Микроорганизмларнинг озиқланиш типлари. Гетеротрофлар томонидан со

2. Хемотрофлар (энергия манбаи бўлиб анорганик ва органик бирикмалар ишлатилади).
2.1. Хемолитоавтотрофия типида овқатланиш H₂, NN₃⁺ _, NO₂^- _, Fe²⁺, H₂S, S, SO₃^2-, S₂O₃^2-, СO ва бошқа анорганик бирикмаларни оксидланишидан энергияни олади. Бу жараён хемосинтез деб аталади. Углеродни хемолитоавтотрофлар СО₂ дан олади.


Хемосинтез (темир ва нитрификацияловчи бактерияларда) С.Н.Виноградский томонидан кашф қилинган.
Хемолитоавтотрофия аммиак ва нитритларни оксидлайдиган нитрификацияловчи бактериялар, сероводородни, элементар олтингугуртнинг ва олтингугуртни баъзи оддий бирикмаларини оксидлайдиган олтингугурт бактериялари томонидан, водородни сувгача оксидлайдиган, икки валентли темирни уч валентли темиргача

Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. М.:ДРОФА. 2006

оксидлайдиган ва ҳоказо бактериялар томонидан амалга оширилади.

2NН₃ + 3O₂ = 2НNO₂ + 2N₂O + 658 kJ.
2NNO₂ + O₂ = 2НNO₃ + 180 kJ.
4FeSO₃ + 6Н₂O + O₃ = 4Fe(OН)₃ + 4SO₂ + 167 kJ
2N₂ + O₂ → 2N₂O + 575 kJ.
Олтингугурт бактериялари Н₂S ҳосил бўладиган сув ҳавзаларида кенг тарқалган. Булар Н₂S → S→ Н₂SО₄ гача оксидлайди.
2Н₂S + О₂ = 2Н₂О + S₂.
S₂ + 2Н₂О + ЗО₂ = 2Н₂SО₄ + 479 кЖ.
2.2. Хемоорганогетеротрофия типида овқатланиш керакли энергияни ва углеродни органик моддалардан оладиган микроорганизмларга хосдир. Буларга тупроқда ва бошқа субстратларда яшовчи аэроб ва анаэроб микроорганизмлар киради.
Хемоорганогетеротрофларни ўлик органик материаллар ҳисобига яшовчи сапрофитларга ва тирик организмлар тўқималарида яшовчи паразитларга ажратилади. Бу иккинчи усулни паратрофия дейилиб, паратроф микроорганизмлар фақат ҳужайра ичида яшовчи облигат бактериялар бўлиб хўжайин ҳужайрасидан ташқарида яшай олмайди (риккецийлар ва бошқа бактериялар).
Юқорида тавсиф берилган овқатланиш типларидан микроорганизмлар орасида энг кўп тарқалгани - фотолитоавтотрофия ва хемоорганогетеротрофия типидаги овқатланишлардир. Биринчи тип овқатланиш олий ўсимликлар, сув ўтлари ва бир гуруҳ бактерияларга, иккинчи типдаги овқатланиш бактерияларнинг бошқа махсус шароитда яшайдиган гуруҳларига хос.
Кўпгина микроорганизмларга бир тип овқатланишдан иккинчи типига ўтиши мумкинлиги аниқланган. Масалан, водород бактерияларни маълум шароитда (муҳитдаги углевод ва органик кислоталарда кислородни борлиги) хемолитоавтотрофия типидан хемоорганогетеротрофия типига ўтиши аниқланган.
Микроорганизмларнинг овқатланиши ва типлари ҳақида бошқа бир манбаларда қуйидагича талқин этилади ( Иноғомова,1983).
Барча яшил ўсимликлар, кўк-яшил сув ўтлари, қирмизи ва яшил рангли олтингугурт бактериялари — фотолитотрофлар, нитрификаторлар — хемолитотрофлар, ҳайвонлар ва кўпчилик микроорганизмлар — хемоорганотрофлардир. Озиқланишнинг энг кенг тарқалган тури гетеротроф, яъни тайёр органик моддалар билан озиқланишдир.
Гетеротрофлар орасида сапрофитлар қолдиқ органик моддалар билан озиқланса, паразитлар тирик организмлар ҳисобига озиқланади. Гетеротрофлардан ташқари, автотроф микроорганизмлар ҳам бор. Булар хемосинтез, фотосинтез, фоторедукция ҳисобига ўзи органик моддалар ҳосил қилади. Хемосинтез процессида СО₂ ва Н₂О дан ажралиб чиққан кимёвий энергия ҳисобига органик модда ҳосил бўлади, бунда NН₃NО₂НNО₃ гача оксидланади (нитрификаторларда) ёки FеSО₃  Fе(ОН)₃ айланади (темир бактерияларда). Бу процессларда ажралган энергия ҳисобига хемосинтез процесси амалга ошади.
Автотрофлар Н₂Н₂О гача оксидлайди, у тубандаги тэнглама бўйича амалга ошади: 2Н₂ + 0₂ 2Н₂О  575 кЖ.
Тупроқдаги баъзи микроорганизмлар (Vast. rantotropus ва Vast.olygocarbophilus) углеродни органик моддалардан ёки S0₂ дан олади. Водород бактериялари молекуляр ҳолдаги Н₂ ни оксидлайди. Булар орасида анаэроблар, факултатив анаэроблар ва аэроблар бор. Бу бактерияларни 1906 - йилда Лебедев ва Казерерлар текширганлар.
Водород бактериялари автотрофларга кириб, рангсиз, спора ҳосил қилмайди, оддий сунъий муҳитда (таркибида азот, аминокислоталар бўлганда) бемалол ўса олади. Озиқ муҳитига С, Р, Мg, К, Са ва микроэлементлардан Fе, Ni қўшилади, муҳит рН = 6,5—7,5 ва температура 28—35° да яхши ўсади.
Водород бактериялари тубандаги газлар аралашмасида тез ўсади: СО₂-10%, 0₂ - 10-30%, Н₂ – 60-80%. Реакция тубандагича боради:
Н₂+1/20₂Н₂О; ΔФ = -23,5.10⁴ Ж ёки 6Н₂+20₂ + С0₂ СН₂0]+5Н₂0.
Ферментлардан гидрогеназа ва АТФ иштирок этади. Бу бактериялар учун зарур бўлган Н₂ ва О₂ сувнинг электролизидан, С ва Н чиқинди моддалардан олинади.
Водород бактериялари сифатли оқсил синтезлаш хусусиятига эга бўлганлиги учун космик кемалардаги муҳит учун муҳим аҳамиятга эга. Фоторедукцияни олтингугуртни оксидловчи яшил ва қирмизи ранг бактериялар амалга оширади. Булар Н₂S ни ўзлаштириб, уни ёруғлик энергияси ҳисобига оксидлайди.
Ҳақиқий фотосинтез процессини, яъни Н₂О ва СО₂ ва ёруғлик энергиясидан фойдаланиб органик модда ҳосил қилиш ва оз миқдорда кислород ажратиш процессини тубан ўсимликлардан яшил сувўтлар ва содда ҳайвонлардан яшил эвглена амалга оширади.
Баъзи бактериялар организмдан ташқарида учрамайди. Масалан, дифтерия таёқчаси, заҳм касаллигининг спирохетаси ва бошқалар; кейингилари паразит ва сапрофит ҳолда яшай олади. Масалан, куйдирги ярасини вужудга келтирувчи Vas. anthracis сунъий озиқа муҳтида сапрофит каби яхши ўсади. Баъзи вакиллари масалан, целлюлозани парчаловчилар қаерда целлюлоза бўлса, ўша ерда учрайди. Бактерияларни ўстириш учун махсус озиқа муҳити керак. Сапрофит микроорганизмлар учун гўшт-пептон-желатинали ва гўшт-пептон-агарли субстратдан фойдаланилади.
Микроорганизмларнинг углерод билан озиқланиши. Углерод манбаларига кўра, микроорганизмлар автотроф, яъни углеродни анорганик моддалардан ўзлаштирувчиларга ва гетеротроф, яъни углеродни органик ҳолда ўзлаштирувчиларга бўлишини юқорида ҳам айтиб ўтилган эди. Турли шакарлар, спиртлар, органик кислоталар, углеводородлар булар учун асосий озиқа манбаи бўлади.
Энг яхши озиқа таркибида оксидланган-СН₂ОН-СНОН-СОН гуруҳлари бўлган (спиртли группага эга) углерод манбаларидир, шунинг учун бундай гуруҳларга эга бўлган глицерин, маннит, шакарлар ва бир қатор органик кислоталар энг яхши озиқ манбаи ҳисобланади. Табиатда полисахаридлардан целлюлоза ва крахмал кўп. Бу моддаларнинг структура элементи бўлган глюкозани кўп микроорганизмлар ишлатади.
Умуман микроорганизмлар бошқа органик бирикмаларни ҳам ўзлаштириш қобилиятига эгадир. Чумоли кислота (НСООН) ва шовул кислота (СООН-СООН) фақат баъзи микроорганизмлар томонидан ўзлаштирилади, холос.
Тўла қайтарилган углерод бирикмалари (СН₃, СН₂ радикалларига эга моддалар) микроорганизмлар томонидан анча қийин ўзлаштирилади. Метил ва метилен группаларини тутувчи моддалар газ ҳолатидаги углеводородлар, парафин, олий ёғ кислоталари (Aspergillus flavus) ва ҳоказолар қийин ўзлаштирилади. В. О. Таусон ҳам 1925- йилдан бошлаб то 1935 йилгача углеводородларни оксидловчи бактериялар ва замбуруғлар устида иш олиб боради ва уларни икки гуруҳга: аэроблар ва анаэробларга ажратади. У парафинларнинг Asp. flavus томонидан парчаланишини ва оралиқ маҳсулот — мураккаб эфирлар ҳосил бўлишини кузатган. Толуол, бензол ва ксилолни парчаловчи микроорганизмлар турларини аниқлайди. Баъзи бошқа тур микроорганизмлар эса 2 ҳалқали (дефинил, нафталинни), учинчилари уч ҳалқали (фенантрен ва антрацен) углеводородларни ҳам парчалайди. Таусон нефт, терпинлар ва смолаларнинг оксидланишини ҳам аниқлаган. Унинг бу ишлари гетеротроф микроорганизмларда моддалар алмашинуви процесси ниҳоятда хилма-хил эканлигини кўрсатади.