Przejdź do głównej zawartości

Odżywianie u prokaryota - heterotrofia i autotrofia

heterotrofia, autotrofia

W jaki sposób odżywiają się bakterie? A jak robiły to miliardy lat temu? Poznaj w jaki sposób wykształciła się zdolność przyswajania składników odżywczych u najprostszych organizmów na Ziemi.




Heterotrofia


Wysoce prawdopodobnym jest, że prakomórki prokariotyczne były heterotroficzne. Heterotrofia oznacza cudzożywność. Hipoteza ta wydaje się być całkowicie słuszną, ze względu na to, że pierwotne prokaryota kształtowały się w środowisku o dużej dostępności związków organicznych. Substancje te powstawały wówczas w oceanach samorzutnie, a organizmy prokariotyczne mogły wchłaniać je wprost przez ścianę i błonę komórkową. Jeżeli składniki pokarmowe były zbyt duże by pokonać taką drogę przyswajania, prokaryota wydzielały na zewnątrz enzymy trawienne, by rozłożyć potrzebne substancje do cząstek o rozmiarach umożliwiających wchłonięcie.
Opisany sposób odżywiania jest charakterystyczny także dla prokariotów naszych czasów. Są to bakterie glebowe oraz żyjące w wodzie. Rozkładają one w ten sposób szczątki martwych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Ze względu na różnorodność pokarmu, jaki bakterie trawią, dokonano pewnej klasyfikacji. Prokarioty heterotroficzne podzielono więc na:
  • prototrofy - bakterie, które odżywiając się pobierają kilka, a nawet wyłącznie jeden prosty związek organiczny;
  • auksotrofy - bakterie, które muszą pobierać bardziej złożone związki, np. aminokwasy, czy witaminy.
prototrofia, auksotrofia
Rys.1. Sposoby odżywiania u prokaryota

Autotrofia

W czasach formowania prakomórek wraz ze zwiększającą się liczbą organizmów na Ziemi, zaczęło brakować dostępnych, wolnych związków organicznych. Stąd niektóre komórki (Rys. 1.), by przetrwać, wykształciły nowy sposób odżywania, autotrofię. Autotrofia, czyli samożywność, polega na syntezie, a więc wytwarzaniu złożonych związków organicznych z prostych związków nieorganicznych. 
Przypuszczalnie pierwsze procesy, o których mowa, czerpały energię z egzoenergetycznych reakcji chemicznych, co oznacza, że opierały się na chemosyntezie. Obecnie z chemosyntezy korzystają bakterie nitryfikacyjne, a najbardziej znane z nich to: Nitrobacter i Nitrosomonas. Bakterie z rodzaju Nitrobacter utleniają sole kwasu azotowego III do soli kwasu azotowego V. Natomiast te z rodzaju Nitrosomonas utleniają amoniak do soli kwasu azotowego III. Ponadto chemosynteza występuje także u bakterii żelazowych i siarkowych.

U części prokaryotów wykształcił się również inny rodzaj autotrofii. Synteza mogła być przeprowadzana u tych organizmów dzięki pozyskiwaniu energii świetlnej. Proces odpowiadający za te przemiany nazwano fotosyntezą. Niezbędnym elementem maszynerii odpowiadającym za fotosyntezę u bakterii był bakteriochlorofil. Barwnik ten występuje obecnie u bakterii purpurowych, jednych  z organizmów fotoautotroficznych.

2,8 mld lat temu pojawił się inny rodzaj chlorofilu, czyli chlorofil a. Był on i jest nadal charakterystycznym dla sinic, zwanych inaczej cyjanobakteriami. Od bakteriochlorofilu odróżnia go większa wydajność przeprowadzanego procesu fotosyntezy.
chlorofil
Rys. 2. Uproszczona reakcja fotosyntezy.

Dzięki wytworzeniu fotosyntezy donorem wodoru do syntezy cukrów stała się woda. Produktem ubocznym natomiast został tlen cząsteczkowy (Rys. 2), który z czasem coraz częściej uwalniany był do otoczenia przez organizmy prokariotyczne. To natomiast świadczy o słuszności hipotezy głoszącej, że 2 mld lat temu doprowadziło to do zmiany składu atmosfery kuli ziemskiej. 




Opracowanie: 





Źródło:
Balesrstet J, Sabath K (2001) Podstawy ewolucjonizmu. Operon. 


Photos Selected by freepik & biostrefa.net 

Komentarze

Popularne posty z tego bloga

Spermatogeneza + Schemat przebiegu spermatogenezy

Spermatogeneza Definicja procesu Spermatogeneza jest procesem przebiegającym w gonadach osobnika męskiego. Ma on na celu wytworzenie męskich komórek rozrodczych – plemników . Przebieg spermatogenezy ryc. 1. Schemat przebiegu spermatogenezy Podstawą do rozpoczęcia spermatogenezy są pierwotne komórki płciowe zwane też  komórkami prapłciowymi (gonocyty) .  Zawartość materiału genetycznego w tych komórkach to 2n. W stadium płodowym komórki te dzielą się mitotycznie, zwiększając swoją liczbę. Część degeneruje, cześć przechodzi do spoczynku (stadium prespermatogonialne). Ok. 3 miesiąca życia z komórek prapłciowych tworzą się spermatogonia , z których powstają natomiast  spermatocyty I rzędu  – największe komórki ( 3-4 rok życia ). Te ostatnie to komórki z ilością materiału genetycznego 2n, powstałe również w wyniku podziałów mitotycznych. Wydarzenia te są etapem nazywanym  spermatogoniogenezą . Po niej następuje kolejny,  spermatocytogeneza . Rozpoczyna się

Rozmnażanie storczyków - keiki

Storczyki wytwarzają nasiona, jednak ich wysiew i otrzymywanie dorosłej rośliny jest czasochłonne i nie zawsze skuteczne. 

Bluszcz - roślina w kulturze, sztuce, religii

Bluszcz pospolity ( Hedera helix L . ) jest gatunkiem zwanym wiecznie zielonym pnączem. Hedera helix L. należy do rodziny araliowatych ( Araliaceae ) i jest jedynym jej przedstawicielem w polskiej florze. Stanowi on również jedyne polskie pnącze o liściach zimotrwałych. Siedliska posiada on w lasach całej Polski. Podlega on jednak ochronie prawnej, mimo że jest gatunkiem inwazyjnym. Występuje on w całej Europie i Azji Mniejszej.

Aparaty szparkowe

Aparat szparkowy to niezwykle ważny element funkcjonalny rośliny. 

Ajoloty, czyli „węże z łapkami”

Co wyjdzie ze skrzyżowania węża, kreta i dżdżownicy? Komisja etyczna ds. nauki tym się nie zainteresuje, bo coś takiego już istnieje w naturze. W Meksyku żyją 4 endemiczne gatunki gadów z rodziny Bipedidae, przypominające węże z krecimi łapkami.