كائن حي هوائي

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يمكن التمييز بين البكتيريا الهوائية واللاهوائية عن طريق زراعتها في أنابيب اختبار تحتوي على مرق ثيوغليكولات : 1- البكتيريا الهوائية الإجبارية : تحتاج إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس اللاهوائي. تتجمع هذه البكتيريا في الجزء العلوي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أعلى. 2- البكتيريا اللاهوائية الإجبارية : تتسمم هذه البكتيريا بالأكسجين، لذا تتجمع في الجزء السفلي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أدنى. 3- البكتيريا اللاهوائية الاختيارية : يمكنها النمو بوجود الأكسجين أو بدونه لأنها تستطيع استقلاب الطاقة هوائياً أو لاهوائياً. تتجمع هذه البكتيريا في الغالب في الجزء العلوي من الأنبوب لأن التنفس الهوائي يُنتج كمية أكبر من جزيئات ATP مقارنةً بالتخمر أو التنفس اللاهوائي. 4- البكتيريا المحبة للأكسجين بكميات قليلة: تحتاج إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس اللاهوائي. ومع ذلك، فإنها تتسمم بتركيزات الأكسجين العالية. تتجمع هذه البكتيريا في الجزء العلوي من أنبوب الاختبار، ولكن ليس في قمته. 5- الكائنات الحية المتحملة للأكسجين : لا تحتاج إلى الأكسجين لأنها تستقلب الطاقة لاهوائياً. وعلى عكس البكتيريا اللاهوائية الإجبارية، فإنها لا تتسمم بالأكسجين. ويمكن العثور عليها منتشرة بالتساوي في جميع أنحاء أنبوب الاختبار.

الكائن الهوائي هو كائن حي قادر على البقاء والنمو في بيئة غنية بالأكسجين . [ 1 ] قد تُفيد القدرة على التنفس الهوائي الكائنَ الهوائي، إذ يُنتج التنفس الهوائي طاقةً أكبر من التنفس اللاهوائي. [ 2 ] يتضمن إنتاج الطاقة في الخلية تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) بواسطة إنزيم يُسمى سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات . في التنفس الهوائي، يرتبط سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات بسلسلة نقل الإلكترون، حيث يعمل الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترونات. [ 3 ] في يوليو 2020، أفاد علماء الأحياء البحرية بالعثور على كائنات دقيقة هوائية (بشكل رئيسي)، في حالة " شبه سبات "، في رواسب فقيرة بالمواد العضوية ، يصل عمرها إلى 101.5 مليون سنة، على عمق 250 قدمًا تحت قاع البحر في دوامة جنوب المحيط الهادئ (SPG) ("أكثر المناطق سكونًا في المحيط")، وقد تكون هذه الكائنات أطول أشكال الحياة عمرًا على الإطلاق. [ 4 ] [ 5 ]

الأنواع

عندما يكون الكائن الحي قادرًا على البقاء في بيئات تحتوي على الأكسجين وبيئات لاهوائية، يمكن استخدام تأثير باستور للتمييز بين الكائنات اللاهوائية الاختيارية والكائنات المتحملة للأكسجين. إذا كان الكائن الحي يستخدم التخمر في بيئة لاهوائية، فإن إضافة الأكسجين ستؤدي إلى توقف التخمر لدى الكائنات اللاهوائية الاختيارية وبدئها في استخدام الأكسجين للتنفس. أما الكائنات المتحملة للأكسجين، فيجب أن تستمر في التخمر في وجود الأكسجين. تنمو الكائنات اللاهوائية الاختيارية في كل من البيئات الغنية بالأكسجين والبيئات الخالية منه.

التنفس الهوائي

تستخدم الكائنات الهوائية عملية تسمى التنفس الهوائي لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) والفوسفات. ويتأكسد الجلوكوز (وهو سكر أحادي ) لتوفير الطاقة لسلسلة نقل الإلكترون: [ 8 ]

هذه المعادلة هي ملخص لما يحدث في ثلاث سلاسل من التفاعلات الكيميائية الحيوية: تحلل الجلوكوز ، ودورة كريبس (المعروفة أيضًا باسم دورة حمض الستريك )، والفسفرة التأكسدية .

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 فوسفات → 6 CO₂ + 44 H₂O + 38 ATP

في عملية الفسفرة التأكسدية، يُصنّع الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) ومجموعة فوسفات باستخدام إنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. ويستمد هذا الإنزيم طاقته من قوة دافعة بروتونية ناتجة عن الطاقة المتولدة من سلسلة نقل الإلكترون. أيون الهيدروجين (H + ) يحمل شحنة موجبة، وإذا ما فصلته غشاء خلوي، فإنه يُحدث فرقًا في الشحنة بين داخل الغشاء وخارجه. تحدث الفسفرة التأكسدية في ميتوكوندريا حقيقيات النوى . [ 3 ]

يحتاج التنفس الهوائي إلى الأكسجين (O2 ) لأنه يعمل كمستقبل نهائي للإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون في بدائيات النوى. ويتم اختزال الأكسجين الجزيئي إلى ماء في هذه العملية. [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "هوائي" في قاموس دورلاند الطبي
  2. ↑ كرونيك، بي إم، وسوسا توريس، إم إي، محرران. (2021). المعادن، والميكروبات، والمعادن - الجانب البيوجيوكيميائي للحياة (  الطبعة الأولى). برلين: دي جرويتر جي إم بي إتش وشركاه كي جي. رقم ISBN 978-3-11-058890-3. OCLC 1201187551 . 
  3. 1 2 موريللي إيه إم، رافيرا إس، بانفولي آي (أكتوبر 2020). "تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ( ATP) الهوائي في الميتوكوندريا من منظور شامل" . علم الأحياء المفتوح . 10 (10) 200224. doi : 10.1098/rsob.200224 . PMC 7653358. PMID 33081639 .  
  4. ↑ وو كي جيه (28 يوليو 2020). "ربما نجت هذه الميكروبات 100 مليون سنة تحت قاع البحر - بعد إنقاذها من بيئاتها الباردة والضيقة والفقيرة بالمغذيات، استيقظت البكتيريا في المختبر ونمت" . صحيفة نيويورك تايمز . تاريخ الاطلاع: 31 يوليو 2020 .
  5. ↑ مورونو واي، إيتو إم، هوشينو تي، تيرادا تي، هوري تي، إيكيهارا إم، وآخرون (يوليو 2020). "استمرار الحياة الميكروبية الهوائية في الرواسب البحرية المؤكسدة التي يصل عمرها إلى 101.5 مليون سنة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 11 (1) 3626. Bibcode : 2020NatCo..11.3626M . doi : 10.1038/ s41467-020-17330-1 . PMC 7387439. PMID 32724059 .   
  6. 1 2 3 تودار ك. "تغذية ونمو البكتيريا". كتاب تودار الإلكتروني في علم البكتيريا . ص 4. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يوليو 2016 . 
  7. ↑ هينتجيس دي جيه (1996). "17: اللاهوائيات: الخصائص العامة". في بارون إس (محرر). علم الأحياء الدقيقة الطبية ( الطبعة الرابعة). جالفستون، تكساس: الفرع الطبي لجامعة تكساس في جالفستون. ISBN  978-0-9631172-1-2PMID 21413255. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يوليو 2016 . 
  8. ↑ تشوهان، بي إس (2008). مبادئ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية . منشورات لاكشمي. ص 530. ISBN  978-81-318-0322-6.
  9. ↑ بوريسوف، فيتالي ب.؛ فيرخوفسكي، مايكل إ. (23 أكتوبر 2015). ستيوارت، فالي (محرر). "الأكسجين كمستقبل" . إيكوسال بلس . 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. doi : 10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015 . ISSN 2324-6200 . PMC 11575855. PMID 26734697 .