Quimiotrofo
Organismos que obtienen energía mediante la oxidación de donadores de electrones en su entorno.

Un quimiotrofo es un organismo que obtiene energía mediante la oxidación de donantes de electrones en su entorno. [1] Estas moléculas pueden ser orgánicas ( quimioorganótrofos ) o inorgánicas ( quimiolitotrofos ). La designación de quimiotrofo contrasta con la de fotótrofos , que utilizan fotones. Los quimiotrofos pueden ser autótrofos o heterótrofos . Los quimiotrofos se pueden encontrar en áreas donde los donantes de electrones están presentes en alta concentración, por ejemplo, alrededor de fuentes hidrotermales .

Quimioautotrofo

Una fumarola negra en el océano Atlántico , que proporciona energía y nutrientes a los quimiótrofos.

Los quimioautótrofos son organismos autótrofos que pueden depender de la quimiosíntesis , es decir, derivar energía biológica de reacciones químicas de sustratos inorgánicos ambientales y sintetizar todos los compuestos orgánicos necesarios a partir del dióxido de carbono . Los quimioautótrofos pueden utilizar fuentes de energía inorgánicas como sulfuro de hidrógeno , azufre elemental , hierro ferroso , hidrógeno molecular y amoníaco o fuentes orgánicas para producir energía. La mayoría de los quimioautótrofos son extremófilos procariotas , bacterias o arqueas que viven en entornos hostiles (como los respiraderos de aguas profundas ) y son los principales productores en dichos ecosistemas . Los quimioautótrofos generalmente se dividen en varios grupos: metanógenos , oxidantes y reductores de azufre , nitrificantes , bacterias anammox y termoacidófilos . Un ejemplo de uno de estos procariotas sería Sulfolobus . El crecimiento quimiolitotrófico puede ser dramáticamente rápido, como en el caso de Hydrogenovibrio crunogenus, con un tiempo de duplicación de alrededor de una hora. [2] [3]

El término "quimiosíntesis", acuñado en 1897 por Wilhelm Pfeffer , se definió originalmente como la producción de energía por oxidación de sustancias inorgánicas en asociación con la autotrofia —lo que hoy se denominaría quimiolitoautotrofia— . Más tarde, el término incluiría también la quimioorganoautotrofia , es decir, puede considerarse un sinónimo de quimioautotrofia. [4] [5]

Quimioheterótrofo

Los quimioheterótrofos (o heterótrofos quimiotróficos) son incapaces de fijar carbono para formar sus propios compuestos orgánicos. Los quimioheterótrofos pueden ser quimiolitoheterótrofos , que utilizan fuentes de electrones inorgánicas como el azufre, o, mucho más comúnmente, quimioorganoheterótrofos , que utilizan fuentes de electrones orgánicas como los carbohidratos , los lípidos y las proteínas . [6] [7] [8] [9] La mayoría de los animales y hongos son ejemplos de quimioheterótrofos, al igual que los halófilos .

Bacterias oxidantes de hierro y manganeso

Las bacterias oxidantes de hierro son bacterias quimiotróficas que obtienen energía oxidando el hierro ferroso disuelto . Se sabe que crecen y proliferan en aguas que contienen concentraciones de hierro tan bajas como 0,1 mg/L. Sin embargo, se necesitan al menos 0,3 ppm de oxígeno disuelto para llevar a cabo la oxidación. [10]

El hierro tiene muchas funciones existentes en biología no relacionadas con las reacciones redox ; algunos ejemplos incluyen las proteínas hierro-azufre , la hemoglobina y los complejos de coordinación . El hierro tiene una amplia distribución global y se considera uno de los más abundantes en la corteza terrestre, el suelo y los sedimentos. [11] El hierro es un oligoelemento en ambientes marinos . [11] Su papel como donador de electrones para algunos quimiolitotrofos es probablemente muy antiguo. [12]

Véase también

Notas

  1. ^ Chang, Kenneth (12 de septiembre de 2016). «Visiones de vida en Marte en las profundidades de la Tierra». The New York Times . Consultado el 12 de septiembre de 2016 .
  2. ^ Dobrinski, KP (2005). "El mecanismo de concentración de carbono del quimiolitoautótrofo de los respiraderos hidrotermales Thiomicrospira crunogena". Journal of Bacteriology . 187 (16): 5761–5766. doi :10.1128/JB.187.16.5761-5766.2005. PMC 1196061 . PMID  16077123. 
  3. ^ "Una evaluación de Thiomicrospira, Hydrogenovibrio y Thioalkalimicrobium: reclasificación de cuatro especies de Thiomicrospira a cada una de las siguientes: Thiomicrorhabdus gen. nov. e Hydrogenovibrio, y reclasificación de las cuatro especies de Thioalkalimicrobium a Thiomicrospira". Revista Internacional de Microbiología Sistemática y Evolutiva . 67 (5): 1140–1151. Junio ​​de 2017. doi : 10.1099/ijsem.0.001855 . hdl : 10026.1/8374 . PMID  28581925. {{cite journal}}: Parámetro desconocido |authors=ignorado ( ayuda )
  4. ^ Kelly, DP; Wood, AP (2006). "Los procariotas quimiolitotróficos". Los procariotas . Nueva York: Springer. págs. 441–456. doi :10.1007/0-387-30742-7_15. ISBN . 978-0-387-25492-0.
  5. ^ Schlegel, HG (1975). "Mecanismos de quimioautotrofia" (PDF) . En Kinne, O. (ed.). Ecología marina . Vol. 2, Parte I. págs. 9–60. ISBN. 0-471-48004-5.
  6. ^ Davis, Mackenzie Leo; et al. (2004). Principios de la ingeniería y la ciencia ambiental. 清华大学出版社. pag. 133.ISBN​ 978-7-302-09724-2.
  7. ^ Lengeler, Joseph W.; Drews, Gerhart; Schlegel, Hans Günter (1999). Biología de los procariotas. Georg Thieme Verlag. pag. 238.ISBN​ 978-3-13-108411-8.
  8. ^ Dworkin, Martin (2006). Los procariotas: ecofisiología y bioquímica (3.ª ed.). Springer. pág. 989. ISBN 978-0-387-25492-0.
  9. ^ Bergey, David Hendricks; Holt, John G. (1994). Manual de bacteriología determinativa de Bergey (novena edición). Lippincott Williams & Wilkins. pág. 427. ISBN 978-0-683-00603-2.
  10. ^ Banci, L., ed. (2013). Metalómica y la célula. Dordrecht: Springer. ISBN 978-94-007-5561-1.OCLC 841263185  .
  11. ^ ab Madigan, Michael T.; Martinko, John M.; Stahl, David A.; Clark, David P. (2012). Biología de microorganismos de Brock (13.ª ed.). Boston: Benjamim Cummings. pág. 1155. ISBN 978-0-321-64963-8.
  12. ^ Bruslind, Linda (1 de agosto de 2019). "Quimiolitotrofia y metabolismo del nitrógeno". Microbiología general.

Referencias

1. Katrina Edwards. Microbiología de un estanque de sedimentos y del flanco de dorsal subyacente, joven, frío e hidrológicamente activo . Institución Oceanográfica Woods Hole.

2. Vías de oxidación fotoquímica y enzimática acopladas de Mn(II) en una bacteria planctónica similar a Roseobacter. Colleen M. Hansel y Chris A. Francis* Departamento de Ciencias Geológicas y Ambientales, Universidad de Stanford, Stanford, California 94305-2115. Recibido el 28 de septiembre de 2005. Aceptado el 17 de febrero de 2006.

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