Литоавтотроф - Lithoautotroph
Литоавтотрофы или chemolithoautotroph является микроорганизмом , который получает энергию от реакций восстановленных соединений минерального происхождения. Хемолитоавтотрофы - это типы литотрофов с автотрофными метаболическими путями . Хемолитоавтотрофы - исключительно микробы ; Макрофлора включает фотолитоавтотрофов, таких как растения, но не обладает способностью использовать минеральные источники восстановленных соединений. Большинство хемолитоавтотрофов принадлежит домену Bacteria , а некоторые - домену Archaea . Литоавтотрофные бактерии могут использовать только неорганические молекулы в качестве субстратов в своих реакциях высвобождения энергии. Термин «литотроф» происходит от греческого слова lithos ( λίθος ), означающего «скала», и trōphos ( τροφοσ ), означающего «потребитель»; буквально, это можно читать «пожиратели рока». Многие литоавтотрофы - экстремофилы , но это не всегда так.
Литоавтотрофы чрезвычайно специфичны в своем источнике восстановленных соединений. Таким образом, несмотря на разнообразие в использовании неорганических соединений, которые литоавтотрофы демонстрируют как группа, один конкретный литоавтотроф будет использовать только один тип неорганической молекулы для получения своей энергии.
В июле 2020 года исследователи сообщают об открытии хемолитоавтотрофной бактериальной культуры, которая питается металлическим марганцем после проведения несвязанных экспериментов, и назвали ее бактериальные виды Candidatus Manganitrophus noduliformans и Ramlibacter lithotrophicus .
Геологические процессы
Литоавтотрофы участвуют во многих геологических процессов, таких , как выветривание из основного материала (коренных пород) с образованием почвы , а также биогеохимического круговорота серы , калия и других элементов. Они могут присутствовать в глубоких земных недрах (они были обнаружены на глубине более 3 км от поверхности планеты), в почвах и в эндолитных сообществах. Поскольку они ответственны за высвобождение многих важных питательных веществ и участвуют в формировании почвы , литоавтотрофы играют решающую роль в поддержании жизни на Земле.
Кислотный шахтный дренаж
Консорциумы литоавтотрофных микробов ответственны за явление, известное как кислотный дренаж шахт , когда пирит, присутствующий в хвостохранилищах шахт и обнаженных скальных поверхностях, метаболизируется с использованием богатого энергией кислорода с образованием сульфитов , которые образуют потенциально коррозионную серную кислоту при растворении в воде и подвергается воздействию кислорода воздуха . Кислотный шахтный дренаж резко изменяет кислотность и химический состав грунтовых вод и водотоков и может поставить под угрозу популяции растений и животных. Активность, аналогичная кислотному дренажу шахт, но в гораздо меньших масштабах, также обнаруживается в естественных условиях, таких как скалистые ложа ледников , в почве и осыпях , а также в глубоких недрах.
использованная литература
- ^ а б Хупер, AB; ДиСпирито, AA (2013-01-01), Леннарц, Уильям Дж .; Лейн, М. Дэниел (ред.), «Chemolithotrophy» , Энциклопедия биологической химии (второе издание) , Waltham: Academic Press, стр. 486–492, ISBN 978-0-12-378631-9, получено 2021-09-30
- ^ Finlay, Roger D .; Махмуд, Шахид; Розенсток, Николас; Болу-Би, Эмиль Б .; Köhler, Stephan J .; Фахад, Заенаб; Рослинг, Анна; Валландер, Хокан; Белязид, Салим; Епископ, Кевин; Лиан, Бин (2020-03-25). «Обзоры и обобщения: Биологическое выветривание и его последствия на различных пространственных уровнях - от нанометрового до глобального» . Биогеонауки . 17 (6): 1507–1533. DOI : 10.5194 / BG-17-1507-2020 . ISSN 1726-4170 .
- ^ «Бактерии с металлической диетой обнаружены в грязной стеклянной посуде» . Phys.org . Дата обращения 16 августа 2020 .
- ^ Вудятт, Эми. «Бактерии, поедающие металл, случайно обнаружены учеными» . CNN . Дата обращения 16 августа 2020 .
- ^ Ю, Ханг; Лидбеттер, Джаред Р. (июль 2020 г.). «Бактериальная хемолитоавтотрофия через окисление марганца» . Природа . 583 (7816): 453–458. DOI : 10.1038 / s41586-020-2468-5 . ISSN 1476-4687 . PMC 7802741 .
- ^ Шмидт-Рор, К. (2020). «Кислород - это высокоэнергетическая молекула, питающая сложную многоклеточную жизнь: фундаментальные поправки к традиционной биоэнергетике». ACS Omega 5 : 2221-2233. http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
- Ramos JL. (Май 2003 г.). «Уроки генома литоавтотрофа: создание биомассы практически из ничего» . J. Bacteriol . 185 (9): 2690–1. DOI : 10.1128 / JB.185.9.2690-2691.2003 . PMC 154387 . PMID 12700247 .