Prokaryoten - dies sind die am wenigsten entwickelten Organismen im Reich der Tiere, Pflanzen und Pilze. Sie haben eine einfache Zellstruktur, sind aber gleichzeitig zu einer Vielzahl von Ernährungsweisen fähig. Der Nährboden von Prokaryoten kann flüssig oder fest sein, und die Arten der Ernährung sind auf die Art der Ernährung zurückzuführen.
Die Hauptnahrungsarten von Prokaryoten umfassen chemoorganotrophe, chemolithotrophe und phototrophe Ernährung. Die chemoorganotrophe Ernährung erfolgt durch die Tatsache, dass Prokaryoten organische Materie absorbieren und spalten und Energie für ihre Lebenstätigkeit erhalten. Die chemolythotrophe Ernährung basiert auf der Verwendung anorganischer Verbindungen, wie Schwefelwasserstoff oder Ammoniak, als Elektronenspender und Energiequellen. Phototrophe Ernährung wird wiederum durch Absorption von Licht und Umwandlung in chemische Energie durchgeführt.
Tabelle unten ist ein vereinfachter Vergleich der drei Arten der Ernährung von Prokaryoten: chemoorganotroph, chemolitotroph und phototroph. Die Tabelle enthält die wichtigsten Merkmale jeder Art von Nahrung, einschließlich der Energiequelle, des Elektronenspenders und Beispiele für Organismen, die diese Art von Nahrung ausüben.
| Art der Ernährung | Energiequelle | Elektronendonor | Beispiele für Organismen |
|---|---|---|---|
| Chemoorganotrophe Ernährung | Organische Materie | organische Verbindung | Bakterien, Hefe |
| Chemolithotrophe Ernährung | anorganische Verbindung | anorganische Verbindung | Ammonifikatoren, Thermoassetophilen |
| Phototrophe Ernährung | Das Licht | anorganische Verbindung | Phototrophe Bakterien, phototrophe Algen |
Prokaryoten: Ernährungsweisen und Klassifizierung
Die Möglichkeiten, Prokaryoten zu ernähren, sind vielfältig und hängen von ihren metabolischen Fähigkeiten ab. Es gibt drei grundlegende Ernährungsweisen:
- Autotrophe Ernährung - Prokaryoten erhalten Energie und organische Verbindungen durch ihre eigene Synthese. Sie können photoautotrophen sein (Energie aus Licht erhalten) oder chemoautotrophen (Energie aus anorganischen Verbindungen erhalten).
- Heterotrophe Ernährung - Prokaryoten konsumieren organische Verbindungen, die aus der äußeren Umgebung stammen. Sie können Parasiten sein (Wirtsorganismen verwenden, um sich zu ernähren), Saprophyten (zersetzen tote organische Materie) oder Chemoorganotrophen (erhalten Energie aus chemischen Verbindungen).
- Mixotrophe Ernährung - Prokaryoten können sowohl autotrophe als auch heterotrophe Ernährung verwenden, abhängig von der Verfügbarkeit von Nahrung in der Umgebung.
Je nach Ernährungsweise können Prokaryoten in mehrere Gruppen eingeteilt werden:
- Phototrophen sind Prokaryoten, deren Hauptenergiequelle Licht ist. Dazu gehören fotoautotrophe Bakterien, Glaziobakterien und andere.
- Chemotrophen sind Prokaryoten, die Energie aus chemischen Verbindungen (anorganisch oder organisch) erhalten. Dazu gehören chemoautotrophe Bakterien, chemoorganotrophe Bakterien und andere.
- Saprophyten sind Prokaryoten, die tote organische Materie zersetzen. Sie ernähren sich von Pflanzenresten, Tieren und anderen organischen Abfällen.
- Parasiten sind Prokaryoten, die Wirtsorganismen für Ernährung und Fortpflanzung verwenden.
Daher sind die Möglichkeiten, Prokaryoten zu ernähren, vielfältig und ermöglichen es ihnen, unter verschiedenen Umweltbedingungen zu überleben.
Autotrophe: Heterozystische und fotoautotrophe Bakterien
Heterozystische Bakterien sind eine Gruppe von autotrophen Prokaryoten, die spezielle Zellen haben, die Heterozysten genannt werden. Heterozysten sind nicht an der Photosynthese beteiligt, aber sie sind in der Lage, Stickstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen und in Nitrate zu fixieren. Heterozysten versorgen andere Zellen in der Bakterienkolonie mit Stickstoff.
Fotoautotrophe Bakterien sind autotrophe Prokaryoten, die Energie für die Photosynthese aus Licht erhalten. Sie enthalten Pigmente, die Lichtenergie absorbieren und diese zur Fixierung von Kohlendioxid und zur Produktion organischer Substanzen verwenden. Fotoautotrophe Bakterien spielen eine wichtige Rolle im Kreislauf von Kohlenstoff und Sauerstoff in der Natur.
Hier sind einige Beispiele für fotoautotrophe Bakterien:
- Blaualgen - sie enthalten Pigmente in der photosynthetischen Membran, die Lichtenergie für den Photosyntheseprozess absorbieren;
- Lila und grüne Bakterien - sie enthalten auch Pigmente, die Energie für die Photosynthese liefern;
- Chemolythotrophe Bakterien - sie sind in der Lage, anorganische Substanzen zu oxidieren und die resultierende Energie für die Photosynthese zu nutzen.
Chemoautotrophie: Ammoniak- und Nitratform
Eine Art von Chemoautotrophie ist die Ammoniakform. Prokaryoten, die diese Art der Ernährung verwenden, erhalten Energie, indem sie Ammonium zu Nitrit oxidieren. Das Nitrit wird dann zu Nitrat oxidiert oder Ammonium kann direkt bei der Wiederherstellung organischer Verbindungen verwendet werden.
Eine andere häufige Form der Chemoautotrophie ist die Nitratform. In diesem Fall verwenden Prokaryoten Nitrate als Energiequelle. Nitrate werden während der Atmung oxidiert und die resultierende Energie wird verwendet, um organische Verbindungen zu synthetisieren.
| Chemoautotrophie | Energiequelle | Kohlenstoffquelle |
|---|---|---|
| Ammoniak-Form | Ammonium | Nitrate oder organische Verbindungen |
| Nitratform | Nitratsalze | organische Verbindung |
Fotoautotrophie: Die Reaktion der Photosynthese und Arten von Pigmenten
Photosynthese ist eine chemische Reaktion, bei der Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird, die in Form von Glukosemolekülen gespeichert wird. Der primäre enzymatische Komplex, der für die Photosynthese verantwortlich ist, wird als Photosystem bezeichnet. Es besteht aus Pigmentmolekülen, die Lichtenergie absorbieren können - Chlorophylle und andere Carotinoide.
Chlorophyll - dies sind die Hauptpigmente, die Photosynthese in Pflanzen und bestimmten Bakterien ermöglichen. Sie absorbieren Lichtenergie und verwenden sie, um Kohlendioxid und Wasser in Glukose umzuwandeln - die wichtigste Nahrungsquelle für Pflanzen. Chlorophylle haben eine grüne Farbe und sind in zwei Haupttypen unterteilt - Chlorophyll A und Chlorophyll B.
Karotinoide - dies sind zusätzliche Pigmente, die zusammen mit Chlorophyllen arbeiten, um Lichtenergie zu absorbieren. Sie haben eine Vielzahl von Farben - rot, orange und Gelb. Carotinoide helfen Pflanzen, Licht in zusätzlichen Bereichen zu absorbieren und Chlorophylle vor überschüssiger Lichtenergie und Lichtstress zu schützen.
Wichtig ist, dass photoautotrophe Organismen wie Pflanzen, Bakterien und Grünalgen die Photosynthese nutzen, um Energie zu erzeugen und organische Substanzen zu synthetisieren, während Tiere, einschließlich Menschen, keine Photosynthese durchführen und Energie aus der Nahrung beziehen.
Heterotrophe: chemogeterotrophe und Organogeterotrophe
Heterotrophe können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden: Chemogeterotrophe und Organogeterotrophe.
Chemogeterotrophe erhalten Energie, indem sie organische Substanzen wie Glukose durch eine Kette chemischer Reaktionen oxidieren. Sie verwenden diese Substanzen als Energiequellen, um ihre Lebensaktivität aufrechtzuerhalten. Sie sind normalerweise an die Verwendung verschiedener organischer Verbindungen angepasst und können sie unter verschiedenen Bedingungen verwenden.
Organogeterotrophe wiederum erhalten Nährstoffe, indem sie organische Substanzen wie Proteine, Kohlenhydrate und Lipide verwenden, die sie in ihrer äußeren Umgebung finden. Sie können organisches Material zersetzen und absorbieren, um die notwendigen Nährstoffe für ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu erhalten.
Die folgende Tabelle zeigt die Hauptunterschiede zwischen Chemogeterotrophen und Organogeterotrophen:
| Chemogeterotrophe | Organogeterotrophe |
|---|---|
| Energie wird durch Oxidieren organischer Substanzen gewonnen | Energie erhalten, indem organisches Material zerlegt wird |
| Verwenden Sie verschiedene organische Verbindungen als Energiequellen | Absorbieren organisches Material aus der äußeren Umgebung |
| Energie durch chemische Reaktionen erhalten | Energie wird mit organischen Substanzen gewonnen |
Parasiten: Endoparasiten und Epiphyten
Endoparasiten können verschiedene Organe und Gewebe des Wirtskörpers betreffen und verschiedene Krankheiten verursachen. Sie können sowohl Bakterien als auch Viren sein. Beispiele für Endoparasiten sind Krankheitserreger wie das Bakterium Salmonella und das Hepatitis-C-Virus.
Im Gegensatz zu Endoparasiten sind Epiphyten Prokaryoten, die auf der Oberfläche anderer Organismen wachsen, aber nicht in sie eindringen. Sie erhalten Nährstoffe aus der Umwelt. Epiphyten können mit Pflanzenstielen oder anderen Organismen in Verbindung gebracht werden. Ein Beispiel für Epiphyten sind Moose und Flechten.
Im Allgemeinen sind Parasiten, einschließlich Endoparasiten und Epiphyten, eine wichtige Art von Prokaryoten, die in Umweltsystemen wichtig ist und die Gesundheit anderer Organismen beeinträchtigt.
Saprophyte: Dekomposition von organischem Material und Katalysatoren
Saprophyten zerlegen organische Substanzen, indem sie verschiedene Enzyme absondern, die komplexe organische Verbindungen in einfachere zerlegen. Diese Enzyme sind Katalysatoren für chemische Reaktionen, die es Saprophyten ermöglichen, sich effektiv zu ernähren und die notwendige Energie für ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu erhalten.
Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Arten von Saprophyten und ihre Spezialisierung auf die Zerlegung verschiedener organischer Substanzen:
| Arten von Saprophyten | Zufuhrsubstrat |
|---|---|
| Bakterien | Verschiedene Arten von organischem Material: Pflanzenreste, Tierreste, Mikroorganismen, Mist, Holz usw. |
| Pilze | Zersetzung von Holz, Pflanzenresten, toten Organismen und anderen Quellen von organischem Material. |
| Andere Organismen | Verschiedene Quellen organischer Substanz, einschließlich lebender Organismen, pflanzlicher und tierischer Rückstände und Gülle. |
Saprophyte sind ein integraler Bestandteil des Ökosystems und spielen eine wichtige Rolle im Kreislauf von Substanzen in der Natur. Sie helfen dabei, organisches Material zu recyceln und es in Nährstoffe umzuwandeln, die von anderen Organismen im Ökosystem verwendet werden können.
