Obtención de energía

 

 Quimiotrófo. La energía se obtiene de compuestos químicos externos.

 Fototrófo. La energía se obtiene de la luz.

 

Quimiolitotrofia

La quimiolitotrofía es un tipo de metabolismo en la cual la energía se obtiene de la oxidación de compuestos inorgánicos. La mayoría de los organismos quimiolitotrofos son también autótrofos. La quimiolitotrofía tiene dos funciones importantes: la generación de la energía (ATP) y la generación de potenciales reductores (NADH).

 

Fototrofia

Muchos microorganismos son capaces de usar la luz como fuente de la energía (fototrofía). De éstos, Cyanobacteria y las algas son particularmente significativas porque son oxigénicas, usando agua como donador de electrones para la transferencia del electrón durante la fotosíntesis. Junto con las plantas, estos microorganismos son responsables de toda la generación biológica de oxígeno sobre la Tierra. En cierto sentido, todos los generadores biológicos de oxígeno descienden de estos microorganismos puesto que los cloroplastos fueron adquiridos por endosimbiosis de un linaje de Cyanobacteria. Así, los principios generales del metabolismo en Cyanobacteria se pueden también aplicar a los cloroplastos.

 

 

Utilización de Oxigeno.

 

Afecta  directamente en el proceso de la respiración celular, debido a condiciones de supervivencia ya que  surgió en la evolución después de que la fotosíntesis liberó a la atmósfera oxígeno, el cual había sido muy escaso hasta entonces, a partir de ello comienza la separación de los grupos denominados  Aerobia y Anaerobia.

 

¿Cómo se realiza la respiración Aerobia?

 

La respiración aerobia es la que utiliza oxígeno para extraer energía de la glucosa. Se efectúa en el interior de las células, en los orgánulos llamados mitocondrias.

El proceso es el siguiente:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Durante el proceso respiratorio, parte de la energía contenida en la glucosa pasa a las moléculas de ATP (trifosfato de adenosina). Con esta energía se alimentan, excretan los desechos, se reproducen y realizan todas las funciones que les permiten vivir. Tanto el dióxido de carbono como el agua salen de la célula y del cuerpo del ser vivo (Si se trata de un organismo pluricelular) por que constituyen sustancias de desecho. La energía puede utilizarse de inmediato o almacenarse para su uso posterior.

Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo cual la respiración se efectúa en su citoplasma. En el resto de los organismos pertenecientes a los 4 reinos (Protistas, hongos, plantas y animales) si existen estos orgánulos.

Algunas células tienen más mitocondrias que otras; por ejemplo, las neuronas, las células musculares y los espermatozoides requieren de altas cantidades de energía y por ello tienen numerosas mitocondrias.

 

¿Cómo se realiza la respiración Anaerobia?

 

La respiración anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiración anaerobia también se le llama fermentación. Probablemente la respiración anaerobia más conocida sea la de las levaduras de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), que son hongos unicelulares.

 

Las levaduras utilizan la energía para realizar todas sus funciones; el etanol permanece en el líquido y el dióxido de carbono, por ser un gas, se incorpora al aire.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Características de los organismos anaerobios

 

Existen 2 tipos de organismos anaerobios; los estrictos y los facultativos. 

 

• Estrictos

Los estrictos mueren en presencia del oxígeno, por lo cual existen en las profundidades de la corteza terrestre y del mar, donde no hay oxígeno, y en el intestino de muchos animales, incluido el nuestro (en esos sitios no abunda el oxígeno). 

 

• Facultativos

Los organismos anaerobios facultativos también pueden realizar la respiración aerobia si se  encuentran en presencia de oxígeno.

La fermentación cumple con una función ecológica al descomponer los cuerpos de los seres que mueren; innumerables especies de hongos y bacterias se encargan de esa tarea. Cuando en el lugar donde viven estos microorganismos las condiciones del medio se vuelven difíciles cubren su cuerpo con una capa protectora y se convierten en esporas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Utilización de Nitrógeno.

 

El nitrógeno es un elemento requerido para el crecimiento por todos los sistemas biológicos. Aunque es extremadamente común en la atmósfera en forma de gas (N2) es generalmente inaccesible biológicamente debido a su alta energía de activación. En toda la naturaleza solamente las bacterias especializadas son capaces de la fijación de nitrógeno, convirtiéndolo en amoníaco (NH3) que es asimilado fácilmente por todos los organismos. Éstas bacterias, por lo tanto, son muy importantes ecológicamente y son a menudo esenciales para la supervivencia de ecosistemas enteros. Esto es especialmente cierto en el océano, en donde las cianobacterias fijadoras de nitrógeno son menudo las únicas fuentes de nitrógeno. También es muy importante en el suelo, existiendo simbiosis especializadas entre legumbres y bacterias fijadoras de nitrógeno, imprescindibles para el crecimiento de estas plantas.

La fijación de nitrógeno se puede encontrar en casi todos los linajes bacterianos y clases fisiológicas pero no es una característica universal. Puesto que la enzima nitrogenada, responsable de la fijación de nitrógeno, es muy sensible al oxígeno que la inhibirá irreversiblemente, todos los organismos fijadores de nitrógeno deben tener un cierto mecanismo para mantener la concentración de oxígeno baja. Las posibilidades incluyen:

• Heterocistos en los agregados o filamentos celulares de cianobacterias  en donde una célula no realiza la fotosíntesis sino que solamente fija el nitrógeno para sus socias que a cambio la proveen de energía.

• Nódulos en las raíces de las plantas en donde la planta le proporciona oxígeno a la bacteria a través de moléculas de leghemoglobina.

• Forma de vida anaerobia

• Metabolismo muy rápido.

La producción y actividad de la nitrogenasa se regula muy en detalle, tanto porque la fijación de nitrógeno es un proceso extremadamente costoso energéticamente como por la sensibilidad extrema de la nitrogenasa al oxígeno.

El nitrógeno y el azufre se encuentran en los compuestos orgánicos de la célula, principalmente en forma reducida como grupos amino y sulfhidrilo. Los microorganismos toman dichos elementos en diferentes estados de óxido reducción y pueden tener las siguientes funciones:

Fuente de nitrógeno y azufre, en cuyo caso son asimilados e incorporados al material celular.

La mayoría de los microorganismos fotosintéticos, muchas bacterias no fotosintéticas y los hongos, asimilan estos dos elementos en estado inorgánico como NO3 - y SO4=, y su utilización implica una reducción preliminar; de nitratos a amoníaco y de sulfatos a

Sulfuro para su incorporación al material celular, este proceso se conoce como reducción asimiladora de nitratos o de sulfatos.

 

 

Estilos de vida.

 

Metanógenas:

Los metanógenos son microorganismos procariontes que viven en medios

estrictamente anaerobios y que obtienen energía mediante la producción de gas

natural, el metano (CH4). Gracias a esta característica, este tipo de organismo tiene

una gran importancia ecológica, ya que interviene en la degradación de la materia

orgánica en la naturaleza, y en el ciclo del carbono. Se encuentran en ambientes

anaerobios ricos en materia orgánica: Sedimentos marinos y de agua dulce,

pantanos, ciénagas, fuentes termales, rumen e intestino de los animales.

Géneros representativos: Methanospirillum, Methanobacterium, Methanopyrus,

Methanocaldococcus, Methanosarcina.

 

Acidófilas:

Un acidófilo un organismo, o la estructura del cual, que se desarrolla preferentemente en un medio ácido. Suele tratarse de bacterias y otros organismos muy simples que son capaces de desarrollarse en condiciones de pH demasiado bajo para la mayoría de formas de vida. Forman parte así, de la familia de organismos extremófilos, es decir, que viven en condiciones extremas

Son organismos que se desarrollan preferentemente en un medio ácido. Suele tratarse de bacterias y otros organismos muy simples que son capaces de desarrollarse en condiciones de pH demasiado bajo para la mayoría de formas de vida.
Se encuentran comúnmente se encuentran en lugares naturales como grietas volcánicas submarinas, aguas termales y otros lugares, normalmente húmedos, donde el pH está muy por debajo del agua neutra (pH=7). También se encuentran en el jugo gástrico de la persona.

 

Termófilas:

El término termófilo se aplica a organismos vivos que pueden soportar condiciones

extremas de temperatura relativamente altas, por encima de los 45ºC. Es un subtipo

de vida extremó fila. Estos organismos tienen una tasa de crecimiento rápida pero de

corta duración. Ejemplos de este tipo son los organismos vivos que se desarrollan al

lado de las fumarolas o chimeneas hidrotermales en las profundidades del océano

como el anélidoRiftia pachyptila y también algunos microorganismos como las 

bacterias metan genas que se desarrollan en las mismas condiciones.

 

Termoacidófilos:

Estos son aquellos que habitan en condiciones de acides extrema, la mayoría de veces en los pantanos sulforosos. Incluye tres géneros que viven a elevada temperatura y pH ácidos (acidez extrema) Ferroplasma, Picrophilus y Thermoplasma.

 

Halófilas:

Halófilo es el adjetivo que se aplica a los organismos que viven en medios con

presencia de gran cantidad de sales. La palabra está formada con los términos 

griegos halos, sal, y filo, amante de, por lo que literalmente significa amante de

la sal.

Los organismos halófilos son extremófilos ya que viven en condiciones extremas,

en este caso, en entornos con mucha sal como zonas litorales, salinas y lagunas

salobres.

En organismos normales, la sal hace que mueran por deshidratación debido a la

ósmosis. Si el entorno es salino, con mucha concentración de sales, el agua del

interior de las células tiende a salir hacia su exterior. Es decir, se desecan y mueren.

 

 

 

 

Psicrófilos.

Se denomina psicrófilos a los organismos capaces de vivir a temperaturas por 

debajo de los 5 °C. A veces se los llama criófilos (amantes del hielo). Sus

temperaturas mínimas de desarrollo van de −5 a +5 °C, sus temperaturas

óptimas de desarrollo se encuentran entre 12 y 15 °C y sus temperaturas

de desarrollo máximas son de 15 a 20 °C

Hay dos tipos de psicrófilos:

1. Psicrófilos obligados. Su temperatura óptima está en torno a los 15-1 °C, aunque viven perfectamente a cero grados e incluso a temperaturas más bajas; un ejemplo es Flavobacterium. Hay algunos cuya temperatura óptima es aún más baja, los psicrófilos extremos; un ejemplo es Polaromonas vacuolata, que vive en las aguas de la Antártida; su temperatura óptima es de 4 °C y no sobrevive por encima de 14 °C.

2. Psicrófilos facultativos. Como su nombre indica, tienen la facultad de resistir el frío, pero su temperatura óptima es más alta, en torno a los 20-30 °C. Estos organismos son los culpables de que los alimentos se estropeen en los frigoríficos.

 

Mesófilos:

El término mesófilo, usado sobre todo en el campo de la microbiología, se refiere a un organismo cuya temperatura de crecimiento óptima está entre los 15 y los 35 °C (un rango considerado moderado). El hábitat de los organismos mesófilos incluye el suelo, el cuerpo de un animal, etc. Su temperatura óptima de crecimiento se encuentra en los 37 °C, la temperatura normal de un cuerpo humano.