Хемотроф

Хемотроф Греческие слова «хемо» (означают «химическое вещество») и «троф» (означают « питание») — это организм, который получает энергию путем окисления в доноров электронов окружающей среде. ^{[ 1 ]} Эти молекулы могут быть органическими ( хемоорганотрофы ) или неорганическими ( хемолитотрофы ). Обозначение хемотрофов отличается от фототрофов , которые используют фотоны. Хемотрофы могут быть автотрофными и гетеротрофными . Хемотрофов можно найти в районах, где доноры электронов присутствуют в высокой концентрации, например, вокруг гидротермальных источников .

Хемоавтотроф

Хемоавтотрофы — автотрофные организмы, способные использовать хемосинтез , т. е. получать биологическую энергию из химических реакций окружающей среды неорганических субстратов и синтезировать все необходимые органические соединения из углекислого газа . Хемоавтотрофы могут использовать неорганические источники энергии, такие как сероводород , элементарная сера , двухвалентное железо , молекулярный водород и аммиак , или органические источники для производства энергии. Большинство хемоавтотрофов представляют собой прокариотические экстремофилы , бактерии или археи , которые живут в агрессивной среде (например, в глубоководных жерлах ) и являются основными продуцентами в таких экосистемах . Хемоавтотрофы обычно делятся на несколько групп: метаногены , серы окислители и восстановители , нитрификаторы , анаммокс- бактерии и термоацидофилы . Примером одного из таких прокариот может быть Sulfolobus . Хемолитотрофный рост может быть очень быстрым, как у Hydrogenovibrio crunogenus которого , время удвоения составляет около одного часа. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Термин «хемосинтез», введенный в 1897 году Вильгельмом Пфеффером , первоначально определялся как производство энергии путем окисления неорганических веществ в сочетании с автотрофией — то, что сегодня будет называться хемолитоавтотрофией . Позже в этот термин войдут и хемоорганоавтотрофия , то есть его можно рассматривать как синоним хемоавтотрофии. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Хемогетеротроф

Хемогетеротрофы (или хемотрофные гетеротрофы) не способны связывать углерод с образованием собственных органических соединений. Хемогетеротрофы могут быть хемолитогетеротрофами, использующими неорганические источники электронов, такие как сера, или, что гораздо чаще, хемоорганогетеротрофами, использующими органические источники электронов, такие как углеводы , липиды и белки . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Большинство животных и грибов являются примерами хемогетеротрофов, как и галофилы .

Бактерии, окисляющие железо и марганец

Железоокисляющие бактерии — хемотрофные бактерии , которые получают энергию за счет окисления растворенного двухвалентного железа . Известно, что они растут и размножаются в водах, содержащих железо в концентрации всего 0,1 мг/л. по меньшей мере 0,3 ppm растворенного кислорода . Однако для проведения окисления необходимо ^{[ 10 ]}

Железо играет множество ролей в биологии, не связанных с окислительно-восстановительными реакциями; примеры включают белки железо-сера , гемоглобин и координационные комплексы . Железо имеет широкое распространение по всему миру и считается одним из наиболее распространенных в земной коре, почве и отложениях. ^{[ 11 ]} Железо является микроэлементом в морской среде . ^{[ 11 ]} Его роль донора электронов для некоторых хемолитотрофов , вероятно, очень древняя. ^{[ 12 ]}

См. также

Хемосинтез
Литотроф
Проект RISE - экспедиция, обнаружившая высокотемпературные жерла.

Примечания

^ Чанг, Кеннет (12 сентября 2016 г.). «Видения жизни на Марсе в глубинах Земли» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 сентября 2016 г.
^ Добринский, КП (2005). «Механизм концентрации углерода гидротермального источника хемолитоавтотрофа Thiomicrospira crunogena» . Журнал бактериологии . 187 (16): 5761–5766. дои : 10.1128/JB.187.16.5761-5766.2005 . ПМК 1196061 . ПМИД 16077123 .
^ Рич Боден, Кэтлин М. Скотт, Дж. Уильямс, С. Рассел, К. Антонен, Александр В. Рэй, Ли П. Хатт (июнь 2017 г.). «Оценка Thiomicrospira , Hydrogenovibrio и Thioalkalimicrobium : реклассификация четырех видов Thiomicrospira в каждый Thiomicrorhabdus gen. nov. и Hydrogenovibrio , а также реклассификация всех четырех видов Thioalkalimicrobium в Thiomicrospira » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 67 (5): 1140–1151. дои : 10.1099/ijsem.0.001855 . hdl : 10026.1/8374 . ПМИД 28581925 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Келли, ДП; Вуд, AP (2006). «Хемолитотрофные прокариоты» . Прокариоты . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 441–456. дои : 10.1007/0-387-30742-7_15 . ISBN 978-0-387-25492-0 .
^ Шлегель, Х.Г. (1975). «Механизмы химиоавтотрофии» (PDF) . Ин Кинне, О. (ред.). Морская экология . Том. 2, Часть I. С. 9–60. ISBN 0-471-48004-5 .
^ Дэвис, Маккензи Лео и др. (2004). Принципы экологической инженерии и науки . Издательство Университета Цинхуа, стр. 133 . 978-7-302-09724-2 .
^ Ленгелер, Джозеф В.; Дрюс, Герхарт; Шлегель, Ганс Гюнтер (1999). Биология прокариотов . Издательство Георга Тиме. п. 238. ИСБН 978-3-13-108411-8 .
^ Дворкин, Мартин (2006). Прокариоты: экофизиология и биохимия (3-е изд.). Спрингер. п. 989. ИСБН 978-0-387-25492-0 .
^ Берги, Дэвид Хендрикс; Холт, Джон Г. (1994). Руководство Берджи по детерминирующей бактериологии (9-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 427. ИСБН 978-0-683-00603-2 .
^ Банки, Л., изд. (2013). Металломика и клетка . Дордрехт: Спрингер. ISBN 978-94-007-5561-1 . OCLC 841263185 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Мэдиган, Майкл Т.; Мартинко, Джон М.; Шталь, Дэвид А.; Кларк, Дэвид П. (2012). Брока биология микроорганизмов (13-е изд.). Бостон: Бенджамим Каммингс. п. 1155. ИСБН 978-0-321-64963-8 .
^ Бруслинд, Линда (01 августа 2019 г.). «Хемолитотрофия и азотистый обмен». Общая микробиология .

Ссылки

1. Катрина Эдвардс. Микробиология отстойника и подстилающего молодого холодного гидрологически активного склона хребта . Океанографический институт Вудс-Хоул.

2. Совместные фотохимические и ферментативные пути окисления Mn(II) планктонной розеобактероподобной бактерии. Коллин М. Гензель и Крис А. Фрэнсис* Департамент геологии и наук об окружающей среде, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния 94305-2115 Поступила 28 сентября 2005 г. / Принята 17 февраля 2006 г.

[NYT-20160912-1] Чанг, Кеннет (12 сентября 2016 г.). «Видения жизни на Марсе в глубинах Земли» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 сентября 2016 г.

[2] Добринский, КП (2005). «Механизм концентрации углерода гидротермального источника хемолитоавтотрофа Thiomicrospira crunogena» . Журнал бактериологии . 187 (16): 5761–5766. дои : 10.1128/JB.187.16.5761-5766.2005 . ПМК 1196061 . ПМИД 16077123 .

[boden-3] Рич Боден, Кэтлин М. Скотт, Дж. Уильямс, С. Рассел, К. Антонен, Александр В. Рэй, Ли П. Хатт (июнь 2017 г.). «Оценка Thiomicrospira , Hydrogenovibrio и Thioalkalimicrobium : реклассификация четырех видов Thiomicrospira в каждый Thiomicrorhabdus gen. nov. и Hydrogenovibrio , а также реклассификация всех четырех видов Thioalkalimicrobium в Thiomicrospira » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 67 (5): 1140–1151. дои : 10.1099/ijsem.0.001855 . hdl : 10026.1/8374 . ПМИД 28581925 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[4] Келли, ДП; Вуд, AP (2006). «Хемолитотрофные прокариоты» . Прокариоты . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 441–456. дои : 10.1007/0-387-30742-7_15 . ISBN 978-0-387-25492-0 .

[5] Шлегель, Х.Г. (1975). «Механизмы химиоавтотрофии» (PDF) . Ин Кинне, О. (ред.). Морская экология . Том. 2, Часть I. С. 9–60. ISBN 0-471-48004-5 .

[6] Дэвис, Маккензи Лео и др. (2004). Принципы экологической инженерии и науки . Издательство Университета Цинхуа, стр. 133 . 978-7-302-09724-2 .

[7] Ленгелер, Джозеф В.; Дрюс, Герхарт; Шлегель, Ганс Гюнтер (1999). Биология прокариотов . Издательство Георга Тиме. п. 238. ИСБН 978-3-13-108411-8 .

[8] Дворкин, Мартин (2006). Прокариоты: экофизиология и биохимия (3-е изд.). Спрингер. п. 989. ИСБН 978-0-387-25492-0 .

[9] Берги, Дэвид Хендрикс; Холт, Джон Г. (1994). Руководство Берджи по детерминирующей бактериологии (9-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 427. ИСБН 978-0-683-00603-2 .

[10] Банки, Л., изд. (2013). Металломика и клетка . Дордрехт: Спрингер. ISBN 978-94-007-5561-1 . OCLC 841263185 .

[Madigan-11] Перейти обратно: ^а ^б Мэдиган, Майкл Т.; Мартинко, Джон М.; Шталь, Дэвид А.; Кларк, Дэвид П. (2012). Брока биология микроорганизмов (13-е изд.). Бостон: Бенджамим Каммингс. п. 1155. ИСБН 978-0-321-64963-8 .

[12] Бруслинд, Линда (01 августа 2019 г.). «Хемолитотрофия и азотистый обмен». Общая микробиология .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

v т и Экология : Моделирование экосистем : Трофические компоненты
General	Abiotic component Abiotic stress Behaviour Biogeochemical cycle Biomass Biotic component Biotic stress Carrying capacity Competition Ecosystem Ecosystem ecology Ecosystem model Green world hypothesis Keystone species List of feeding behaviours Metabolic theory of ecology Productivity Resource Restoration
Producers	Autotrophs Chemosynthesis Chemotrophs Foundation species Kinetotrophs Mixotrophs Myco-heterotrophy Mycotroph Organotrophs Photoheterotrophs Photosynthesis Photosynthetic efficiency Phototrophs Primary nutritional groups Primary production
Consumers	Apex predator Bacterivore Carnivores Chemoorganotroph Foraging Generalist and specialist species Intraguild predation Herbivores Heterotroph Heterotrophic nutrition Insectivore Mesopredators Mesopredator release hypothesis Omnivores Optimal foraging theory Planktivore Predation Prey switching
Decomposers	Chemoorganoheterotrophy Decomposition Detritivores Detritus
Microorganisms	Archaea Bacteriophage Lithoautotroph Lithotrophy Marine Microbial cooperation Microbial ecology Microbial food web Microbial intelligence Microbial loop Microbial mat Microbial metabolism Phage ecology
Food webs	Biomagnification Ecological efficiency Ecological pyramid Energy flow Food chain Trophic level
Example webs	Lakes Rivers Soil Tritrophic interactions in plant defense Marine food webs cold seeps hydrothermal vents intertidal kelp forests North Pacific Gyre San Francisco Estuary tide pool
Processes	Ascendency Bioaccumulation Cascade effect Climax community Competitive exclusion principle Consumer–resource interactions Copiotrophs Dominance Ecological network Ecological succession Energy quality Energy systems language f-ratio Feed conversion ratio Feeding frenzy Mesotrophic soil Nutrient cycle Oligotroph Paradox of the plankton Trophic cascade Trophic mutualism Trophic state index
Defense, counter	Animal coloration Anti-predator adaptations Camouflage Deimatic behaviour Herbivore adaptations to plant defense Mimicry Plant defense against herbivory Predator avoidance in schooling fish

v т и Экология : Моделирование экосистем : Другие компоненты
Population ecology	Abundance Allee effect Consumer-resource model Depensation Ecological yield Effective population size Intraspecific competition Logistic function Malthusian growth model Maximum sustainable yield Overpopulation Overexploitation Population cycle Population dynamics Population modeling Population size Predator–prey (Lotka–Volterra) equations Recruitment Small population size Stability Resilience Resistance Random generalized Lotka–Volterra model
Species	Biodiversity Density-dependent inhibition Ecological effects of biodiversity Ecological extinction Endemic species Flagship species Gradient analysis Indicator species Introduced species Invasive species / Native species Latitudinal gradients in species diversity Minimum viable population Neutral theory Occupancy–abundance relationship Population viability analysis Priority effect Rapoport's rule Relative abundance distribution Relative species abundance Species diversity Species homogeneity Species richness Species distribution Species–area curve Umbrella species
Species interaction	Antibiosis Biological interaction Commensalism Community ecology Ecological facilitation Interspecific competition Mutualism Parasitism Storage effect Symbiosis
Spatial ecology	Biogeography Cross-boundary subsidy Ecocline Ecotone Ecotype Disturbance Edge effects Foster's rule Habitat fragmentation Ideal free distribution Intermediate disturbance hypothesis Insular biogeography Land change modeling Landscape ecology Landscape epidemiology Landscape limnology Metapopulation Patch dynamics r/K selection theory Resource selection function Source–sink dynamics
Niche	Ecological niche Ecological trap Ecosystem engineer Environmental niche modelling Guild Habitat marine habitats Limiting similarity Niche apportionment models Niche construction Niche differentiation Ontogenetic niche shift
Other networks	Assembly rules Bateman's principle Bioluminescence Ecological collapse Ecological debt Ecological deficit Ecological energetics Ecological indicator Ecological threshold Ecosystem diversity Emergence Extinction debt Kleiber's law Liebig's law of the minimum Marginal value theorem Thorson's rule Xerosere
Other	Allometry Alternative stable state Balance of nature Biological data visualization Ecological economics Ecological footprint Ecological forecasting Ecological humanities Ecological stoichiometry Ecopath Ecosystem based fisheries Endolith Evolutionary ecology Functional ecology Industrial ecology Macroecology Microecosystem Natural environment Regime shift Sexecology Systems ecology Urban ecology Theoretical ecology
Outline of ecology