كيميائي التغذية
الكائن الحي الكيميائي التغذية هو كائن حي يحصل على الطاقة من خلال أكسدة مانحي الإلكترونات في بيئاته. [1] يمكن أن تكون هذه الجزيئات عضوية ( كيميائية عضوية التغذية ) أو غير عضوية ( كيميائية حجرية التغذية ). تسمية الكائن الحي الكيميائي التغذية هي على النقيض من الكائنات الضوئية التغذية ، والتي تستخدم الفوتونات. يمكن أن تكون الكائنات الكيميائية التغذية ذاتية التغذية أو غير ذاتية التغذية . يمكن العثور على الكائنات الكيميائية التغذية في المناطق التي يوجد بها مانحي الإلكترونات بتركيز عالٍ، على سبيل المثال حول الفتحات الحرارية المائية .
ذاتية التغذية الكيميائية
الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية هي كائنات ذاتية التغذية يمكنها الاعتماد على التخليق الكيميائي ، أي استخلاص الطاقة البيولوجية من التفاعلات الكيميائية للركائز غير العضوية البيئية وتخليق جميع المركبات العضوية الضرورية من ثاني أكسيد الكربون . يمكن للكائنات ذاتية التغذية الكيميائية استخدام مصادر الطاقة غير العضوية مثل كبريتيد الهيدروجين والكبريت العنصري والحديد الثنائي والهيدروجين الجزيئي والأمونيا أو المصادر العضوية لإنتاج الطاقة. معظم الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية هي كائنات بدائية متطرفة أو بكتيريا أو عتائق تعيش في بيئات معادية (مثل فتحات أعماق البحار ) وهي المنتجون الأساسيون في مثل هذه النظم البيئية . تنقسم الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية عمومًا إلى عدة مجموعات: الميثانوجينات ومؤكسدات ومختزلات الكبريت والنترتات والبكتيريا الأناموكس والمحبة للحمض الحراري . ومن الأمثلة على أحد هذه الكائنات بدائية النواة السلفولوبس . يمكن أن يكون نمو الكائنات الحية الدقيقة الكيميائية سريعًا بشكل كبير، مثل Hydrogenovibrio crunogenus مع وقت مضاعفة يبلغ حوالي ساعة واحدة. [2] [3]
تم صياغة مصطلح "التخليق الكيميائي" في عام 1897 بواسطة فيلهلم فيفر ، وقد تم تعريفه في الأصل على أنه إنتاج الطاقة عن طريق أكسدة المواد غير العضوية بالاشتراك مع التغذية الذاتية - ما يسمى اليوم بالتغذية الكيميائية العضوية . في وقت لاحق، سيشمل المصطلح أيضًا التغذية الكيميائية العضوية ، أي أنه يمكن اعتباره مرادفًا للتغذية الكيميائية الذاتية. [4] [5]
كائنات كيميائية غيرية التغذية
لا تستطيع الكائنات غيرية التغذية الكيميائية (أو الكائنات غيرية التغذية الكيميائية) تثبيت الكربون لتكوين مركباتها العضوية. يمكن أن تكون الكائنات غيرية التغذية كيميائية حجرية، تستخدم مصادر الإلكترون غير العضوية مثل الكبريت، أو بشكل أكثر شيوعًا، كائنات غيرية التغذية كيميائية عضوية، تستخدم مصادر الإلكترون العضوية مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات . [ 6 ] [ 7] [8] [9] معظم الحيوانات والفطريات هي أمثلة على الكائنات غيرية التغذية الكيميائية ، وكذلك الكائنات المحبة للملوحة .
البكتيريا المؤكسدة للحديد والمنجنيز
البكتيريا المؤكسدة للحديد هي بكتيريا كيميائية التغذية تستمد الطاقة من أكسدة الحديد المذاب . ومن المعروف أنها تنمو وتتكاثر في المياه التي تحتوي على تركيزات حديد تصل إلى 0.1 مجم/لتر. ومع ذلك، هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 0.3 جزء في المليون من الأكسجين المذاب لإجراء الأكسدة . [10]
للحديد العديد من الأدوار الموجودة في علم الأحياء والتي لا تتعلق بتفاعلات الأكسدة والاختزال ؛ ومن الأمثلة على ذلك بروتينات الحديد والكبريت والهيموجلوبين ومجمعات التنسيق . ينتشر الحديد على نطاق واسع عالميًا ويعتبر من أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض والتربة والرواسب. [11] الحديد عنصر نادر في البيئات البحرية . [11] ربما يكون دوره كمتبرع للإلكترون لبعض الكائنات الحية الكيموحيوية قديمًا جدًا. [12]
انظر أيضا
- التخليق الكيميائي
- ليثوتروف
- مشروع RISE – رحلة استكشافية اكتشفت مجتمعات تنفيس ذات درجات حرارة عالية
ملحوظات
- ^ تشانج، كينيث (12 سبتمبر 2016). "رؤى الحياة على المريخ في أعماق الأرض". نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2016 .
- ^ دوبرينسكي، كيه بي (2005). "آلية تركيز الكربون في الفتحة الحرارية المائية للبكتيريا ذاتية التغذية الكيميائية ثيوميكروسبيرا كرونوجينا". مجلة علم البكتيريا . 187 (16): 5761-5766. doi :10.1128/JB.187.16.5761-5766.2005. PMC 1196061. PMID 16077123 .
- ^ ريتش بودن، كاثلين م. سكوت، ج. ويليامز، س. راسل، ك. أنتونين، ألكسندر دبليو راي، لي ب. هوت (يونيو 2017). "تقييم ثيوميكروسبيرا وهيدروجينوفيبريو وثيوالكاليميكروبيوم: إعادة تصنيف أربعة أنواع من ثيوميكروسبيرا إلى كل من ثيوميكرورابدوس جين. نوف وهيدروجينوفيبريو، وإعادة تصنيف جميع الأنواع الأربعة من ثيوالكاليميكروبيوم إلى ثيوميكروسبيرا". المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري . 67 (5): 1140-1151. doi : 10.1099/ijsem.0.001855 . hdl : 10026.1/8374 . PMID 28581925.
{{cite journal}}:CS1 maint: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( الرابط ) - ^ كيلي، دي بي؛ وود، إيه بي (2006). "الكائنات البدائية النوى التي تتغذى على الكيموليت". الكائنات البدائية النوى. نيويورك: سبرينغر. ص. 441-456. doi :10.1007/0-387-30742-7_15. ISBN 978-0-387-25492-0.
- ^ Schlegel, HG (1975). "Mechanisms of Chemo-Autotrophy" (PDF) . في Kinne, O. (محرر). علم البيئة البحرية . المجلد 2، الجزء الأول. ص 9-60. ISBN 0-471-48004-5.
- ^ ديفيس ، ماكنزي ليو. وآخرون. (2004). مبادئ الهندسة البيئية والعلوم. 清华大学出版社. ص. 133. ردمك 978-7-302-09724-2.
- ^ لينجيلر ، جوزيف دبليو. درو، جيرهارت. شليغل، هانز غونتر (1999). بيولوجيا بدائيات النوى. جورج ثيم دار نشر. ص. 238. ردمك 978-3-13-108411-8.
- ^ دوركين، مارتن (2006). بدائيات النوى: علم وظائف الأعضاء البيئية والكيمياء الحيوية (الطبعة الثالثة). سبرينغر. ص 989. رقم ISBN 978-0-387-25492-0.
- ^ Bergey, David Hendricks; Holt, John G. (1994). Bergey's manual of determinative bacteriology (9th ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ص. 427. ISBN 978-0-683-00603-2.
- ^ Banci, L., ed. (2013). Metallomics and the cell. Dordrecht: Springer. ISBN 978-94-007-5561-1. OCLC 841263185.
- ^ ab Madigan, Michael T.; Martinko, John M.; Stahl, David A.; Clark, David P. (2012). Brock biology of microorganisms (13th ed.). Boston: Benjamim Cummings. p. 1155. ISBN 978-0-321-64963-8.
- ^ Bruslind, Linda (2019-08-01). "الكيمياء الحيوية واستقلاب النيتروجين". علم الأحياء الدقيقة العام.
مراجع
1. كاترينا إدواردز. علم الأحياء الدقيقة لبركة الرواسب والجانب السفلي من التلال الشابة والباردة والنشطة هيدرولوجياً . مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات.
2. مسارات الأكسدة الضوئية والإنزيمية المقترنة لـ Mn(II) لبكتيريا شبيهة ببكتيريا الورد العوالقية كولين م. هانسل وكريس أ. فرانسيس* قسم العلوم الجيولوجية والبيئية، جامعة ستانفورد، ستانفورد، كاليفورنيا 94305-2115 تم الاستلام في 28 سبتمبر 2005/ تم القبول في 17 فبراير 2006
