Jsou bakterie fotosyntetické? 17 faktů, které byste měli vědět

Ne všechny, ale některé specifické bakterie mohou provádět fotosyntézu.

Některé bakterie mohou produkovat potravu prostřednictvím fotosyntézy, jako jsou autotrofy pomocí fotoreceptorových pigmentů ve své membráně.

Je většina bakterií fotosyntetických?

Bohužel většina bakterií není fotosyntetických.

Foto-autotrofismus u bakterií je vzácný, protože tuto schopnost většinou ztratily během mileniálů během evoluce.

Většina bakterií jsou buď heterotrofní, nebo parazité. Fotoautotrofní bakterie jsou přítomny především díky adaptacím na jejich prostředí.

Prochlorococcus marinus
Obrázek mořské sinice Procholorococcus která produkuje většinu kyslíku na světě
Obrázek: Wikipedia

Jsou všechny bakterie fotosyntetické?

Ne, většina bakteriálních organismů není fotosyntetická.

Většina bakteriálních druhů závisí na jiných organismech jako na zdroji potravy, tj. jsou to buď heterotrofní, nebo parazité.

Většina bakterií mohla začít jako autotrofní, ale pomalu ztrácely schopnost úplně, s výjimkou některých. Pravděpodobně kvůli začátku doby ledové, která trvala přes milion let, kdy byla fotosyntéza zcela nemožná.

Jaký druh bakterií je fotosyntetický?

Existují 2 hlavní typy fotosyntetických bakterií – mezi ně patří ty, které využívají fotosyntézu, a další, které využívají chemosyntézu.

Bakteriální fotosyntéza závisí na zdroji vodíku, kterým může být voda nebo sirovodík. V obou případech máme různé vedlejší produkty.

Bakterie, které mají chloroplasty, mohou využívat vodu v procesu fotosyntézy, kde produkují kyslík. Jiné bakterie, které nemají chloroplasty, jsou obvykle vybaveny fotosyntetickými pigmenty. Tyto receptory však nemohou využívat vodu, a proto tyto bakteriální druhy využívají H2S jako zdroj kyslíku, čímž produkují sirný plyn jako vedlejší produkt fotosyntézy.

Osídlení listů a kořenů sinicemi
Diagram ukazující, jak žijí sinice v symbiotickém vztahu s rostlinami
Obrázek: Wikipedia

Druhy fotosyntetických bakterií:

Bakterie schopné fotosyntézy jsou převážně seskupeny do 5 odlišných skupin.

Sinice: Sinice, nazývané také modrozelené řasy, uvolňují kyslík jako vedlejší produkt fotosyntézy, jako je ta v rostlinách. Ale na rozdíl od rostlin neobsahují všechny 4 složky chlorofylového pigmentu, ale obsahují buď jednu nebo dvě z nich. Biologicky se nazývají oxidační fototrofy.

Fialové bakterie nebo proteobakterie: Phyllum proteobacteria sestává z některých specifických gramnegativních bakterií patřících do rodů– Escherichia, Vibrio a Salmonella. Na rozdíl od výše uvedeného typu provádějí fialové bakterie anoxygenní fotosyntézu, tj. nevyvíjejí kyslík.

Heliobakterie: Heliobakterie jsou skupinou grampozitivních bakterií patřících do kmene Firmicutes. Heliobakterie jsou biologicky považovány za obligátní anaeroby. Ačkoli mohou provádět jednoduchou fotosyntézu, nemohou vykazovat fototrofní růst.

Chlorobi nebo zelené sirné bakterie: Chlorobi je kmen povinných anaerobů, kterým se může dařit pouze v anoxických prostředích. Jak název napovídá, zelené sirné bakterie žijí v biotopech bohatých na síru a tam, kde je intenzita světla poměrně nízká. Žijí v nejspodnější části fotické zóny v oceánských biotopech.

Chloroflexi nebo chlorobacterium: Phylum Chloroflexi, zahrnuje bakterie s širokou škálou funkcí. Chlorobacterium má 2 hlavní typy – aerobní termofily a anoxygenní fotoautotrofy. První využívá kyslík pro svou chemoheterotrofní existenci. Na druhou stranu ten druhý využívá světlo k fotosyntéze.

Členové tohoto kmene mají širokou škálu ekologických a fyziologických charakteristik a lze je nalézt v různých prostředích, včetně sedimentů a horkých pramenů.

Vlastnosti fotosyntetických bakterií:

  • Fotosyntetické bakterie mají obvykle některé fotochromatické pigmenty nebo chlorofylové složky, aby byly schopny zachytit světlo.
  • Stejně jako ostatní autotrofy produkují energii, kterou lze použít jako potravu nebo pro jiné účely.
  • Většina fotosyntetických bakterií miluje místa, kde jsou jiné zdroje potravy vzácné.
  • Jsou hlavním zdrojem uhlíku, který je fixován oceánem.

Které bakterie nejsou fotosyntetické?

Kromě pěti výše uvedených typů bakterií nejsou všechny ostatní bakterie schopny fotosyntézy.

Bakterie jsou ve většině případů heterotrofní nebo parazitické povahy, tj. jejich doplňování závisí na jiných zdrojích.

 Dokonce ani fotosyntetické bakterie, jako jsou heliobakterie, nemohou využít produkované potraviny pro svůj autotrofní růst. I oni potřebují spotřebovávat a získávat doplnění z prostředí.

Bakterie nemají žádnou specializovanou strukturu a potravu obvykle polykají vcelku a následně ji tráví konzumací do těla.

Příklady fotosyntetických bakterií:

Příklady fotosyntetických bakterií zahrnují:

  • Mezi sinice nebo modrozelené druhy patří Synechococcus elongatus, Nostoc punctiforme atd.
  • Příklady fialových bakterií zahrnují: Rhodobacter capsulatus, Chromatium okenii, Rhodopseudomonas palustris atd.
  • Mezi nejznámější příklady Heliobakterií patří Heliobacterium mobilis a Heliobacterium modesticaldum  
  • Příklady zelených sirných bakterií zahrnují Pelodictyon phaeoclathhratiforme,  Chlorobium phaeobacteroides a další.

Jsou rozkládající se bakterie fotosyntetické?

Žádné rozkládající se bakterie neprovádějí fotosyntézu.

Rozkládající se bakterie jsou v podstatě saprofytické, to znamená, že spotřebovávají živiny z mrtvé a rozkládající se hmoty.

Pokud by tyto bakteriální druhy mohly provádět fotosyntézu, nebyly by závislé na mrtvé hmotě pro výživu. Tyto druhy bakterií obvykle rozkládají tyto mrtvé materiály a rozkládají je. Tímto způsobem byly často považovány za čističe a pomáhají živinám vrátit se do přírody.

Jsou aerobní bakterie fotosyntetické?

Ne všechny aerobní bakterie provádějí fotosyntézu.

Podobně ne všechny fotosyntetické bakterie jsou aerobní. Schopnost provádět fotosyntézu závisí na přítomnosti pigmentů v bakteriích, které jsou fotoreceptivní.

Buněčné dýchání závisí na tom, zda druh bakterií žije v prostředí, kde je dostatek kyslíku, nebo ne. Většina bakteriálních druhů jsou přirozeně aerobní nebo fakultativní anaeroby. Fakultativně anaerobní bakterie se mohou přesouvat mezi aerobním a anaerobním dýcháním v závislosti na dostupnosti kyslíku v jejich prostředí.

Některé bakterie jsou však také obligátní anaeroby, protože přežívají v prostředích s velmi ochuzeným kyslíkem. I tyto druhy bakterií jsou však fotosyntetické.

Fotosyntetické bakterie pro rostliny:

Fotosyntetické bakterie jsou pro rostliny opravdu užitečné:

  • Působí jako biohnojiva.
  •  Přirozeně fixují půdu dusíkem.
  • Také fixují uhlíkovou síru, vodík a uhlík obohacující půdu.
  •  Podílejí se také na nitraci a denitraci dusíku, který je fixován v půdě.
  • Umožňují lepší regulaci cyklu dusíku a uhlíku.
jsou-bakterie-fotosyntetické
Příklady sinic fixujících dusík
Obrázek: Wikipedia

Jak rostou fotosyntetické bakterie?

Fotosyntetické bakterie rostou produkcí potravy fotoautotrofismem.

Produkují si vlastní potravu fotosyntézou a používají ji k růstu velikosti a pak se jednoduše dělí, aby vytvořily svůj progenezi..

Některé výjimky zahrnují heliobakterie, které sice fotosyntetizují, ale nejsou schopny vyprodukovanou potravu využít k autotrofnímu růstu. Místo toho se živí jinými materiály jako všechny ostatní bakteriální organismy.

Funkce fotosyntetických bakterií:

Funkce fotosyntetických bakterií zahrnují:

  1. Schopnost fixovat plyny jako dusík, síra, vodík a uhlík. Zejména v půdě a v oceánu.
  2. Nitrifikace půdy těmito bakteriemi umožňuje zabudování atmosférického dusíku do půdy ve formě sloučenin.
  3. Nitrifikace a denitrifikace půdy ji činí bohatší a poskytuje rostlinám dostatek živin.
  4. Často se používají v průmyslu odpadních vod pro proces čištění vody.
  5. Používají se také jako biohnojiva a krmivo pro zvířata pro přirozené obohacení.

Vyvíjejí fotosyntetické bakterie kyslík?

Sinice a modrozelené řasy vyvíjejí kyslík jako vedlejší produkt fotosyntézy.

Pouze bakterie, které obsahují chlorofyl, jsou schopny produkovat kyslík jako plyn.

Ne všechny fotosyntetické bakterie obsahují chlorofyl. Další 4 druhy fotosyntetických bakterií kromě sinic obsahují bakteriochlorofyl nebo některé další fotopigmenty. Tyto další bakterie nepoužívají vodu jako dárce elektronů. Zatímco některé jiné jsou anaerobní fakultativní nebo povinné, proto nevyvíjejí kyslík.

Co uvolňují fotosyntetické bakterie?

Vedlejší produkty fotosyntetické reakce u těchto bakterií závisí hlavně na donoru elektronů.

Pokud je donorem elektronů voda, uvolňuje se kyslík, ale ne všechny bakterie využívají vodu jako svého donoru elektronů.

Sinice obsahující chlorofyl využívají jako donor elektronů vodu. Chemická reakce tedy produkuje kyslík. Na druhé straně zelené sirné bakterie žijící v horkých pramenech využívají H2S jako jejich donor elektronů. V druhém případě se jako vedlejší produkt uvolňuje plyn síry.

Redukční cyklus TCA
Redukční cyklus TCA, kterým zelené sirné bakterie fixují uhlík
Obrázek: Wikipedia

Používají fotosyntetické bakterie buněčné dýchání?

Ne, ne všechny fotosyntetické bakterie nevyužívají buněčné dýchání.

Pokud jsou některé bakterie obligátními anaeroby, neprovádějí buněčné dýchání za žádných podmínek.

Odrůdy jako sinice a zelené sirné bakterie mají přístup ke kyslíku, takže podléhají buněčné dýchání. Ale většina bakteriálních druhů jsou fakultativní (tj. volbou v závislosti na dostupnosti) anaeroby nebo obligátní anaeroby od přírody. Tyto fotosyntetické žijí druhy bakterií v prostředích, kde je normálně nedostatek nebo nedostatek kyslíku.

Závěr:

To ukazuje, že některé bakterie jsou schopny provádět fotosyntézu kvůli přítomnosti fotoreceptivních pigmentů v nich, ale proces může nebo nemusí zahrnovat vývoj kyslíku, jak je vidět u rostlin.

Také čtení: