Хемосинтез сероводорода
Хемосинтез сероводорода — это форма хемосинтеза , в которой используется сероводород . [ 1 ] Это обычное явление в микробных сообществах гидротермальных жерл. [ 2 ] [ 3 ] Из-за недостатка света в этих средах этот процесс преобладает над фотосинтезом. [ 4 ]
Гигантские трубчатые черви используют бактерии в своих трофосомах для фиксации углекислого газа (используя сероводород в качестве источника энергии) и производства сахаров и аминокислот . [ 5 ] Некоторые реакции производят серу:
- хемосинтез сероводорода: [ 1 ]
- 18 H 2 S + 6CO 2 + 3 O 2 → C 6 H 12 O 6 ( углевод ) + 12 H 2 O + 18 S
В описанном выше процессе сероводород служит источником электронов для реакции. [ 6 ] Вместо выделения газообразного кислорода при фиксации углекислого газа, как при фотосинтезе , хемосинтез сероводорода производит твердые шарики серы в процессе .
Механизм действия
В глубоководной среде было обнаружено, что различные организмы обладают способностью окислять восстановленные соединения, такие как сероводород. [ 7 ] Окисление – это потеря электронов в результате химической реакции. [ 8 ] Большинство хемосинтезирующих бактерий образуют симбиотические ассоциации с другими мелкими эукариотами. [ 9 ] Электроны, высвобождаемые из сероводорода, будут обеспечивать энергию для поддержания градиента протонов через бактериальную цитоплазматическую мембрану. Это движение протонов в конечном итоге приведет к образованию аденозинтрифосфата. Количество энергии, получаемой в результате этого процесса, также зависит от типа конечного акцептора электронов. [ 10 ]
Другие примеры хемосинтезирующих организмов (с использованием H 2 S в качестве донора электронов)
По всему миру исследователи наблюдали в разных местах разные организмы, способные осуществлять этот процесс. Ян и его коллеги в 2011 году обследовали пять термальных источников Йеллоустона различной глубины и заметили, что распределение хемосинтезирующих микробов совпадало с температурой, поскольку сульфуригидрогенибиом был обнаружен при более высоких температурах, в то время как Тиовирга обитала в более прохладных водах. [ 11 ] Миядзаки и др. В 2020 году также обнаружили эндосимбионта, способного к хемосинтезу сероводорода, который содержал виды кампилобактерий, и брюхоногих моллюсков из рода Alviniconcha, окисляющих сероводород в Индийском океане. [ 12 ] Кроме того, хемосинтезирующие бактерии, такие как пурпурные серобактерии, имеют в цитоплазме видимые желтые шарики серы. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Хемолитотрофия | Безграничная микробиология» . Courses.lumenlearning.com . Проверено 11 апреля 2020 г.
- ^ Бернардино, Анджело Ф.; Левин, Лиза А.; Тербер, Эндрю Р.; Смит, Крейг Р. (2012). «Сравнительный состав, разнообразие и трофическая экология макрофауны осадков жерл, сипов и органических водопадов» . ПЛОС ОДИН . 7 (4): е33515. Бибкод : 2012PLoSO...733515B . дои : 10.1371/journal.pone.0033515 . ПМЦ 3319539 . ПМИД 22496753 .
- ^ «Гидротермальные источники» . Морское общество Австралии . Проверено 28 декабря 2014 г.
- ^ Кадар Э., Коста В., Сантос Р.С., Пауэлл Дж.Дж. (июль 2006 г.). «Тканевое распределение микроэссенциальных металлов в жерловых двустворчатых моллюсках Bathymodiolus azoricus и связанных с ними организмах (эндосимбионтных бактериях и паразитических полихетах) из геохимически различных жерл Срединно-Атлантического хребта». Журнал морских исследований . 56 (1): 45–52. Бибкод : 2006JSR....56...45K . дои : 10.1016/j.seares.2006.01.002 .
- ^ Биотехнология для управления окружающей средой и восстановления ресурсов . Спрингер. 2013. с. 179. ИСБН 978-81-322-0876-1 .
- ^ Калениченко Дмитрий; Ле Брис, Надин; Дадальо, Летиция; Перу, Эрван; Бессерер, Арно; Галанд, Пьер Э. (февраль 2018 г.). «Только бактерии создают химическую основу хемосинтетической экосистемы опадающих деревьев в глубоководных водах» . Журнал ISME . 12 (2): 367–379. дои : 10.1038/ismej.2017.163 . ISSN 1751-7370 . ПМК 5776450 . ПМИД 28984846 .
- ^ Брейзинг, Коринна; Митчелл, Джессика; Делани, Дженнифер; Сильва, Шон П.; Зивальд, Джеффри С.; Гиргис, Питер Р.; Бейнарт, Роксана А. (октябрь 2020 г.). «Физиологическая динамика хемосинтетических симбионтов гидротермальных улиток» . Журнал ISME . 14 (10): 2568–2579. дои : 10.1038/s41396-020-0707-2 . ISSN 1751-7370 . ПМЦ 7490688 . ПМИД 32616905 .
- ^ Сильверстайн, Тодд П. (1 марта 2011 г.). «Окисление и восстановление: слишком много определений?» . Журнал химического образования . 88 (3): 279–281. Бибкод : 2011JChEd..88..279S . дои : 10.1021/ed100777q . ISSN 0021-9584 .
- ^ Согин, Э. Мэгги; Лейш, Николаус; Дюбилье, Николь (05.10.2020). «Хемосинтетические симбиозы» . Современная биология . 30 (19): Р1137–Р1142. дои : 10.1016/j.cub.2020.07.050 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 33022256 . S2CID 222137874 .
- ^ Теске, А. (01 января 2009 г.), «Глубоководные гидротермальные источники» , в Шехтере, Моселио (редактор), Энциклопедия микробиологии (третье издание) , Оксфорд: Academic Press, стр. 80–90, ISBN 978-0-12-373944-5 , получено 12 апреля 2023 г.
- ^ Ян, Тинтинг; Лайонс, Шон; Агилар, Кармен; Куэль, Рассел; Теске, Андреас (2011). «Микробные сообщества и хемосинтез в водах субозёрных гидротермальных источников Йеллоустонского озера» . Границы микробиологии . 2 : 130. дои : 10.3389/fmicb.2011.00130 . ISSN 1664-302X . ПМК 3116135 . ПМИД 21716640 .
- ^ Миядзаки, Дзюнъити; Икута, Тетсуро; Ватсудзи, Томо-О.; Эйб, Марк; Ямамото, Масахиро; Накагава, Сатоши; Такаки, Ёсихиро; Накамура, Кентаро; Такай, Кен (май 2020 г.). «Двойной энергетический метаболизм эндосимбионта Campylobacterota у хемосинтетической улитки Alviniconcha marisindica» . Журнал ISME . 14 (5): 1273–1289. дои : 10.1038/s41396-020-0605-7 . ISSN 1751-7370 . ПМЦ 7174374 . ПМИД 32051527 .
- ^ Пурпурные фототрофные бактерии . Хантер, К. Нил. Дордрехт: Спрингер. 2009. ISBN 978-1-4020-8814-8 . OCLC 304494953 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )