الميثان." ويكيبيديا، الموسوعة الحرة. 28 نوفمبر 2018، 19:53 UTC. 5 مايو 2019 ، 21:11 ، متاح على: es.wikipedia.org.
3. أناموكس. ويكيبيديا، الموسوعة الحرة. 24 ديسمبر 2016 ، 12:22 بالتوقيت العالمي المنسق. 5 مايو 2019، 21:13، es.wikipedia.org
4. جاستون ياء إزالة الكبريتات في مفاعل سرير متحرك لاهوائي هوائي. رسالة للتأهل لدرجة الماجستير في الهندسة البيئية. 2088 ، معهد الهندسة UNAM. متاح على: ptolomeo.unam
5. البكتيريا الآزوتية. ويكيبيديا، الموسوعة الحرة. 16 نوفمبر 2018، 15:13 UTC. 5 مايو 2019، 22:21
6. Corrales L ، Antolinez D ، Bohórquez J ، Corredor A. البكتيريا اللاهوائية: العمليات التي تنفذ وتساهم في استدامة الحياة على الكوكب. لست ذاهبا. 2015 ؛ 13 (23): 55-81. متاح على: scielo.org.