anaerobi

Anaerobia ( eski Yunanca ἀήρ aer ' hava ' ve βίος bios ' yaşam '; alfa özel α (ν) - a (n) - 'olmadan') oksijensiz yaşamı (dioksijen O 2 ) belirtir . Metabolizmaları için moleküler oksijene ihtiyaç duymayan canlılara anaerobik denir . Bu anaeroblar edilir inhibe hatta öldürülen O tarafından 2 daha doğrusu denir zorunlu anaerobik .

anaerobik yaşam formları

Anaerobik tek hücreli organizmalar da birinci oksijen önce yeryüzünde yaşamın eski biçimleri olan fotosentetik aktif tek hücreli organizmalar salgılama Prekambriyen'den O 2 . Hidrosferde ve atmosferde birikmesiyle geniş bir alanda yaşam koşulları değişti (bkz. Büyük Oksijen Felaketi ). Günümüzde yaşayan anaerobik organizmalar da metabolizmaları için oksijene ihtiyaç duymazlar ve oksijen içeren bir ortamla ne kadar iyi başa çıkabildiklerine göre kabaca ayırt edilebilirler:

  • Zorunlu anaeroblar , anaerobik metabolizmayı kendi başlarına çalıştıran ve anoksik koşullara sahip bir habitata ihtiyaç duyan organizmalardır . Mikrobiyoloji, bir ayrım, oksijenin varlığında, büyüyemez orta formları, ve katı biçimleri arasında yapılır hasar görmüş ya da öldürülmüş O ile 2 .
  • Aerotolerant anaeroblar , kendi başlarına anaerobik metabolizmayı çalıştıran, yani O 2 kullanmayan, ancak oksijen varlığını tolere eden ve dolayısıyla oksik koşullar altında da yaşayabilen organizmalardır .
  • Fakültatif anaeroblar , oksijensiz koşullar altında anaerobik metabolizma gerçekleştirebilen, ancak oksijen varlığında metabolizmada O 2 kullanabilen, yani hem anoksik hem de oksik koşullar altında büyüyebilen organizmalardır .

Oksijen içermeyen habitatlara anoksik (önceden anaerobik olarak da adlandırılır ) denir ; Oksijen içeren habitatlara oksik (eskiden aerobik ) denir .

Somon paraziti Henneguya zschokkei (beyaz noktalar)

Şubat 2020'ye kadar (yeni bir tanıma göre) mitokondrisiz veya oksijensiz enerji üreten tek hayvan , oksijeni dönüştürme (aerobik hücre solunumu) yeteneğini kaybetmiş küçük 10 hücreli somon paraziti Henneguya zschokkei'dir . evrim . Buluntu, çok hücreli organizmaların bile oksijen veya oksijen hücresi solunumu olmadan hayatta kalabileceğini ve evrimin görünüşte daha az karmaşık organizmalara yol açabileceğini gösteriyor.

anaerobik solunum

Aksine aerobik solunum anaerobik solunum kullanan diğer elektron alıcıları olarak , oksitleyici maddeler yerine O arasında 2 için oksidatif enerji metabolizması . Yaygın olarak kullanılan alternatif elektron kabul eden maddelerdir: nitrat , üç değerlikli demir - iyonları (Fe 3+ ), dört değerli mangan iyonları (Mn 4+ ), sülfat , kükürt , fumarat ve karbon dioksit (CO 2 ). Bu redoks reaksiyonları anaerobik solunum olarak bilinir.

Tablo, çevrede yaygın olan anaerobik solunum türlerini listeler (karşılaştırma için aerobik solunum dahil edilmiştir). Solunum süreçleri, mümkünse 7 pH değerinde volt cinsinden elektron alıcı çiftinin standart redoks potansiyeline göre sıralanmıştır . Gerçek pH değerleri sapabilir (örneğin asetojenez durumunda).

Redoks potansiyeline göre solunum tipleri
nefes tipi organizmalar elektron alıcısı Reaksiyon ürünü/ürünleri E o ' [V] Örnek organizma
aerobik solunum zorunlu ve isteğe bağlı aeroblar Oksijen O 2 H 2 O + CO 2 + 0.82 ökaryotlar
Nitrat solunumu ( denitrifikasyon ) isteğe bağlı aeroblar: denitrifiye ediciler Nitrat NO 3 - Nitrit NO 2 - + 0.75 Paracoccus denitrificans , E. coli
manganez azaltma isteğe bağlı veya zorunlu anaeroblar Manganez Mn (IV) Mn (II) + 0.41 Desulfuromonadales , Desulfovibrio
Demir nefesi isteğe bağlı aeroblar, zorunlu anaeroblar Demir Fe (III) Fe (II) + 0.15 Geobacter , Geothermobacter , Geopsychrobacter , Pelobacter carbinolicus , P. acetylenicus , P. venetianus , Desulfuromonadales , Desulfovibrio
kobalt azaltma isteğe bağlı veya zorunlu anaeroblar Kobalt Co (III) Ortak (II) Geobacter kükürt azaltıcılar
Teknesyum azaltma isteğe bağlı veya zorunlu anaeroblar Teknesyum Tc (VII) Geobacter kükürtreducens , Geobacter metallireducens
uranyum azaltma isteğe bağlı veya zorunlu anaeroblar Uranyum U (VI) U (IV) Geobacter metallireducens , Shewanella putrefaciens , ( Desulfovibrio )
Fümarat solunumu isteğe bağlı aeroblar fumarat süksinat + 0.03 Escherichia koli
Sülfat solunumu ( desülfürizasyon ) zorunlu anaeroblar: sülfat azaltıcılar Sülfat SO 4 2− Sülfür HS - - 0.22 Desulfobacter latus , Desulfovibrio
Metanojenez (karbonat solunumu) metanojenik ve zorunlu anaeroblar: metan üreticileri Karbondioksit CO 2 Metan CH 4 - 0.25 Metanothrix termofila
Kükürt solunumu (kükürt azaltma) isteğe bağlı aeroblar ve zorunlu anaeroblar Kükürt S 0 Sülfür HS - - 0.27 desulfuromonadales
Asetogenez (karbonat solunumu) homoasetojenik ve zorunlu anaeroblar Karbondioksit CO 2 asetat - 0.30 acetobacterium woodii
TCA azaltma isteğe bağlı veya zorunlu anaeroblar TCA trikloroasetik asit dikloroasetik asit Triklorobakter (Geobacteraceae)

fermantasyon

Terminal elektron alıcısı olarak hiçbir harici maddenin kullanılmadığı işlemler, anaerobik solunum yerine fermantasyon olarak adlandırılır. Fermantasyon organizmaları başlıca şunlardır:

simbiyozlar

Bazı turbellarians , annelidlerden gibi ve enteroparasites tenya buna anaerobik bakteri ve sayesinde liman can, simbiyoz ayrıca canlı anoksik koşullar altında.

İD

Sıvı besin solüsyonunda aerobik ve anaerobik bakteriler tanımlanabilir: (1) Zorunlu aerobik bakteriler , yeterli oksijen aldıkları yerde en üstte toplanır. (2) Zorunlu anaerobik bakteriler , oksijenin olmadığı alt uçta toplanır. (3) Opsiyonel anaerobik bakteriler , oksijen soluma en etkili olduğu için esas olarak yukarıda bulunur; Öte yandan, bir O beri 2 eksikliği engel değildir, aynı zamanda deney tüpünün derin bölgelerinde yetişmektedir. (4) Mikroaerofiller üst uçta toplanır, ancak en üstte değil, çünkü oksijen onlar için yalnızca düşük konsantrasyonlarda optimaldir. (5) Aerotolerant bakteriler oksijenden etkilenmez ve bu nedenle test tüpünde eşit olarak dağılır.

Mikroorganizmaların oksijene karşı davranışı, aerob, anaerob, aerotolerant veya fakültatif anaerob olarak tanımlanması, bir oksijen konsantrasyonu gradyanında kültürle belirlenebilir. Bir tarafı kapalı olan ve oksijenin sadece üst, açık ucundan difüzyon yoluyla nüfuz edebileceği bir cam tüp ( test tüpü , kültür tüpü) içine yerleştirilmiş bir jel besin ortamında yetiştirilirler . Bu şekilde, üstte yüksek oksijen konsantrasyonu ve altta düşük oksijen konsantrasyonu ile bir oksijen konsantrasyon gradyanı oluşturulur. Mikroorganizmalar, yerlerinde sabitlendikleri ve hareket edemeyecekleri jel besin ortamında çok küçük miktarlarda eşit olarak dağılır. Mikroorganizmalar oksijen konsantrasyonuna göre uygun koşullarda çoğalırlar ve belli bir süre sonra üremeleri çıplak gözle görülür. Bitki örtüsünün bulunduğu bölge, resimden de anlaşılacağı gibi, mikroorganizmaların oksijene karşı davranışının bir göstergesidir.

Anaerobik mikroorganizmaların kültürü

Anaerobia, diğer şeylerin yanı sıra, mikroorganizmaların yetiştirilmesinde önemlidir. Eğer hassas mikroorganizmalar O'ya 2 kültive edilecek veya fakültatif anaerobik mikroorganizmaların anoksik koşullar altında kültive edilmesi durumunda, için gerekli olan hariç O 2 kültürden . Sözde anaerobik teknikler burada kullanılır. Bir örnek, bir anaerobik odasında kültür: Bu bağlamda,% 10 bir gaz atmosferi hacim H 2 + ses CO,% 10 2 + hacim da N ile% 80 2, mümkün anaerobik yetiştirmek için hale anoksik koşullar elde edilir mikroorganizmalar. Ancak sıvı kültürler kullanarak anaerobik mikroorganizmaları zenginleştirme olasılığı da vardır. Bu, genellikle, O çözünürlüğünün olduğu gerçeğinden yararlanır 2 sıvılarda artan sıcaklık ile azalır.

Ayrıca bakınız

Bireysel kanıt

  1. ↑ anaeroblar içinde biyoloji sözlüğü üzerinde Spektrum.de ; 13 Ocak 2021 tarihinde erişildi.
  2. ↑ https://www.scinexx.de/news/biowissen/forscher-enthaben-erstes-tier-ohne-aerobe-zellatmung/
  3. ↑ https://www.derstandard.de/story/2000115110902/forscher-enthaben-erstes-tier-das-ganz-ohne-sauerstoff-leben-kann
  4. ↑ Benzersiz oksijen solumayan hayvan keşfedildi . İçinde: Science Daily , 25 Şubat 2020. Erişim tarihi: 28 Şubat 2020. 
  5. ↑ Bu Parazitin Yaşamak İçin Oksijene İhtiyacı Yoktur . İçinde: The New York Times , 28 Şubat 2020. Erişim tarihi: 21 Mart 2020. 
  6. ↑ Dayana Yahalomi, Stephen D. Atkinson, Moran Neuhof, E. Sally Chang, Hervé Philippe, Paulyn Cartwright, Jerri L. Bartholomew, Dorothée Huchon: Bir cnidarian somon paraziti (Myxozoa: Henneguya) bir mitokondriyal genomdan yoksundur . İçinde: Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı . 117, No. 10, 10 Mart 2020, ISSN  0027-8424 , s. 5358-5363. doi : 10.1073 / pnas.1909907117 . PMID 32094163 . PMC 7071853 (ücretsiz tam metin).
  7. ↑ Johannes Ottow: Toprakların mikrobiyolojisi. Biyoçeşitlilik, Ekofizyoloji ve Metagenomik . Springer Verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-642-00823-8 , s. 56.
  8. ↑ J. Zenka, Jan Prokopic: Taenia crassiceps larvalarında aerobik süreçlerin bilgisine katkı . İçinde: Folia Parasitologica , Cilt 33 (1986), No. 4, sayfa 331-336, PMID 3804084 .
  9. ↑ J. Zenka, Jan Prokopic: Taenia crassiceps larvalarında malik enzim, malat dehidrojenaz, fumarat redüktaz ve süksinat dehidrojenaz (Zeder, 1800) . In: Folia Parasitologica , Cilt 34 (1987), No. 2, sayfa 131-136 , PMID 3596392 .
  10. ^ Wagner, AO, Markt, R., Mutschlechner, M., Lackner, N., Prem, EM, Praeg, N., Illmer, P. Kesinlikle Anaerobik / Anoksik Koşullar Altında Mikroorganizmaların Yetiştirilmesi için Ortam Hazırlığı. J. Vis. Exp. (150), e60155, doi: 10.3791 / 60155 (2019).

İnternet linkleri