Типы метаболизма в живой природе

В метаболизме любого живого организма принципиальное внимание следует уделить трем основным ресурсам: энергии, электронам и углероду. В зависимости от того, из какого источника организм получает эти ресурсы, мы можем классифицировать тип его метаболизма. Энергия может быть получена либо из химических реакций (приставка «хемо-» в названии типа метаболизма), либо из света (приставка «фото-»). Донорами электронов могут служить органические («органо-») или неорганические соединения («лито-»). Источником углерода также может служить органика («гетеро-»), и неорганика, а именно СО₂ и НСО₃^- («авто-»). Например, растения и животные расположены в противоположных углах этой классификации, потому что животные получают энергию из химических реакций, а электроны и углерод – из органических соединений (т.е. животные – хемоорганогетеротрофы), а растения получают энергию из световых лучей, а электроны и углерод – из неорганических соединений (т.е. растения – фотолитоавтотрофы).

Предлагаю полную таблицу типов питания с отдельными примерами. Следует понимать, что для многих организмов доступно сразу несколько типов метаболизмов, т.е. организм может, в зависимости от условий, менять свой метаболизм. Простейший пример – растения питаются как автотрофно, так и гетеротрофно. Поскольку древнейший вариант метаболизма – хемоорганогетероторфный, то логично, что любой организм с любым типом питания при определенных условиях переходит полностью или частично к наиболее древнему типу метаболизма (т.е. фототрофы в принципе способны получать энергию из химических реакций, литотрофы легко добудут электроны из органики, а автотрофам не составит труда получить углерод из органических соединений), а вот для получения более прогрессивного метаболизма необходимы специальные ферментативные пути.

Энергия	Электроны	Углерод	Название	Примеры
Химические реакции /хемо/	Органика /органо/	Органика /гетеро/	Хемоорганогетеротрофы	Животные, грибы, многие бактерии и прочие обладатели аэробного дыхания. Также бактерии, обладающие анаэробным дыханием.
Неорганика /авто/	Хемоорганоавтотрофы	Метилотрофные бактерии
Неорганика /лито/	Органика /гетеро/	Хемолитогетеротрофы	Некоторые водородные бактерии.
Неорганика /авто/	Хемолитоавтотрофы	Железобактерии, а также нитрифицирующие, сульфат-восстанавливающие, ацетогенные бактерии.
Свет /фото/	Органика /органо/	Органика /гетеро/	Фотоорганогетеротрофы	Галобактерии, некоторые цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии.
Неорганика /авто/	Фотоорганоавтотрофы	Некоторые пурпурные бактерии.
Неорганика /лито/	Органика /гетеро/	Фотолитогетеротрофы	Некоторые цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии.
Неорганика /авто/	Фотолитоавтотрофы	Растения, цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии.

В анаэробном дыхании конечным акцептором электронов выступает не кислород, а другие вещества, например различные окислы азота (восстанавливаются до N₂), окислы серы (до H₂S), углекислый газ (до уксусной кислоты). Метилотрофные бактерии окисляют метан и другие углеводороды, но при этом способны фиксировать СО₂ в пентозофосфатном цикле. Водородные бактерии окисляют молекулярный водород до воды. Жезезобактерии: окисление Fe²⁺>Fe³⁺. Нитрифицирующие бактерии: NH₃>>NO₃^-. Сульфат-восстанавливающие: H₂+SO₄^2->>H₂S. Ацетогенные: H₂+CO₂>>CH₃-COOH.

Дата добавления: 2014-01-20