סוגי תזונה של חיידקים

חיידקים, כמו כל התאים החיים, דורשים אנרגיה וחומרי מזון כדי לבנות חלבונים וממברנות מבניות ולהניע תהליכים ביוכימיים. חיידקים דורשים מקורות של פחמן, חנקן, זרחן, ברזל ומספר רב של מולקולות אחרות. פחמן, חנקן ומים משמשים בכמויות הגבוהות ביותר. ניתן לקבץ את דרישות התזונה לחיידקים על פי מקור הפחמן ומקור האנרגיה. סוגים מסוימים של חיידקים חייבים לצרוך מולקולות אורגניות שנוצרו מראש כדי להשיג אנרגיה, בעוד שחיידקים אחרים יכולים לייצר אנרגיה משלהם ממקורות אורגניים.

חלק מהחיידקים משיגים אנרגיה על ידי צריכת מולקולות אורגניות. אורגניזמים אלה הם הטרוטרופים, כמו בעלי חיים ופטריות שאוכלים אורגניזמים אחרים. סוגים אחרים של חיידקים מייצרים מזון שלהם בעצמם על ידי הפיכת אנרגיית אור, אנרגיה כימית או חומרים אנאורגניים לאנרגיה שמישה שאותם אורגניזמים חד תאיים זקוקים כדי לחיות. חיידקי עשה זאת בעצמך אלה הם אוטוטרופים, כמו צמחים ואצות.

חלק מהחיידקים האוטוטרופיים, הנקראים כימוטרופים, משיגים את תזונתם מתרכובות אנאורגניות. פחמן דו חמצני הוא בדרך כלל המקור היחיד לפחמן הסלולרי. אוטוטרופים אלה משתמשים במימן גופרתי, אמוניה או גז מימן כדי להפחית פחמן לסוכרים הדרושים. חיידקים מחנקים, המחמצנים אמוניה ליצירת ניטריטים וחנקות, הם דוגמה לחיידקים המשתמשים בתזונה אוטוטרופית, או ליתר דיוק בתזונה כימוטוטרופית.

חיידקים הטרוטרופיים דורשים מקורות אורגניים של פחמן כגון סוכרים, שומנים וחומצות אמינו. חיידקים ספרופיטיים הם דוגמה. הם משיגים את התזונה שלהם מחומרים אורגניים מתים. באמצעות אנזימים, חיידקים אלה יפרקו תרכובות מורכבות וישתמשו בחומרים המזינים לשחרור אנרגיה. חיידקים ספרופיטיים הם מתפרקים ומשחקים תפקיד חשוב במערכת האקולוגית על ידי שחרור מוצרים פשוטים יותר בהם צמחים ובעלי חיים יכולים להשתמש.

חיידקים פוטוטרופיים הם אוטוטרופים הסופגים אנרגיית אור, ואז משתמשים בפוטוסינתזה ליצירת אנרגיה תאית. ישנם שני סוגים של פוטוטרופים. אלו שאינם מייצרים חמצן כתוצר לוואי מכונים פוטוטרופים אנאירוביים, ואילו אלו המייצרים חמצן מכונים פוטוטרופים אירוביים. ציאנובקטריה היא דוגמה לחיידקים שמבצעים תזונה פוטו-אוטוטרופית. הן אוטוטרופים והן הטרוטרופים יכולים להיות פוטוטרופים. פוטוטרופים הטרוטרופיים צורכים פחמן אורגני בנוסף לייצור מולקולות אורגניות באמצעות פוטוסינתזה.

חיידקים אלה משיגים אנרגיה כימית מסביבתם וממירים אותה לאדנוזין טריפוספט (ATP) לשימוש סלולרי. חיידקים אלה נחשבים גם כימוטרופיים ומקבלים אנרגיה מתגובות להפחתת חמצון של תרכובות אנאורגניות כגון אמוניה, מימן גופרתי וברזל. למשל, חיידקי גופרית הם כימוטוטרופים המייצרים אנרגיה על ידי חמצון מימן גופרתי לגופרית ומים. תהליך זה הוא סוג של כימוסינתזה.