Литотрофы (от , «камень» и , «пища») — организмы, для которых донорами электронов, необходимых для процессов биосинтеза (например, фиксации углерода) или запасания энергии (например, синтеза АТФ), через аэробное или анаэробное дыхание, являются неорганические веществаZwolinski, Michele D. «Lithotroph .» Weber State University. p. 1-2.. Противопоставлены органотрофам. Хемолитотрофия обнаружена только среди архей и бактерий. Фотолитотрофами являются многие протисты и высшие растения, чьи пластиды (потомки цианобактерий) используют в качестве донора электронов воду. Литотрофы могут образовывать симбиотические отношения, и в этом случае они называются "прокариотическими симбионтами". Примером таких отношений может служить симбиоз хемолитотрофных бактерий с гигантскими многощетинковыми червями или пластиды внутри растительных клеток, которые могли произойти от фотолитотрофных бактерий, подобных цианобактериям (см. Симбиогенез).

История Термин предложен в 1946 Львовым с сотрудникамиLwoff, A., C.B. van Niel, P.J. Ryan, and E.L. Tatum (1946). Nomenclature of nutritional types of microorganisms. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5th edn.), Vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, pp. 302–303, .. Классификация Хемолитотрофы — неорганические доноры электронов окисляются в клетке, и электроны используются как источник энергии в ЭТЦ для создания протонного градиента. Хемолитоавтотрофы. Большинство хемолитотрофов способны фиксировать CO2 через цикл Кальвина, превращая его в глюкозу, являясь, таким образом, автотрофами. Такой процесс получения органического вещества из СО2 за счет энергии окисления неорганических веществ получил название хемосинтеза, по аналогии с фотосинтезом. Такая форма метаболизма была впервые описана микробиологом Сергеем Виноградским. Хемолитогетеротрофы не имеют возможности фиксировать углекислый газ, как источник углерода, и должны потреблять органические соединения из окружающей среды. Из-за такой зависимости строгие хемолитогетеротрофы крайне редко встречаются.

Хемолитоавтотрофы могут быть облигатными или факультативными (миксотрофы). Факультативные хемолитоавтотрофы используют органические вещества в дополнение к их способности к фиксации углерода. Большинство хемолитоавтотрофов являются миксотрофными.

Фотолитотрофы — используют энергию света, а неорганические доноры электронов используют только в восстановительных реакциях биосинтеза. Фотолитоавтотрофы. К фотолитотрофным организмам относятся фотосинтетические бактерии. Фотолитотрофные бактерии найдены среди пурпурных серных бактерий (), зеленых бактерий (Chlorobiaceae и Chloroflexi), прохлорофиты и цианобактерии. Пурпурные и зеленые серные бактерии окисляют сульфид, элементарную серу, сульфит, ионы двухвалентного железа (Fe2+) или водород (Н2). Цианобактерии и прохлорофиты получают восстановительные эквиваленты при окислении воды до кислорода. Электроны полученные от неорганического донора электронов не используются для синтеза АТФ, а используются в биосинтетических реакциях. Некоторые фотолитотрофы переключают свой метаболизм на хемоорганотрофный в темноте. Фотолитогетеротрофы - не встречаются.

Представители Литотрофами являются некоторые представители Бактерий и Архей.

Хемолитотрофами являются

НазваниеПредставителиИсточник энергии и электроновАкцептор дыхательной цепиЖелезобактерии Acidithiobacillus ferrooxidansFe2+ → Fe3+ + e-O (кислород) → HO (вода)Клубеньковые бактерииNitrosomonasNH3 (аммиак) → NO (нитрит) + e-Zwolinski, Michele D. "Lithotroph ." Weber State University. p. 7.O (кислород) → HO (вода)Нитрифицирующие бактерииNitrobacterNO (нитрит) → NO (нитрат) + e-"Nitrifying bacteria ." PowerShow. p. 12.O (кислород) → HO (вода)Хемотрофные пурпурные серные бактерииHalothiobacillaceae S (сульфид) → S (сера) + e-O (кислород) → HO (вода)Серные бактерииХемотрофные Rhodobacteraceae и ThiotrichaceaeS (сера) → SO (сульфат) + e-O (кислород) → HO (вода)Аэробные водородные бактерииCupriavidus metalliduransH2 (водород) → H2O (вода) + e- O (кислород) → HO (вода)Аэробные карбоксидобактерииPseudomonas carboxydovoransугарный газ (CO) → углекислый газ (CO2) + e-O (кислород) → HO (вода)Анаэробные окислители аммонияPlanctomycetesNH3 (аммиак) → N (азот) + e-NO (нитрит)Тионовые бактерииThiobacillus denitrificansS (сера) → SO (сульфат) + e-Zwolinski, Michele D. "Lithotroph ." Weber State University. p. 3.NO (нитрат)КарбоксидобактерииPseudomonas carboxydoflavaугарный газ (CO) → углекислый газ (CO2) + e-NO (нитрат)Сульфатредуцирующие бактерииDesulfotignum phosphitoxidansPO (фосфит) → PO (фосфат) + e-сульфат(SO)Гидрогенотрофные метаногеныMethanothermobacter marburgensisH2 (водород) → H2O (вода) + e-CO2 (углекислый газ)Автотрофные гомоацетогеныClostridium thermoaceticumH2 (водород) → H2O (вода) + e-CO2 (углекислый газ)Гидрогеногенные карбокситрофные бактерииCarboxydothermus hydrogenoformansугарный газ (CO) → углекислый газ (CO2) + e-HO (вода) → H (водород)Гидрогеногенные формиатотрофные бактерииThermococcus onnurineusформиат (HCOO-) → углекислый газ (CO2) + e-HO (вода) → H (водород)

См. также Автотрофы Эндолиты Гетеротрофы Органотрофы

Примечания

Категория:Трофическая экология Категория:Микробиология Категория:Метаболизм