BATTERI AUTOTROFI: CARATTERISTICHE, DIFFERENZE CON GLI ETEROTROFI ED ESEMPIO - BIOLOGIA - 2025

I batteri autotrofi sono microrganismi aventi un apparato metabolico piuttosto complesso. Questi batteri sono in grado di assimilare la materia inorganica, per trasformarla in materia organica, che poi utilizzano per realizzare le biomolecole necessarie al loro sviluppo.

Pertanto, questi tipi di microrganismi sono indipendenti e si comportano come organismi a vita libera. Non hanno bisogno di invadere altri organismi o di decomporre la materia organica morta per ottenere i nutrienti di cui hanno bisogno per sopravvivere.

Batteri autotrofi rossi e verdi. Fonte: publicdomainpictures.net

I batteri autotrofi svolgono un ruolo fondamentale nell'ecosistema, poiché forniscono la materia organica necessaria per lo sviluppo di altri esseri viventi. Cioè, svolgono funzioni vitali per il mantenimento dell'equilibrio ecologico.

Si pensa che questi organismi siano la prima forma di vita sul pianeta; E in molti ecosistemi iniziano la catena alimentare.

I batteri autotrofi si trovano in varie nicchie ecologiche. Ad esempio, neve marina fangosa, acque fresche e salate, sorgenti termali, suoli, tra gli altri, che producono materia organica.

Caratteristiche dei batteri autotrofi

A seconda del sistema metabolico utilizzato dai batteri autotrofi per prendere composti inorganici e trasformarli in composti organici, vengono classificati come fotoautotrofi o chemioautotrofi.

photoautotrophs

Gli organismi fotoautotrofi includono alghe, piante e alcuni batteri. Sono caratterizzati dall'utilizzo della luce solare come fonte di energia per eseguire il processo di trasformazione della materia inorganica in organica.

Nel caso dei batteri fotoautotrofi, questi sono a loro volta suddivisi in fotoautotrofi ossigenati e anossigenici.

Batteri fotoautotrofi ossigenati

In questo tipo di batteri, avviene il processo di fotosintesi, che consiste nel catturare l'energia solare attraverso un pigmento verde chiamato batterioclorofilla e convertirla in energia chimica.

L'energia viene utilizzata per prelevare l'anidride carbonica dall'ambiente e insieme all'acqua e ai sali minerali per produrre glucosio e ossigeno. Il glucosio viene utilizzato per i processi metabolici interni e l'ossigeno viene rilasciato all'esterno.

Batteri fotoautotrofi anossigenici

Si caratterizzano per essere batteri anaerobici, poiché non utilizzano ossigeno nel processo respiratorio, senza che questo li danneggi. Usano anche la luce solare come fonte di energia. Alcuni ossidano Fe ² in assenza di ossigeno.

chemioautotrofi

I batteri chemioautotrofi utilizzano l'energia chimica per i loro processi metabolici. Questo è ottenuto dall'ossidazione di composti inorganici, oltre all'utilizzo di CO2 come fonte di carbonio.

Gli elementi inorganici ridotti presi dall'ambiente includono idrogeno solforato, zolfo elementare, ferro ferroso, idrogeno molecolare e ammoniaca.

La loro esistenza garantisce la vita di altri esseri viventi, poiché i composti inorganici che prendono dall'ambiente sono tossici per altri microrganismi. Inoltre, i composti rilasciati dai batteri autotrofi possono essere assimilati da alcuni batteri eterotrofi.

I batteri chemioautotrofi sono molto numerosi. Generalmente vivono in ecosistemi ostili, cioè sono estremofili.

Ci sono anche altri organismi che si comportano come autotrofi ma appartengono ad altri domini. Ad esempio, il dominio Archaea (metanogeni e termoacidofili). Tuttavia, poiché non sono batteri normali, non verranno considerati in questo articolo.

I batteri autotrofi sono classificati in alofili, ossidanti e riduttori di zolfo, nitrificanti, batteri del ferro e batteri anammox.

alofili

Sono batteri in grado di resistere ad alte concentrazioni di sale. Questi batteri sono solitamente alofili severi o estremi. Vivono in ambienti marini, come il Mar Morto.

Ossidanti allo zolfo

Sono anche conosciuti come batteri solfossidanti. Questi microrganismi prendono lo zolfo inorganico dall'ambiente per ossidarlo e produrre i propri prodotti metabolici.

Cioè, catturano l'idrogeno solforato (gas odorifero) generato dalla decomposizione di composti organici che contengono solfato, effettuata da batteri eterotrofi anaerobici.

I batteri solfossidanti sono chemioautotrofi aerobici e convertono l'idrogeno solforato in zolfo elementare.

Resistono alle alte temperature, vivono in nicchie ecologiche estreme come vulcani attivi, sorgenti termali o bocche idrotermali oceaniche e in depositi di pirite (minerale di solfuro di ferro).

Batteri di ferro

Possono essere trovati in terreni ricchi di ferro, fiumi e acque sotterranee. Questi tipi di batteri assumono ioni di ferro e talvolta manganese nel loro stato ridotto e li ossidano, formando ferro o ossido di manganese.

L'ossido di ferro conferisce al substrato in cui vivono questi batteri un caratteristico colore rosso-arancio.

nitrificanti

Sono batteri responsabili dell'ossidazione dei composti azotati inorganici ridotti, come l'ammonio o l'ammoniaca, per convertirli in nitrati.

Possono essere trovati a terra, in acqua dolce e in acqua salata. Si sviluppano pienamente dove c'è un alto tasso di degradazione delle proteine, con la conseguente produzione di ammoniaca.

Batteri Anammox

Sono batteri che ossidano anaerobicamente lo ione ammonio e il nitrito e formano gas azoto.

Differenze tra batteri autotrofi ed eterotrofi

Stile di vita

Tutti i tipi di batteri autotrofi (fotoautotrofi e chemioautotrofi) sono a vita libera, caratteristica che condividono con i fotoeterotrofi, mentre i chemioeterotrofi devono ottenere i loro nutrienti parassitando organismi di un altro tipo.

D'altra parte, i batteri chemoautotrofi differiscono dai chemioeterotrofi per l'habitat in cui si sviluppano. I batteri chemioautotrofi vivono spesso in condizioni ambientali estreme, dove ossidano elementi inorganici tossici per altri microrganismi.

Al contrario, i batteri chemioeterotrofi di solito vivono all'interno di organismi superiori.

Nutrizione

I batteri autotrofi usano la materia inorganica per sintetizzare i composti organici. Hanno solo bisogno di acqua, sali inorganici e anidride carbonica come fonte di carbonio per vivere.

Mentre i batteri eterotrofi necessitano per la loro crescita e sviluppo di una fonte di carbonio da composti organici complessi già prodotti, come il glucosio.

Studio microscopico

Il conteggio dei batteri autotrofi di alcuni ecosistemi può essere eseguito utilizzando il metodo della microscopia basata sull'epifluorescenza.

Questa tecnica utilizza fluorocromi come primulina e filtri di eccitazione per la luce blu e ultravioletta. I batteri autotrofi differiscono dagli eterotrofi in quanto sono di colore blu biancastro brillante, senza mascherare l'auto-fluorescenza della batterioclorofilla, mentre gli eterotrofi non si colorano.

Produttori di malattie

I batteri autotrofi sono saprofiti e non causano malattie negli esseri umani, perché non hanno bisogno di parassitare organismi superiori per vivere.

Al contrario, i batteri che causano malattie infettive nell'uomo, negli animali e nelle piante appartengono al gruppo dei batteri eterotrofi, in particolare i chemioeterotrofi.

Esempi di specie di batteri autotrofi

Fotoautotrofi ossigenati

In questa classificazione ci sono i cianobatteri. Queste sono le uniche cellule procariotiche che eseguono la fotosintesi ossigenata.

Sono batteri acquatici, i più comuni sono i generi Prochlorococcus e Synechococcus. Entrambi fanno parte del picoplancton marino.

Sono noti anche i generi Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc e Hapalosiphon.

Fotoautotrofi anossigenici

In questa classificazione sono:

- I batteri porpora o rossi non solforosi Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Tuttavia, possono anche svilupparsi fotoeterotroficamente.

- Rosso porpora o solforoso: Chromatium wineum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Verdure non solforose: Chloroflexus e Chloronema.

- Verdure sulfuree: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

chemioautotrofi

Batteri di zolfo incolori

Esempi: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Batteri azotati

Esempi: batteri dei generi Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter e Nitrococcus.

Batteri di ferro

Esempi: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans e Leptospirilum ferroxidans.

Batteri idrogeno

Usano l'idrogeno molecolare per svolgere i loro processi vitali. Esempio Hydrogenbacteria.

Batteri Anammox

Esempi di ceppi d'acqua dolce: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Esempio di un ceppo di acqua salata: Scalindua.

Riferimenti

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