الفيزياء الكيميائية وأنواعها

ال كيميائي التغذية أو التركيب الكيميائي عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية التي يمكنها البقاء على قيد الحياة من استخدام المركبات غير العضوية المخفّضة ، كمادة خام ، من حيث تحصل على الطاقة لاستخدامها لاحقًا في استقلاب الجهاز التنفسي.

هذه الخاصية التي تمتلكها هذه الكائنات الحية الدقيقة للحصول على الطاقة من مركبات بسيطة للغاية لتوليد مركبات معقدة تُعرف أيضًا باسم التخليق الكيميائي ، لذلك أحيانًا تسمى هذه الكائنات الحية أيضًا بالتركيب الكيميائي..

سمة أخرى مهمة هي أن هذه الكائنات الحية الدقيقة يتم تمييزها عن البقية من خلال النمو في بيئات معدنية وخالية من الضوء بدقة ، لذلك يطلق عليها في بعض الأحيان الكيميائي..

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 الموئل
  • 1.2 وظيفة في البيئة
• 2 التصنيف
  • 2.1 الكيموتوتروف
  • 2.2 الكيموهيروتروف
• 3 أنواع البكتيريا الكيميائية
  • 3.1 البكتيريا عديم اللون من الكبريت
  • 3.2 بكتيريا النيتروجين
  • 3.3 بكتيريا الحديد
  • 3.4 بكتيريا الهيدروجين
• 4 المراجع

ملامح

موطن

تعيش هذه البكتيريا حيث تخترق أشعة الشمس أقل من 1٪ ، أي أنها تتطور في الظلام ، دائمًا في وجود الأكسجين.

ومع ذلك ، فإن الموقع المثالي لتطوير البكتيريا التركيبية الكيميائية هي طبقات الانتقال بين الظروف الهوائية واللاهوائية.

المواقع الأكثر شيوعًا هي: الرواسب العميقة ، أو المناطق المحيطة بالأرصفة البحرية أو في المرتفعات البحرية الواقعة في الجزء الأوسط من المحيطات ، والمعروفة باسم التلال الوسطى للمحيطات.

هذه البكتيريا قادرة على البقاء في بيئات ذات ظروف قاسية. في هذه الأماكن ، قد يكون هناك فتحات حرارية مائية من حيث يتدفق الماء الساخن أو حتى منفذ الصهارة.

وظيفة في البيئة

هذه الكائنات الحية الدقيقة ضرورية في النظام البيئي ، لأنها تحول المواد الكيميائية السامة المنبعثة من هذه الفتحات إلى الغذاء والطاقة.

هذا هو السبب في أن الكائنات التركيبية الكيميائية تلعب دورًا أساسيًا في استعادة الأطعمة المعدنية وأيضًا إنقاذ الطاقة التي قد تضيع ، وإلا.

أي أنهم يفضلون صيانة السلسلة الغذائية أو السلسلة الغذائية.

هذا يعني أنها تشجع على نقل المواد المغذية من خلال الأنواع المختلفة للمجتمع البيولوجي ، والتي يتغذى كل منها على ما سبق ويكون التالي ، مما يساعد على الحفاظ على نظام بيئي في حالة توازن..

تساهم هذه البكتيريا أيضًا في إنقاذ أو تحسين بعض البيئات البيئية الملوثة بالحوادث. على سبيل المثال ، في مناطق انسكاب النفط ، أي في هذه الحالات ، تساعد هذه البكتيريا في معالجة النفايات السامة لتحويلها إلى مركبات أكثر حميدة.

تصنيف

تُصنَّف الكائنات الكيميائية التخليقية أو الكائنات الحية الدقيقة في مواد كيميائية ووترومات كيميائية.

chemoautotrophs

يستخدمون CO₂ كمصدر للكربون ، يتم استيعابه من خلال مسار دورة Calvin وتحويله إلى مكونات خلوية.

من ناحية أخرى ، يحصلون على طاقة أكسدة المركبات غير العضوية البسيطة المخفّضة ، مثل: الأمونيا (NH)₃) ، هيدروجين (H₂) ، ثاني أكسيد النيتروجين (لا₂^-) ، كبريتيد الهيدروجين (H₂S) ، الكبريت (S) ، ثالث أكسيد الكبريت (S)₂O₃^-) أو أيون الحديد (الحديد₂⁺).

وهذا هو ، يتم إنشاء ATP من الفسفرة المؤكسدة أثناء أكسدة المصدر غير العضوي. لذلك ، فهي مكتفية ذاتيا ، ولا تحتاج إلى كائن حي آخر للبقاء على قيد الحياة.

chemoheterotrophs

على عكس الجزيئات السابقة ، فإنها تحصل على الطاقة من خلال أكسدة جزيئات عضوية مخفضة معقدة ، مثل الجلوكوز من خلال تحلل السكر ، الدهون الثلاثية عبر أكسدة بيتا والأحماض الأمينية عبر التبليل التأكسدي. بهذه الطريقة يحصلون على جزيئات ATP.

من ناحية أخرى ، لا يمكن للكائنات المغذية للكيمياء استخدام ثاني أكسيد الكربون₂ كمصدر للكربون ، وكذلك الكائنات العضوية الكيميائية.

أنواع البكتيريا الكيميائية

عديم اللون بكتيريا الكبريت

كما يوحي الاسم ، فهي البكتيريا التي أكسدة الكبريت أو مشتقاته المخفضة.

هذه البكتيريا صارمة الهوائية وهي مسؤولة عن تحويل كبريتيد الهيدروجين المنتج في تحلل المواد العضوية ، لتحويله إلى كبريتات (SO)₄^-2) ، مركب سيتم استخدامه في النهاية بواسطة النباتات.

تحمض الكبريتات التربة إلى درجة حموضة تقارب 2 ، لأن بروتونات H تتراكم⁺ ويتكون حمض الكبريتيك.

يتم استغلال هذه الخاصية من قبل قطاعات معينة من الاقتصاد ، وخاصة في الزراعة ، حيث يمكنهم تصحيح الأراضي القلوية للغاية.

يتم ذلك عن طريق إدخال مسحوق الكبريت في التربة ، بحيث تعمل البكتيريا المتخصصة الموجودة (sulfobacteria) على أكسدة الكبريت وبالتالي توازن درجة الحموضة في التربة بقيم مناسبة للزراعة..

جميع الأنواع التي تتحول إلى مادة كيميائية مؤكسدة للكبريت هي سالبة الجرام وتنتمي إلى البكتيريا البروتينية. مثال على البكتيريا التي أكسدة الكبريت Acidithiobacillus thiooxidans.

بعض البكتيريا يمكن أن تتراكم الكبريت الأولي (S⁰) غير قابلة للذوبان في شكل حبيبات داخل الخلية ، ليتم استخدامها عند نفاد مصادر الكبريت الخارجية.

بكتيريا النيتروجين

في هذه الحالة ، تؤكسد البكتيريا مركبات النيتروجين المخفضة. هناك نوعان من البكتيريا النتروزية والنتريفيكية.

السابقة قادرة على أكسدة الأمونيا (NH3) ، والتي يتم إنشاؤها من تحلل المواد العضوية لتحويله إلى النتريت (NO.₂) ، وهذا الأخير يحول النتريت إلى نترات (NO₃^-) ، مركبات قابلة للاستخدام من قبل النباتات.

أمثلة على البكتيريا النتروزية هي جنس Nitrosomonas وبما أن البكتيريا النتروجية هناك جنس Nitrobacter.

بكتيريا الحديد

هذه البكتيريا حمضية ، أي أنها تتطلب درجة الحموضة الحمضية من أجل البقاء ، لأنه في درجة الحموضة المحايدة أو القلوية تتأكسد المركبات الحديدية تلقائيًا ، دون الحاجة إلى هذه البكتيريا.

لذلك ، لهذه البكتيريا لأكسدة مركبات الحديد الحديدية (الحديد²⁺) الحديديك³⁺) ، يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني للوسط الحمضية.

تجدر الإشارة إلى أن بكتيريا الحديد تقضي معظم الـ ATP المنتج في تفاعلات النقل العكسي للإلكترون ، للحصول على طاقة الاختزال اللازمة في تثبيت ثاني أكسيد الكربون.₂.

هذا هو السبب في أن هذه البكتيريا لديها أكسدة كميات كبيرة من الحديد⁺² لتكون قادرة على التطور ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن القليل من الطاقة يتم تحريرها من عملية الأكسدة.

مثال: البكتيريا Acidithiobacillus ferrooxidans يحول كربونات الحديد الموجودة في المياه الحمضية التي تتدفق عبر مناجم الفحم في أكسيد الحديد.

جميع الأنواع التي تتحول إلى أكسدة للحديد الكيميائي هي سالبة للجرام وتنتمي إلى البكتيريا البروتينية.

من ناحية أخرى ، فإن جميع الأنواع التي أكسدة الحديد قادرة أيضًا على أكسدة الكبريت ، ولكن ليس بالعكس.

بكتيريا الهيدروجين

تستخدم هذه البكتيريا الهيدروجين الجزيئي كمصدر للطاقة لإنتاج المواد العضوية واستخدام ثاني أكسيد الكربون₂ كمصدر للكربون. هذه البكتيريا هي الكواوتوتروتوفيك الاختيارية.

تم العثور عليها بشكل رئيسي في البراكين. في موائلها ، لا غنى عن النيكل ، لأن جميع الهيدروجينيات تحتوي على هذا المركب كعامل مساعد معدني. هذه البكتيريا تفتقر إلى الغشاء الداخلي.

في عملية التمثيل الغذائي ، يتم دمج الهيدروجين في هيدروجين من غشاء البلازما الذي ينقل البروتونات إلى الخارج.

وبهذه الطريقة ، يمر الهيدروجين الخارجي إلى الداخل بصفته هيدروجينًا داخليًا ، حيث يحول NAD⁺ إلى NADH ، والتي جنبا إلى جنب مع ثاني أكسيد الكربون و ATP تذهب من خلال دورة كالفين.

البكتيريا Hidrogenomonas كما أنها قادرة على استخدام عدد معين من المركبات العضوية كمصادر للطاقة.

مراجع

1. Prescott، Harley and Klein Microbiology 7th ed. ماكجرو هيل Interamericana 2007 ، مدريد.
2. المساهمون في ويكيبيديا "Quimiótrofo" ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة, es.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks، Karen C. Carroll، Janet S. Butel، Stephen A. Morse، Timothy A. Mietzner. (2014). علم الأحياء الدقيقة الطبية ، 26E. McGRAW-HILL Interamericana de Editores، S.A. من سي.
4. González M ، González N. دليل علم الأحياء الدقيقة الطبية. الإصدار الثاني ، فنزويلا: مديرية الإعلام والمنشورات بجامعة كارابوبو ؛ 2011.
5. Jimeno، A. & Ballesteros، M. 2009. علم الأحياء 2. Santillana Promoter Group. ISBN 974-84-7918-349-3