Автотрофы и гетеротрофы — классификация, условия и источники питания

История

Железобактерии были открыты в 1836 году Эренбергом. Эта группа микроорганизмов долго оставалась загадкой.

Трудно сказать, как долго ещё пришлось бы числиться железобактериям среди водорослей, если бы ими не заинтересовался русский микробиолог Сергей Николаевич Виноградский. Он в 1888 году и назвал эту группу железобактериями.

Acidithiobacillus ferrooxidans[en] были открыты в 1950 году (назывались Thiobacillus ferrooxidans), и в дальнейшем их использовали в промышленности для производства меди[1].

Строение бактериальной клетки

Бактериальная клетка снаружи покрыта плотной клеточной оболочкой, которая выполняет защитную и опорную функции. У некоторых бактерий оболочка набухает, образуя вокруг клетки слизистую капсулу.

Под клеточной оболочкой размещена цитоплазматическая мембрана, которая играет важную роль в регулировании поступления в клетку необходимых веществ и выведения наружу продуктов обмена.

В цитоплазме находятся рибосомы и разнообразные мембранные структуры, которые исполняют функции митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, ЭПС (эндоплазматическая сеть).

Запасные питательные вещества откладываются в виде зёрен крахмала, гликогена, капель жира, гранул волютина и т. п.

Аналогом ядерного аппарата у бактерий является нуклеоид — центральная зона цитоплазмы, где размещена ДНК. Нуклеоид не окружён мембраной, не имеет ядрышка и дифференцированных хромосом.

Некоторые бактерии имеют органы движения — один, два или более жгутиков в виде спирально скрученных ниток, которые крепятся под цитоплазматической мембраной.

Нужна консультация преподавателя в этой предметной области? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

Основные типы

Автотрофы подразделяются на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы.

У них имеются отличия:

• фотосинтезирующие виды получают необходимую энергию за счет фотосинтеза;
• хемосинтезирующие разновидности подпитываются энергией, вырабатываемой путем химической реакции железа и серы.

Яркий пример хемосинтезирующих автотрофов — продуценты, синтезирующиеся на дне океана из выбросов сероводорода. Они необходимы бактериям, чтобы поддерживать их жизнедеятельность.

К хемосинтетикам относят железобактерии. Уже название говорит, что их отличительная черта — способность окислять двухвалентное железо до трехвалентного. А также выделяют серобактерии. Они могут окислять сероводород до молекулярной серы.

Входят в эту группу и нитрофицирующие бактерии. Они способны окислять аммиак до азотной и азотистой кислот. Взаимодействуя с минералами, находящимися в почве, они образуют нитраты и нитриты.

Энергия, выделяющаяся в процессе подобной реакции, сначала используется для создания макроэнергетической связи. Далее, она применяется для синтеза органических соединений.

Хемосинтетики играют важную роль. Они являются основным звеном природного круговорота азота и серы. А также, благодаря им, почва обогащается нитритами и нитратами.

Железобактерии по типу питания

Питание — это процесс приобретения энергии и веществ. Основываясь на природе необходимого источника энергии или источника углерода — наиважнейшего элемента для роста, — живые организмы можно подразделить на несколько групп.

Для синтеза органических соединений живые организмы способны использовать только два вида энергии: энергию света и энергию химических связей. Организмы, использующие световую энергию, называются фототрофами, а организмы, использующие только химическую энергию — хемотрофами. Фототрофы осуществляют фотосинтез.

Как уже говорилось, организмы разделяют также на автотрофные и гетеротрофные — в зависимости от того, какой источник углерода они используют: неорганическое соединение (диоксид углерода) или разнообразные органические вещества. Таким образом, можно выделить четыре типа питания. Среди бактерий встречаются представители всех четырех типов.

Наибольшую группу образуют хемогетеротрофные бактерии.

Хемогетеротрофные бактерии

Бактерии этого типа получают энергию из поступающих с пищей химических соединений. Они способны использовать огромное множество различных веществ.

Среди хемогетеротрофных бактерий можно выделить три основные группы, а именно сапротрофы, мутуалисты и паразиты.

Сапротрофы представлены организмами, извлекающими питательные вещества из мертвого разлагающегося материала. Для разложения органического материала сапротрофы выделяют на него ферменты. Таким образом, переваривание пищи у них происходит вне организма. Образующиеся при этом растворимые продукты поступают в тело сапротрофа и там ассимилируются.

Сапротрофные бактерии и грибы составляют группу редуцентов. Им принадлежит важная роль в разложении органического материала и возврате элементов в природные круговороты. Они образуют гумус из животных и растительных остатков, но при этом они способны и наносить вред, разрушая нужные человеку материалы, особенно пищевые продукты.

Мутуализмом (или симбиозом) называют любую форму тесной взаимосвязи между двумя живыми организмами, выгодной для обоих партнеров. Примером бактериального мутуализма может служить Rhizobium — бактерия, способная фиксировать азот и живущая в корневых клубеньках бобовых растений, например гороха и клевера, или Escherichia coli, обитающая в кишечнике человека и, вероятно, поставляющая человеку витамины группы В и К.

Паразитом называют любой организм, живущий внутри тела или на теле другого организма (хозяина), от которого он получает пищу и, как правило, убежище. Хозяевами могут служить представители самых различных видов, причем паразиты наносят ощутимый вред своим хозяевам. Паразиты, вызывающие болезни, называют патогенами.

Одни паразиты, называемые об. штатными, могут жить и расти только в живых клетках. Другие, называемые факультативными, заражают хозяина, вызывают его гибель и затем живут на его остатках как сапротрофы.

Паразиты отличаются чрезвычайной разборчивостью в пище, поскольку они нуждаются во «вспомогательных факторах роста», которые не способны синтезировать сами, но могут получать только от своих хозяев.

Источник

Какие бактерии, виды бактерий существуют, и их названия

Бактерии принято классифицировать по форме. В зависимости от этого ученые разделили их на три группы:

1. К шаровидным (коккам) относят похожий на виноградные гроздья стафилококк, действие которого провоцирует пищевые отравления, а также гнойные воспаления. А вот стрептококкам, образующим в результате деления цепочку клеток, свойственно провоцировать воспалительные заболевания.
2. Похожие формой на обычную палочку бактерии называют палочковидными. Существуют бактерии, образующие своеобразные слои защиты, которые противодействуют влиянию извне – это бациллы.
3. Бактерии, имеющие извитую форму, относятся к спиралям, и они преимущественно безвредны. К ним относятся спириллы, спирохеты.

Многие бактерии получили свое название не только по своему строению, но и в зависимости от влияния на определенный орган человека, или по названию вызываемой ними болезни. Как пример можно привести менингококк, поражающий мозговую оболочку и вызывающий менингит, или пневмококк, провоцирующий пневмонию в легких, а ринит (насморк) вызывается риновирусами.

Виды

• Кроме того, существуют названия, связанные с той или иной особенностью. Всем известный вибрион отличается быстрыми колебаниями, а протеус, названный по имени греческого бога, способного приобретать тот или иной облик, характерен тем, что в различных организмах действует по-разному.
• Кроме того, часто бактерии называют именами ученых, открывших их: риккетсии, шигеллы, бруцеллы или, скажем, лямблии с сальмонеллами.

Выводы

Грибы-сапрофиты имеют большое значение в природе. Основная их роль – переработка отмерших остатков растительного и животного происхождения. Распространены они повсеместно, питаются мертвым материалом в зависимости от выбора питательной среды.

Строением они схожи с простыми многоклеточными либо одноклеточными грибами. Существуют виды, имеющие широкое практическое применение в жизни человека, к примеру дрожжи и пеницилл.

Ирина Селютина (Биолог):

Грибы-сапротрофы, как и другие организмы такой направленности в способе питания называют в экологии микроконсументами. Они принимают участие в минерализации органических соединений и являются важным звеном в биологическом круговороте веществ и энергии в природе.