FOTOTROFI: CARATTERISTICHE E CLASSIFICAZIONE - BIOLOGIA - 2025

I fototrofici sono microrganismi che ottengono energia chimica utilizzando la luce solare (energia luminosa). Si dividono in fotoautotrofi e fotoeterotrofi in base alla fonte di carbonio che utilizzano.

I fotoautotrofi sono quelli che utilizzano la luce solare come fonte di energia e utilizzano la CO2 come principale fonte di carbonio. Mentre i fotoeterotrofi usano anche la luce come fonte di energia, ma usano composti organici come fonte di carbonio.

Filamenti di cianobatteri genere Lyngbya (batteri ossigenati di tipo fotosintetico)

Questi batteri svolgono un ruolo fondamentale nell'ecologia microbica, soprattutto nei cicli biogeochimici dello zolfo e del carbonio, sfruttando al meglio le diverse forme in cui questi elementi si trovano in natura.

Oltre alla suddetta classificazione sono anche suddivisi in fototrofi ossigenati e fototrofi anossigenici. I cianobatteri sono noti come fototrofi ossigenati, mentre quelli anossigenici includono batteri rossi e verdi (sulfurei e non sulfurei).

I solforosi sono generalmente fotolitoautotrofi, sebbene alcuni possano crescere fotoorganoeterotrofi, ma richiedono comunque piccole quantità di H ₂ S, mentre i non solforosi sono fotoeterotrofi.

D'altra parte, la maggior parte dei batteri sulfurei sono anaerobici, sebbene l'ossigeno non sia tossico per loro, semplicemente non lo usano.

Nel caso di batteri non solforati, sono generalmente aerobi facoltativi, a seconda delle condizioni, cioè se c'è luce e anaerobiosi, il processo da compiere sarà la fotosintesi, ma se c'è aerobiosi faranno respirazione aerobica, indipendentemente dal fatto che ci sia luce o meno.

È importante notare che il composto che cattura i fotoni di luce in questi batteri è chiamato batterioclorofilla.

caratteristiche

I diversi tipi di batteri fotosintetici sono ampiamente distribuiti negli ecosistemi acquatici, ma anche in ecosistemi terrestri con condizioni estreme come sfiati ipersalini, acidi, alcalini e idrotermali, tra gli altri.

Questi microrganismi sono stati poco studiati, a causa di alcuni inconvenienti, come la difficoltà di ottenere e conservare colture pure. Tuttavia, a questo scopo sono state ora sviluppate varie tecniche. Tra questi c'è la tecnica del piatto Pour.

Tipi di batteri fototrofici o fotosintetici

-Photrophs

I batteri fototrofici anossigenici sono un gruppo molto diversificato di microrganismi con capacità fotosintetica, che abitano le zone anaerobiche (senza ossigeno) dei sistemi acquatici principalmente, con esposizione alla luce solare.

A questo gruppo di microrganismi appartengono le seguenti famiglie: Chlorobiaceae (verdi sulfuree), Chloroflexaceae (verdi non sulfuree), Rhodospirillaceae (rosse non sulfuree), Ectothiorhodospiraceae e Chromatiaceae (entrambe rosse sulfuree).

Batteri rosso zolfo della famiglia

Sono anaerobi rigorosi, quindi usano composti derivati ​​dallo zolfo come Na ₂ S, S, tiosolfato, solfuro, idrogeno molecolare o semplici composti organici a basso peso molecolare come donatori di elettroni .

Possono avere varie morfologie, tra cui: spirale (Thiospirillum), bacilli (Chromatium), ovoidale o vibrioide (Thiopedia); sono disposti nello spazio come cellule singole o in coppia e sono mobili a causa di flagelli, scivolamenti o vacuoli gassosi.

Alcune delle sue specie contengono batterioclorofilla a e altre b. Possono anche avere pigmenti carotenoidi delle serie spiriloxantina, okenone e rodopinale. Hanno la funzione di protezione contro la fotoossidazione.

Inoltre, hanno la capacità di accumulare zolfo intracellulare.

Batteri rosso zolfo della famiglia

Questi non sono in grado di immagazzinare lo zolfo intracellulare come fanno quelli della famiglia Chromatiaceae. La loro morfologia è sotto forma di Vibrio, sono disposti in modo isolato nello spazio e sono mobili.

Questi batteri sono importanti per la loro partecipazione al ciclo del carbonio e dello zolfo e anche per servire da cibo per vari organismi acquatici.

Batteri sulfurei verdi della famiglia

Sono un gruppo di microrganismi che svolgono la fotosintesi anossigenica che abita le zone ricche di zolfo e anaerobica nei laghi.

Sono fotolitoautotrofi e anaerobici obbligati, la maggior parte sono immobili, ma alcuni possono muoversi per la presenza di flagelli.

Mentre altri contengono vescicole di gas che consentono di regolare la profondità appropriata nei laghi (aree senza ossigeno) e di ottenere anche la quantità necessaria di luce e H ₂ S.

Gli immobili vivono nei fondali dei laghi, precisamente nei fanghi fangosi ricchi di zolfo.

Il motivo per cui possono vivere a grandi profondità è grazie ai clorosomi, che consentono loro di crescere a un'intensità luminosa inferiore rispetto ai batteri rossi, e anche per la loro capacità di resistere facilmente ad alte concentrazioni di zolfo.

Presentano diverse morfologie, tra cui: bacilli dritti, cocchi e vibrioni. Sono distribuiti singolarmente o in catene e possono essere verde erba o marrone cioccolato.

Fissano la CO _2, tramite il ciclo di Krebs inverso. Oltre al genere Chlorobium (Vibrios) ci sono altri 2 generi: Pelodyction (bacilli dritti) e Prosthecochloris (Cocoides).

Batteri verdi filamentosi non solforosi della famiglia

Hanno la forma di aste dritte e sono disposte in filamenti. Il genere Chloronema ha vescicole di gas.

Fissano la CO ₂ tramite l'idrossipropionato. Si muovono facendo scorrere i loro filamenti. In relazione all'ossigeno sono facoltativi.

La maggior parte vive in laghi o sorgenti termali a temperature comprese tra 45 e 70 ° C, cioè sono termofili.

Sia il clorofesso che il cloronema sono ibridi, poiché hanno clorosomi come i batteri verdi, ma il loro centro di reazione è lo stesso di quello dei batteri rossi

Batteri rossi non solforosi della famiglia

Sono i più mutevoli in termini di metabolismo, perché pur prediligendo ambienti acquatici ricchi di sostanza organica solubile, con basse concentrazioni di ossigeno e ben illuminati, possono svolgere la fotosintesi anche in condizioni anaerobiche.

D'altra parte, possono anche crescere chemioeterotroficamente al buio, poiché sono in grado di utilizzare un ampio repertorio di composti organici come fonti di carbonio e / o di energia.

Sono mobili perché hanno un flagello polare e sono divisi dalla fissione binaria. Questi tipi di batteri sono attualmente molto utili, soprattutto in settori come la biotecnologia e la medicina.

I suoi usi più frequenti sono nei processi di biorisanamento di acqua e suoli contaminati, nella produzione di biofertilizzanti ed erbicidi, poiché è stato osservato che producono sostanze attive come la vitamina B12, l'ubiquinone e l'acido 5-aminolevulinico, tra gli altri.

Per l'isolamento di questi batteri sono necessari terreni di coltura speciali, con 30 giorni di incubazione a temperatura ambiente con intervalli di ciclo chiaro e scuro rispettivamente di 16/8, utilizzando lampade ad incandescenza (2.200 lux).

Famiglia batteri rossi non solforati

Sono bacilli diritti e mobili con un flagello polare, che si dividono per fissione binaria. Questi batteri sono facoltativi in ​​termini di ossigeno, nell'aerobiosi inibiscono la fotosintesi ma nell'anaerobiosi lo fanno.

Possono anche foto-assimilare un'ampia varietà di composti organici, come zuccheri, acidi organici, amminoacidi, alcoli, acidi grassi e composti aromatici.

Famiglia batteri rossi non solforati

Hanno morfologia ovoidale, sono mobili da flagelli peritrici e sono divisi per gemmazione. Hanno anche prosteca, cioè estensioni del citoplasma e della parete cellulare, la cui funzione è quella di aumentare la superficie del microrganismo e quindi ottenere più cibo.

Ha anche esospore (spore che si formano esternamente).

Altri generi di batteri anossigenici

Tra questi ci sono Heliobacteria, Erythrobacter e Chloroacidobacterium.

Gli eliobatteri fissano molto bene l'azoto e sono abbondanti nei terreni tropicali che forniscono questo elemento. Sono essenziali in alcuni tipi di colture, ad esempio nelle risaie.

Erythrobacter ha poca importanza.

Il cloroacidobatterio ricorda da vicino l'apparato fotosintetico dei batteri verdi sulfurei con clorosomi.

-Fotosintetico ossigenato

I cianobatteri possiedono clorofilla, carotenoidi e ficobiliproteine ​​pigmenti accessori.

I pigmenti coinvolti nelle reazioni di fotofosforilazione (conversione dell'energia luminosa in energia chimica) sono chiamati pigmenti del centro di reazione. Intorno a questi pigmenti ci sono pigmenti chiamati antenne, che agiscono come raccoglitori di luce.

In questo gruppo ci sono i cianobatteri, che sono fotoautotrofi. Tra i più importanti vi è il genere Prochlorococcus, che è l'organismo fotosintetico più abbondante e più piccolo del mondo marino.

Esiste invece il genere Synechococcus, abbondante nelle acque superficiali e, come il Prochlorococcus, fa parte del picoplancton marino.

Riferimenti

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J e Núñez-Cardona M. Isolation and Study of Phototrophic Bacteria of the Chromatiaceae Family che abitano il Golfo del Messico. III Incontro, Partecipazione delle donne alla scienza.
2. Collaboratori di Wikipedia, "Prosteca", Wikipedia, The Free Encyclopedia, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Batteri fototrofici anossigenici aerobici nell'ansa dell'Atlantico medio e nel Gyre del Pacifico settentrionale. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Wikipedia, l'enciclopedia libera. 28 aprile 2018, 20:55 UTC. 30 novembre 2018. es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. "Wikipedia, l'enciclopedia libera. 15 novembre 2018, 12:52 UTC. 30 novembre 2018, 06:16. Tratto da es.wikipedia.org
6. "Photoautotroph." Wikipedia, l'enciclopedia libera. 18 agosto 2018, 21:45 UTC. 30 novembre 2018 Tratto da es.wikipedia.org
7. González M, González N. Manual of Medical Microbiology. 2a edizione, Venezuela: Direzione dei media e delle pubblicazioni dell'Università di Carabobo; 2011.