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Diversidad metabólica de las bacterias.


Si hay un grupo de seres que tiene una gran diversidad metabólica, ciertamente es el de las bacterias.

Hay especies heterótrofos y especies autótrofos. Entre los primeros, destacamos los parásitos, los descomponedores de materia orgánica y los que obtienen materia orgánica de otros seres vivos, con los que se asocian sin dañarlos. Entre los autótrofos, hay especies que producen materia orgánica por fotosíntesis y otras que producen por quimiosíntesis.

Bacterias Heterotróficas

El bacterias parásitas Son aquellos que, a través de innumerables mecanismos, atacan a otros seres vivos para obtener alimentos orgánicos y causar innumerables enfermedades. El descomponedores (a menudo llamados sapróvoras, saproffitic o sapraghagic) obtienen alimentos orgánicos a través de la descomposición de la materia orgánica muerta y son importantes en el reciclaje de nutrientes minerales en la biosfera.

Los asociados con otros seres vivos se llaman simbiontes, y no dañar a los socios. Es el caso de las bacterias que se encuentran en el estómago de los rumiantes (bueyes, cabras), que nutren la celulosa ingerida por estos animales, proporcionando, a su vez, aminoácidos esenciales para su metabolismo proteico.

Muchas bacterias heterotróficas son anaerobios obligatorios, como el bacilo del tétanos. Estas son bacterias que mueren en presencia de oxígeno. En este caso, la energía de los compuestos orgánicos se obtiene por fermentación. Los anaerobios facultativos, por otro lado, viven tanto en presencia como en ausencia de oxígeno.

Otras especies sobreviven solo en presencia de oxígeno: son los aeróbicos obligatorios. Un curioso grupo de bacterias es lo que logra el respiración aeróbica. En este modo de metabolismo energético hay todas las etapas típicas de la respiración celular. Solo cambia el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria. En lugar de oxígeno, estas bacterias usan nitrato, nitrito o sulfato, logrando al final prácticamente el mismo rendimiento energético que la respiración celular aeróbica. eso es lo que pasa con las bacterias agentes desnitrificantes que participan en el ciclo del nitrógeno en la naturaleza. En ellos, el aceptor de electrones final es el nitrato.

Bacterias autotróficas

Fotos sintetizadores

En las bacterias fotosintéticas, la energía solar es capturada por una clorofila conocida como bacterioclorofila A partir del uso de sustancias simples en el medio ambiente, se produce la síntesis de biocombustibles. En general, no hay liberación de oxígeno. Como ejemplo, podemos mencionar las bacterias sulfurosas del género Chlorobium, que llevan a cabo este proceso con el uso de H2S y CO.2, de acuerdo con la ecuación:

2H2S + CO2 + luz --bacterioclorofila ---> (CH2) + 2S + H20

Tenga en cuenta que es el sulfuro de hidrógeno, no el agua, el que actúa como proveedor de hidrógeno que servirá para reducir el dióxido de carbono. No hay liberación de oxígeno. El azufre permanece dentro de las células bacterianas y posteriormente se elimina al ambiente en el que viven estos microorganismos, generalmente fuentes de azufre. En este proceso, CH2O representa la materia orgánica producida.

Quimiosíntesis

La quimiosíntesis es una reacción que produce energía química, convertida a partir de la energía de unión de compuestos inorgánicos oxidados. Siendo la energía química liberada, utilizada en la producción de compuestos orgánicos y oxígeno gaseoso (O2) de la reacción entre dióxido de carbono (CO2) y agua molecular (H2O) como se muestra a continuación:
- Primera etapa

Compuesto inorgánico + O2 → Compuestos inorgánicos oxidados + Energía química

- Segunda etapa

CO2 + H2O + Energía química → Compuestos orgánicos + O2

Este proceso autotrófico de síntesis de compuestos orgánicos ocurre en ausencia de energía solar. Es un recurso comúnmente utilizado por algunas especies de bacterias y arqueobacterias (bacterias con características primitivas aún vigentes), que lleva el nombre de los compuestos inorgánicos reactivos, y puede ser: ferrobacterias y nitrobacterias o nitrificantes (nitrossomonas y nitrobacter, género de bacterias quimiosintéticas).
El ferrobacterias oxidar sustancias a base de hierro para lograr energía química, mientras que nitrificante, use sustancias a base de nitrógeno.
Presente en el suelo, nitrosomonas y nitrobacter, son organismos importantes considerados biofixers de nitrógeno, generalmente encontrados libremente en el suelo o asociados con plantas, formando nódulos de raíz.
La biofijación comienza con la asimilación en nitrógeno atmosférico (N2), convirtiéndolo en amoníaco (NH3), un reactivo oxidado por nitrosomona, que resulta en nitrito (NO2-) y energía para la producción de sustancias orgánicas sostenibles para este género de bacterias.
El nitrito, liberado en el suelo y absorbido por nitrobacter, también sufre oxidación, generando energía química para la producción de sustancias orgánicas para este género y nitrato (NO3-), utilizado por las plantas en la preparación de aminoácidos.
Reacción quimiosintética en nitrosomonas:

NH3 (amoníaco) + O2 → NO2- (nitrito) + Energía
6 CO2 + 6H2O + Energía → C6H12El6 (Glucosa - Compuestos orgánicos) + 6 O2

Reacción quimiosintética en Nitrobacter:

NO2- (nitrito) + O2 → NO3- (nitrato) + Energía
6 CO2 + 6H2O + Energía → C6H12El6 + 6 O2

Por lo tanto, podemos ver que el mecanismo de quimiosíntesis, extremadamente importante para la supervivencia de las bacterias nitrificantes, también es muy relevante para los humanos. Como ya se mencionó, el nitrito absorbido por las plantas, convertido en aminoácidos, sirve como base de aminoácidos esenciales para la nutrición humana (un ser omnívoro: carnívoro y herbívoro).
Por lo tanto, la interdependencia entre los factores bióticos (la diversidad de organismos) y los factores abióticos (aspectos físicos y químicos del medio ambiente) es evidente.