Как питаются бактерии?

Несмотря на свою репутацию болезнетворных патогенов, многие бактерии играют жизненно важную роль в экосистемах, просто питаясь и метаболизируя органические и неорганические молекулы в окружающей среде. Их вклад включает высвобождение питательных веществ, хранящихся в органическом материале во время разложения, расщепление пищи в кишечнике животных во время пищеварения, фиксацию азота в почве путем преобразования азота.₂ газ в аммиак, делая питательные вещества доступными для корней растений в почве и выделяя кислород в атмосферу. Два фактора определяют способ получения бактериями питательных веществ: способность производить собственную пищу или зависимость от питательных веществ. потребляют предварительно сформированные органические молекулы и, во-вторых, тип энергии, необходимый им для этих химических реакций, происходить.

Два основных средства позволяют добывать пищу для всех организмов, включая бактерии: гетеротрофный и автотрофный. Гетеротрофы должны потреблять органический материал, такой как глюкоза, извне клетки для получения энергии. Это происходит за счет прямого потребления углерода в виде молекул углеводов. Автотрофы получают питательные вещества, производя собственные органические материалы, когда они поглощают углекислый газ и превращают его в углеводы.

Бактериям требуется внешний источник энергии в виде световой или химической энергии для подпитки их метаболизма, что является еще одним фактором, определяющим способ их питания. Фототрофы - это бактерии, использующие световую энергию. И фотогетеротрофам, и фотоавтотрофам нужен солнечный свет. Фотогетеротрофы используют солнечный свет для получения энергии и потребляют органические соединения из окружающей среды в качестве источника углерода. Фотоавтотрофы, как и цианобактерии, используют световую энергию в виде солнечного света и углекислого газа. из окружающей среды и использовать их для производства углеводов в процессе фотосинтез.

Вместо солнечного света некоторые бактерии используют в качестве источника энергии реакции с неорганическими химическими соединениями. Бактерии, питаемые химической энергией, известны как хемотрофы. Хемогетеротрофы используют органические или неорганические соединения в качестве источника энергии. Как и фотогетеротрофы, они также должны потреблять углеводы в виде органических соединений. Хемоавтотрофы используют химическую энергию для производства углеводов из углекислого газа в процессе, называемом хемосинтезом.

Бактериальные клетки связаны клеточной оболочкой, состоящей из внутренней цитоплазматической мембраны и внешней клеточной стенки. Клеточная стенка жесткая и, как клеточная стенка в растительных клетках, придает бактериям их форму. В отличие от клеток растений, животных, протистов или грибов, бактерии не имеют мембраносвязанных органелл или ядра. Отсутствие органелл не позволяет бактериям поглощать частицы посредством эндоцитоза или фагоцитоза - методов, используемых эукариотическими клетками для обволакивания внешних материалов и их попадания в клетку.

Бактерии полагаются на диффузию, чтобы перемещать молекулы в клетку через цитоплазматическую мембрану. Бактерии также выделяют ферменты, растворяющие молекулы вне клетки, что позволяет им проходить через мембрану. через диффузию, процесс, при котором молекулы перемещаются из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. концентрация. Иногда простая диффузия требует помощи белков, чтобы молекулы могли проникнуть в клетку, и этот процесс называется облегченной диффузией. Другой метод - активный транспорт - требует энергии для транспортировки молекул, чтобы преодолеть градиент концентрации и позволить частицам проходить через мембрану.