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 .
^ Jump up to: ^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] Jump up to: ^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
Общий	Абиотический компонент Абиотический стресс Поведение Биогеохимический цикл Биомасса Биотический компонент Биотический стресс Грузоподъемность Соревнование Экосистема Экосистема экология Модель экосистемы Гипотеза зеленого мира Краеугольные виды Список пищевого поведения Метаболическая теория экологии Производительность Ресурс Реставрация
Продюсеры	Автотрофы Хемосинтез Хемотрофы Виды фундамента кинетотрофы Миксотрофы Микогетеротрофия Микотроф Органотрофы Фотогетеротрофы Фотосинтез Фотосинтетическая эффективность Фототрофы Первичные группы питания Первичное производство
Потребители	Высший хищник Бактериоядное животное Хищники хемоорганотроф Собирательство Общие и специальные виды Внутригильдейское хищничество Травоядные Гетеротроф Гетеротрофное питание Насекомоядные Мезохищники Гипотеза освобождения мезохищника Всеядные Теория оптимального кормодобывания Планктоядное животное Хищничество Переключение добычи
Разрушители	Хемоорганогетеротрофия Разложение более разрушительный Детрит
Микроорганизмы	Архея Бактериофаг Литоавтотроф Литотрофия Морской Микробное сотрудничество Микробная экология Микробная пищевая сеть Микробный интеллект Микробная петля Микробный коврик Микробный метаболизм Экология фага
Пищевые сети	Биомагнификация Экологическая эффективность Экологическая пирамида Поток энергии Пищевая цепочка Трофический уровень
Примеры веб-сайтов	Озера Реки Земля Тритрофические взаимодействия в защите растений Морские пищевые сети холодные просачивания гидротермальные источники приливный леса водорослей Северо-Тихоокеанский круговорот Устье Сан-Франциско приливной бассейн
Процессы	Восхождение Биоаккумуляция Каскадный эффект Климакс сообщество Принцип конкурентного исключения Взаимодействие потребителя и ресурса Копиотрофы Доминирование Экологическая сеть Экологическая преемственность Качество энергии Язык энергетических систем f-система Коэффициент конверсии корма Кормление безумия Мезотрофная почва Питательный цикл олиготроф Парадокс планктона Трофический каскад Трофический мутуализм Индекс трофического состояния
Оборона, прилавок	Окраска животных Адаптации против хищников Камуфляж Дейматическое поведение Адаптация травоядных к защите растений Мимикрия Защита растений от травоядных Избегание хищников при стайной рыбе

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