Prokaryota - jsou to nejméně rozvinuté organismy v říši zvířat, rostlin a hub. Mají jednoduchou buněčnou strukturu, ale zároveň jsou schopni různých způsobů výživy. Živina prokaryotů může být tekutá nebo pevná a druhy výživy jsou způsobeny povahou stravy.
Základní druhy výživy prokaryotů zahrnují chemoorganotrofní, chemolitotrofní a fototrofní výživu. Chemoorganotrofní výživa se provádí tím, že prokaryota absorbuje a rozkládá organickou hmotu a získává energii pro svou životně důležitou činnost. Chemolitotrofní výživa je založena na použití anorganických sloučenin, jako je sirovodík nebo amoniak, jako dárců elektronů a zdrojů energie. Fototrofní výživa se zase provádí absorpcí světla a jeho přeměnou na chemickou energii.
Tabulka ve spodní části je zjednodušené srovnání tří typů výživy prokaryotů: chemoorganotrofní, chemolitotrofní a fototrofní. Tabulka uvádí hlavní charakteristiky každého druhu výživy, včetně zdroje energie, dárce elektronů a příkladů organismů, které provádějí tento druh výživy.
| Druh výživy | Zdroj energie | Dárce elektronů | Příklady organismů |
|---|---|---|---|
| Chemoorganotrofní výživa | Organická hmota | Organická sloučenina | Bakterie, kvasinky |
| Chemolitotrofní výživa | Anorganická sloučenina | Anorganická sloučenina | Amonifikátory, termoascetofily |
| Fototrofní výživa | Světlo | Anorganická sloučenina | Fototrofní bakterie, fototrofní řasy |
Prokaryota: způsoby výživy a klasifikace
Způsoby výživy prokaryotů jsou různé a závisí na jejich metabolických schopnostech. Existují tři hlavní způsoby stravování:
- Autotrofní výživa-prokaryoty získávají energii a organické sloučeniny vlastní syntézou. Mohou být fotoautotrofní (získávají energii ze světla) nebo chemoautotrofní (získávají energii z anorganických sloučenin).
- Heterotrofní výživa-prokaryota spotřebovává organické sloučeniny získané z vnějšího prostředí. Mohou to být paraziti (používají hostitelské organismy k výživě), saprofyty (rozkládají mrtvou organickou hmotu) nebo chemoorganotrofy (získávají energii z chemických sloučenin).
- Miksotrofní výživa-prokaryoty jsou schopny používat jak autotrofní, tak heterotrofní výživu, v závislosti na přítomnosti potravy v prostředí.
V závislosti na způsobu stravování mohou být prokaryoty klasifikovány do několika skupin:
- Fototrofy jsou prokaryoty, jejichž hlavním zdrojem energie je světlo. Patří mezi ně fotoautotrofní bakterie, glaciobakterie a další.
- Chemotrofy jsou prokaryoty, které získávají energii z chemických sloučenin (anorganických nebo organických). Patří mezi ně chemoautotrofní bakterie, chemoorganotrofní bakterie a další.
- Saprofyty jsou prokaryoty, které rozkládají mrtvou organickou hmotu. Živí se zbytky rostlin, zvířat a dalším organickým odpadem.
- Paraziti jsou prokaryoti, kteří používají hostitelské organismy k výživě a reprodukci.
Způsoby výživy prokaryotů jsou tedy rozmanité a umožňují jim přežít v různých podmínkách prostředí.
Autotrofy: heterocystické a fotoautotrofní bakterie
Heterocystické bakterie jsou skupinou autotrofních prokaryot, které mají speciální buňky zvané heterocysty. Heterocysty se nepodílejí na fotosyntéze, ale jsou schopny zachytit dusík z atmosféry a fixovat jej na dusičnany. Heterocysty poskytují dusík dalším buňkám v bakteriální kolonii.
Fotoautotrofní bakterie jsou autotrofní prokaryoty, které získávají energii pro fotosyntézu ze světla. Obsahují pigmenty, které absorbují světelnou energii a používají ji k fixaci oxidu uhličitého a produkci organických látek. Fotoautotrofní bakterie hrají důležitou roli v koloběhu uhlíku a kyslíku v přírodě.
Zde jsou některé příklady fotoautotrofních bakterií:
- Modrozelené řasy - obsahují pigmenty ve fotosyntetické membráně, které absorbují světelnou energii pro proces fotosyntézy;
- Fialové a zelené bakterie - obsahují také pigmenty, které poskytují energii pro fotosyntézu;
- Chemolitotrofní bakterie - jsou schopny oxidovat anorganické látky a využít získanou energii k fotosyntéze.
Chemoautotrofie: amoniakální a dusičnanová forma
Jedním typem chemoautotrofie je amoniakální forma. Prokaryota využívající tento způsob výživy získávají energii oxidací amonia na dusitan. Dusitan je pak oxidován na dusičnan nebo amonný může být použit přímo v procesu obnovy organických sloučenin.
Další běžnou formou chemoautotrofie je dusičnanová forma. V tomto případě prokaryota používají dusičnany jako zdroj energie. Dusičnany oxidují v procesu dýchání a získaná energie se používá k syntéze organických sloučenin.
| Chemoautotrofie | Zdroj energie | Zdroj uhlíku |
|---|---|---|
| Amoniakální forma | Amonium | Dusičnany nebo organické sloučeniny |
| Dusičnanová forma | Dusitan | Organická sloučenina |
Fotoautotrofie: fotosyntéza a typy pigmentů
Fotosyntéza je chemická reakce, při které se světelná energie přemění na chemickou energii uloženou ve formě molekul glukózy. Základní enzymatický komplex zodpovědný za fotosyntézu se nazývá fotosystém. Skládá se z molekul pigmentů schopných absorbovat světelnou energii - chlorofylů a dalších karotenoidů.
Chlorofyl - jsou to hlavní pigmenty, které poskytují fotosyntézu u rostlin a některých bakterií. Absorbují energii světla a používají ji k přeměně oxidu uhličitého a vody na glukózu - hlavní zdroj výživy pro rostliny. Chlorofyly mají zelenou barvu a dělí se na dva hlavní typy - chlorofyl A a chlorofyl B.
Karotenoidy - jedná se o další pigmenty, které spolupracují s chlorofyly na absorbování světelné energie. Mají různé barvy-červenou, oranžovou a žlutou. Karotenoidy pomáhají rostlinám absorbovat světlo v dalších pásmech a chrání chlorofyly před nadměrnou světelnou energií a světelným stresem.
Je důležité poznamenat, že fotoautotrofní organismy, jako jsou rostliny, bakterie a zelené řasy, využívají fotosyntézu k výrobě energie a syntéze organických látek, zatímco zvířata, včetně člověka, neprovádějí fotosyntézu a získávají energii z potravy.
Heterotrofy: chemogeterotrofy a organogeterotrofy
Heterotrofy lze rozdělit do dvou hlavních skupin: chemogeterotrofy a organogeterotrofy.
Chemogeterotrofy získávají energii oxidací organických látek, jako je glukóza, pomocí řetězce chemických reakcí. Tyto látky používají jako energetické zdroje k udržení své životní aktivity. Obvykle jsou přizpůsobeny použití různých organických sloučenin a jsou schopny je používat v různých prostředích.
Organogeterotrofy zase získávají živiny pomocí organických látek, jako jsou bílkoviny, sacharidy a lipidy, které nacházejí ve vnějším prostředí. Mohou rozkládat organický materiál a absorbovat jej, aby získali potřebné živiny pro svůj růst a vývoj.
Níže uvedená tabulka ukazuje hlavní rozdíly mezi chemogeterotrofy a organogeterotrofy:
| Chemogeterotrofy | Organogeterotrofy |
|---|---|
| Získávají energii oxidací organických látek | Získávají energii rozkládáním organického materiálu |
| Používají různé organické sloučeniny jako zdroje energie | Absorbují organický materiál z vnějšího prostředí |
| Získávají energii chemickými reakcemi | Získávají energii pomocí organických látek |
Paraziti: endoparazity a epifyty
Endoparazitida může postihnout různé orgány a tkáně hostitelského těla a způsobit různá onemocnění. Mohou to být bakterie i viry. Příklady endoparazitidy zahrnují patogeny, jako je bakterie Salmonella a virus hepatitidy C.
Na rozdíl od endoparazitů jsou epifyty prokaryoty, které rostou na povrchu jiných organismů, ale nepronikají do nich. Získávají živiny z prostředí. Epifyty mohou být spojeny se stonky rostlin nebo jinými organismy. Příkladem epifytů jsou mechy a lišejníky.
Obecně platí, že paraziti, včetně endoparazitů a epifytů, jsou důležitým druhem prokaryot, který je důležitý v ekologických systémech a ovlivňuje zdraví jiných organismů.
Saprofyty: dekompozice organické hmoty a katalyzátory
Saprofyty provádějí dekompozici organické hmoty vylučováním různých enzymů,které rozkládají složité organické sloučeniny na jednodušší. Tyto enzymy jsou katalyzátory chemických reakcí, což umožňuje saprofytům efektivně jíst a získávat potřebnou energii pro jejich růst a vývoj.
Níže uvedená tabulka ukazuje hlavní druhy saprofytů a jejich specializaci v dekompozici různých druhů organické hmoty:
| Druhy saprofytů | Substrát výživy |
|---|---|
| Bakterie | Různé druhy organického materiálu: rostlinné zbytky, živočišné zbytky, mikroorganismy, hnůj, dřevo atd. |
| Houby | Rozklad dřeva, rostlinných zbytků, mrtvých organismů a dalších zdrojů organického materiálu. |
| Jiné organismy | Různé zdroje organické hmoty, včetně živých organismů, rostlinných a živočišných zbytků a hnoje. |
Saprofyty jsou nedílnou součástí ekosystému a hrají důležitou roli v koloběhu látek v přírodě. Pomáhají likvidovat organický materiál a přeměňují jej na živiny, které mohou být použity jinými organismy v ekosystému.