Inhalt
- Heterotrophen und Autotrophen
- Lichtenergiequelle
- Chemische Energiequelle
- Bakterienzellstruktur
- Nährstoffaufnahme
Trotz ihres Rufs als Krankheitserreger spielen viele Bakterien eine wichtige Rolle in Ökosystemen, indem sie sich von organischen und anorganischen Molekülen in ihrer Umwelt ernähren und diese metabolisieren. Ihre Beiträge umfassen die Freisetzung von Nährstoffen, die während des Abbaus in organischem Material gespeichert werden, den Abbau von Nahrungsmitteln im Darm von Tieren während der Verdauung und die Fixierung von Stickstoff im Boden durch Umwandlung von N2 Ammoniak zu gasen, Nährstoffe zur Verfügung zu stellen, um Wurzeln im Boden zu pflanzen und Sauerstoff an die Atmosphäre abzugeben. Zwei Faktoren bestimmen die Art und Weise, wie Bakterien Nährstoffe erhalten: die Fähigkeit, ihre eigenen Lebensmittel zu produzieren, oder die Abhängigkeit vom Verbrauch vorgeformter organischer Moleküle und zweitens die Art der Energie, die sie für das Auftreten dieser chemischen Reaktionen benötigen.
Heterotrophen und Autotrophen
Zwei allgemeine Mittel ermöglichen die Beschaffung von Nahrungsmitteln für alle Organismen, einschließlich Bakterien: heterotrophe und autotrophe. Heterotrophe müssen organisches Material wie Glukose von außerhalb der Zelle aufnehmen, um Energie zu gewinnen. Dies geschieht durch den direkten Verbrauch von Kohlenstoff in Form von Kohlenhydratmolekülen. Autotrophen erhalten Nährstoffe, indem sie ihre eigenen organischen Materialien produzieren, wenn sie Kohlendioxid aufnehmen und in Kohlenhydrate umwandeln.
Lichtenergiequelle
Bakterien benötigen eine externe Energiequelle in Form von Lichtenergie oder chemischer Energie, um ihren Stoffwechsel anzutreiben. Dies ist ein weiterer Faktor, der ihre Fütterungsmethode bestimmt. Phototrophen sind Bakterien, die Lichtenergie verbrauchen. Sowohl Photoheterotrophe als auch Photoautotrophe erfordern Sonnenlicht. Photoheterotrophe nutzen Sonnenlicht, um Energie bereitzustellen und organische Verbindungen aus ihrer Umgebung als Kohlenstoffquelle zu nutzen. Wie Cyanobakterien setzen Photoautotrophen Lichtenergie in Form von Sonnenlicht und Kohlendioxid aus ihrer Umgebung ein und verwenden sie beide, um durch Photosynthese Kohlenhydrate zu produzieren.
Chemische Energiequelle
Anstelle von Sonnenlicht setzen manche Bakterien auf Reaktionen mit anorganischen chemischen Verbindungen als Energiequelle. Mit chemischer Energie versorgte Bakterien werden als Chemotrophe bezeichnet. Chemoheterotrophe verwenden organische oder anorganische Verbindungen als Energiequelle. Wie Photoheterotrophe müssen sie auch Kohlenhydrate in Form organischer Verbindungen aufnehmen. Chemoautotrophe verwenden chemische Energie, um Kohlenhydrate aus Kohlendioxid in einem Prozess zu produzieren, der als Chemosynthese bezeichnet wird.
Bakterienzellstruktur
Bakterienzellen sind durch eine Zellhülle gebunden, die aus einer inneren zytoplasmatischen Membran und einer äußeren Zellwand besteht. Die Zellwand ist starr und gibt Bakterien wie die Zellwand in Pflanzenzellen ihre Form. Im Gegensatz zu Pflanzen-, Tier-, Protisten- oder Pilzzellen haben Bakterien keine membrangebundenen Organellen oder einen Zellkern. Der Mangel an Organellen verhindert, dass Bakterien Partikel durch Endozytose oder Phagozytose einlagern, Techniken, die von eukaryotischen Zellen verwendet werden, um externe Materialien einzuhüllen und in die Zelle zu bringen.
Nährstoffaufnahme
Bakterien sind auf Diffusion angewiesen, um Moleküle durch die zytoplasmatische Membran in die Zelle zu befördern. Bakterien scheiden auch Enzyme aus, um Moleküle außerhalb der Zelle aufzulösen, damit sie durch Diffusion durch die Membran gelangen können. Dies ist ein Prozess, bei dem sich Moleküle von einem Bereich höherer Konzentration in einen Bereich niedrigerer Konzentration bewegen. Manchmal muss die einfache Diffusion von Proteinen unterstützt werden, damit Moleküle in die Zelle gelangen können. Dieser Vorgang wird als erleichterte Diffusion bezeichnet. Eine andere Methode - der aktive Transport - benötigt Energie, um Moleküle zu transportieren, um den Konzentrationsgradienten zu überwinden und Partikel durch die Membran passieren zu lassen.