केमोट्रोफ़्स: विशेषताएं और प्रकार - जीवविज्ञान - 2025

Chemotrophs या रसायन संश्लेषी जीवों के रूप में इस्तेमाल कम अकार्बनिक यौगिकों जीवित रहने के लिए का एक समूह है एक कच्चे माल, के लिए बाद में उपयोग जो प्राप्त ऊर्जा से यह सांस की चयापचय में।

यह गुण जो इन सूक्ष्मजीवों को जटिल यौगिकों को उत्पन्न करने के लिए बहुत सरल यौगिकों से ऊर्जा प्राप्त करना है, उन्हें रसायन विज्ञान के रूप में भी जाना जाता है, यही कारण है कि इन जीवों को कभी-कभी रसायन विज्ञान भी कहा जाता है।

नाइट्रोबैक्टर, किमोट्रोफिक बैक्टीरिया का एक जीनस है

एक और महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि इन सूक्ष्मजीवों को कड़ाई से खनिज मीडिया में और प्रकाश के बिना बढ़ने से बाकी से अलग किया जाता है, इसलिए उन्हें कभी-कभी कीमोलाइट्रॉफ़ कहा जाता है।

विशेषताएँ

वास

हॉट स्प्रिंग्स, केमोसाइनेटिक बैक्टीरिया का निवास स्थान

ये जीवाणु रहते हैं जहां 1% से कम सूर्य के प्रकाश का प्रवेश होता है, अर्थात् वे अंधेरे में पनपते हैं, लगभग हमेशा ऑक्सीजन की उपस्थिति में।

हालांकि, केमोसाइनेटिक बैक्टीरिया के विकास के लिए आदर्श स्थल एरोबिक और एनारोबिक स्थितियों के बीच संक्रमण परतें हैं।

सबसे आम साइटें हैं: गहरी तलछट, पनडुब्बी राहत का वातावरण या समुद्र के मध्य भाग में स्थित पनडुब्बी ऊंचाई में, जिसे मध्य महासागर की लकीरें कहा जाता है।

ये बैक्टीरिया चरम स्थितियों के साथ वातावरण में जीवित रहने में सक्षम हैं। इन स्थलों पर हाइड्रोथर्मल वेन्ट्स हो सकते हैं जहाँ से गर्म पानी बहता है या यहाँ तक कि मैग्मा बहिर्वाह भी होता है।

वातावरण में कार्य

पारिस्थितिक तंत्र में ये सूक्ष्मजीव आवश्यक हैं, क्योंकि वे इन vents से निकलने वाले जहरीले रसायनों को भोजन और ऊर्जा में बदल देते हैं।

यही कारण है कि रासायनिक खाद्य पदार्थों की वसूली में रसायन विज्ञान के जीव एक मौलिक भूमिका निभाते हैं और ऊर्जा को बचाते हैं, अन्यथा, खो जाते हैं।

यही है, वे ट्रॉफिक श्रृंखला या खाद्य श्रृंखला के रखरखाव को बढ़ावा देते हैं।

इसका मतलब है कि वे एक जैविक समुदाय की विभिन्न प्रजातियों के माध्यम से पोषण पदार्थों के हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं, जिसमें प्रत्येक एक पिछले एक पर फ़ीड करता है और अगले के लिए भोजन होता है, जो संतुलन में एक पारिस्थितिकी तंत्र को बनाए रखने में मदद करता है।

ये बैक्टीरिया दुर्घटनाओं से दूषित कुछ पारिस्थितिक वातावरण के बचाव या सुधार में भी योगदान करते हैं। उदाहरण के लिए, तेल फैल क्षेत्रों में, अर्थात्, इन मामलों में ये बैक्टीरिया विषाक्त कचरे के इलाज के लिए इसे सुरक्षित यौगिकों में बदलने में मदद करते हैं।

वर्गीकरण

केमोसाइनेटिक या केमोट्रोफिक जीवों को केमोआटोट्रॉफ़्स और केमोहेटरोट्रॉफ़्स में वर्गीकृत किया जाता है।

Chemoautotrophs

वे सीओ _{2 का} उपयोग कार्बन स्रोत के रूप में करते हैं, जिसे केल्विन चक्र के माध्यम से आत्मसात किया जाता है और सेलुलर घटकों में परिवर्तित किया जाता है।

दूसरी ओर, वे कम सरल अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जैसे: अमोनिया (एनएच ₃), डायहाइड्रोजेन (एच ₂), नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (एनओ ₂ ^-), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच ₂ एस)। सल्फर (S), सल्फर ट्राइऑक्साइड (S ₂ O ₃ ^-) या आयरन आयन (Fe ₂ ⁺)।

अर्थात्, अकार्बनिक स्रोत के ऑक्सीकरण के दौरान ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन द्वारा एटीपी उत्पन्न होता है। इसलिए, वे आत्मनिर्भर हैं, उन्हें जीवित रहने के लिए दूसरे जीवित होने की आवश्यकता नहीं है।

Chemoheterotrophs

पिछले वाले के विपरीत, ये जटिल कम कार्बनिक अणुओं के ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जैसे कि ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से ग्लूकोज, बीटा ऑक्सीकरण के माध्यम से ट्राइग्लिसराइड्स और ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन के माध्यम से अमीनो एसिड। इस तरह वे एटीपी अणु प्राप्त करते हैं।

दूसरी ओर, chemoheterotrophic जीव CO _{2 का} उपयोग कार्बन स्रोत के रूप में नहीं कर सकते हैं, जैसा कि केमोआटोट्रॉफ़िक जीव कर सकते हैं।

कैमोट्रोफिक बैक्टीरिया के प्रकार

रंगहीन सल्फर बैक्टीरिया

जैसा कि उनके नाम का अर्थ है, वे बैक्टीरिया हैं जो सल्फर या इसके कम किए गए डेरिवेटिव को ऑक्सीकरण करते हैं।

ये जीवाणु सख्ती से एरोबिक होते हैं और हाइड्रोजन सल्फाइड को बदलने के लिए जिम्मेदार होते हैं जो कार्बनिक पदार्थों के अपघटन में उत्पन्न होते हैं, इसे सल्फेट (एसओ ₄ ^-2) में परिवर्तित करने के लिए, एक यौगिक जो अंततः पौधों द्वारा उपयोग किया जाएगा।

एच ⁺ प्रोटॉन के जमा होने के कारण सल्फेट मिट्टी को लगभग 2 के पीएच तक फैला देता है और सल्फ्यूरिक एसिड बनता है।

इस विशेषता का उपयोग अर्थव्यवस्था के कुछ क्षेत्रों द्वारा किया जाता है, विशेष रूप से कृषि में, जहां वे अत्यंत क्षारीय मिट्टी को सही कर सकते हैं।

यह मिट्टी में पाउडर सल्फर को शुरू करने से किया जाता है, ताकि उपस्थित विशेष बैक्टीरिया (सल्फोबैक्टीरिया) सल्फर को ऑक्सीकरण करें और इस तरह कृषि के लिए उपयुक्त मानों के लिए मिट्टी के पीएच को संतुलित करें।

सभी सल्फर ऑक्सीकरण करने वाले केमोलिट्रोफिक प्रजातियां ग्राम-नकारात्मक हैं और फ़ाइलम प्रोटोबैक्टीरिया से संबंधित हैं। एक जीवाणु का एक उदाहरण जो सल्फर को ऑक्सीकरण करता है वह है एसिडिथियोबैसिलस थायोक्सिडंस।

कुछ बैक्टीरिया सेल के अंदर दानों के रूप में अघुलनशील तत्व सल्फर (S ⁰) को जमा कर सकते हैं, जिसका उपयोग सल्फर के बाहरी स्रोतों के कम होने पर किया जा सकता है।

नाइट्रोजन बैक्टीरिया

इस मामले में बैक्टीरिया कम नाइट्रोजन यौगिकों को ऑक्सीकरण करते हैं। दो प्रकार के होते हैं, नाइट्रोसीफाइंग बैक्टीरिया और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया।

पूर्व अमोनिया (एनएच 3) को ऑक्सीकरण करने में सक्षम हैं, जो कार्बनिक पदार्थों के अपघटन से नाइट्राइट्स (एनओ ₂) में परिवर्तित होते हैं, और बाद वाले नाइट्राइट्स नाइट्रेट्स (एनओ ₃ ^-) में परिवर्तित होते हैं, जो पौधों द्वारा उपयोग किए जा सकते हैं। ।

नाइट्रोसीफाइंग बैक्टीरिया के उदाहरण जीनस नाइट्रोसोमोनस हैं और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया जीनस नाइट्रोबेक्टर हैं।

लोहे का जीवाणु

ये बैक्टीरिया एसिडोफिलिक होते हैं, अर्थात, जीवित रहने के लिए उन्हें अम्लीय पीएच की आवश्यकता होती है, क्योंकि तटस्थ या क्षारीय पीएच फेरस यौगिकों को इन जीवाणुओं की उपस्थिति की आवश्यकता के बिना, अनायास ऑक्सीकरण करते हैं।

इसलिए, इन जीवाणुओं को फेरिक लौह यौगिकों (Fe ²⁺) को फेरिक (Fe ³⁺) में ऑक्सीकरण करने में सक्षम होने के लिए, माध्यम का पीएच आवश्यक रूप से अम्लीय होना चाहिए।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सीओ ₂ के निर्धारण में आवश्यक कम करने वाली शक्ति प्राप्त करने के लिए, लौह बैक्टीरिया रिवर्स इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रतिक्रियाओं में उत्पादित एटीपी के अधिकांश खर्च करते हैं ।

यही कारण है कि इन जीवाणुओं को विकसित होने में सक्षम होने के लिए बड़ी मात्रा में Fe ⁺² का ऑक्सीकरण करना पड़ता है, क्योंकि ऑक्सीकरण प्रक्रिया से बहुत कम ऊर्जा निकलती है।

उदाहरण: जीवाणु एसिडिथियोबैसिलस फेरोक्सिडंस अम्लीय पानी में मौजूद लौह कार्बोनेट को बदल देता है जो कोयले की खदानों से लोहे के ऑक्साइड में प्रवाहित होता है।

सभी लौह-ऑक्सीकरण करने वाले कीमोथ्रॉफिक प्रजातियां ग्राम-नकारात्मक हैं और फ़ाइलम प्रोटोबैक्टीरिया से संबंधित हैं।

दूसरी ओर, लोहे को ऑक्सीकरण करने वाली सभी प्रजातियां सल्फर को ऑक्सीकरण करने में भी सक्षम हैं, लेकिन इसके विपरीत नहीं।

हाइड्रोजन बैक्टीरिया

ये जीवाणु कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए आणविक हाइड्रोजन का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में करते हैं और सीओ _{2 का} उपयोग कार्बन स्रोत के रूप में करते हैं। ये बैक्टीरिया फेशियलेटिव केमोआटोट्रॉफ़ हैं।

वे मुख्य रूप से ज्वालामुखियों में पाए जाते हैं। निकेल अपने निवास स्थान में आवश्यक है, क्योंकि सभी हाइड्रोजन गैसों में इस यौगिक को एक धातु के रूप में पाया जाता है। इन जीवाणुओं में आंतरिक झिल्ली की कमी होती है।

अपने चयापचय में, हाइड्रोजन को प्लाज्मा झिल्ली में हाइड्रोजन में शामिल किया जाता है, प्रोटॉन को बाहर की ओर ट्रांसलेट करता है।

इस तरह, बाहरी हाइड्रोजन एक आंतरिक हाइड्रोजन के रूप में आंतरिक अभिनय में गुजरता है, जो NAD ⁺ को NADH में परिवर्तित करता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड और एटीपी के साथ मिलकर केल्विन चक्र से गुजरता है।

हाइड्रोगोमोनस बैक्टीरिया ऊर्जा स्रोतों के रूप में कई कार्बनिक यौगिकों का उपयोग करने में भी सक्षम हैं।

संदर्भ

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