طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی
همه موجودات برای زندگی به یک منبع انرژی نیاز دارند تا فرآیندهای حیاتی خود را انجام دهند. باکتریها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. این انرژی را می‌توان از منابع مختلفی مانند نور یا مواد شیمیایی دریافت کرد. به همین دلیل باکتریها با توجه به نوع منبع انرژی خود به چند دسته تقسیم می‌شوند. در این مطلب قصد داریم به طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی بپردازیم.
نیازهای تغذیه‌ای
پیش از هرچیز باید بدانیم باکتریها چه نیازهای تغذیه‌ای دارند. به عبارت دیگر یک میکروارگانیسم برای تغذیه و متابولیسم به چه موادی نیازدارد؟
۱. انرژی
همه موجودات به منبع انرژی نیاز دارند.
برخی از آن‌ها برای انرژی خود به ترکیبات شیمیایی متکی هستند که شیمیوتروف (chemotrophs) نامیده می‌شوند. برخی دیگر می‌توانند از انرژی تابشی (نور) استفاده کنند و فتوتروف (phototrophs) نامیده می‌شوند. هم شیمی‌تروف‌ها و هم فوتوتروف‌ها در بین باکتریها وجود دارند.
۲. الکترون
اغلب موجودات برای متابولیسم خود به منبع الکترون نیاز دارند و با انتقال الکترون انرژی دریافت می‌کنند. میکروارگانیسم‌ها با استفاده از شبکه‌های متابولیک خود، الکترون‌ها را از مولکول‌های اهداکننده آلی یا معدنی جمع‌آوری می‌کنند و آن‌ها را به زنجیره‌های انتقال الکترون تخصصی خود منتقل می‌کنند تا سنتز مواد را به کمک آن انجام دهند.
برخی از ارگانیسم‌ها می‌توانند از ترکیبات معدنی کاهش یافته به عنوان اهدا کننده الکترون استفاده کنند که لیتوتروف (lithotrophs) نامیده می‌شوند. ارگانیسم‌های دیگر از ترکیبات آلی به عنوان اهدا کننده الکترون استفاده می‌کنند و ارگانوگرافی (organography) نامیده می‌شوند. می‌توان گفت که الکترون یکی از فاکتورهای مهم در طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی به شمار می‌رود.
۳. کربن
اغلب ارگانیسم‌ها برای سنتز اجزای سلولی خود به کربن نیاز دارند. منابع کربن گرفته شده توسط سلول به ایجاد بسترهای شبکه متابولیک کمک می‌کند. به عبارت دیگر کربن تجزیه شده و برای تامین آمینو اسیدها و سایر اجزای تشکیل دهنده یک سلول مورد استفاده قرار می‌گیرد. اسیدهای آمینه اکثریت میزان کربن را به خود اختصاص می‌دهند.
برخی باکتریها می‌توانند از CO2 به عنوان منبع اصلی یا حتی تنها منبع کربن خود استفاده کنند. چنین موجوداتی اصطلاحاً اتوتروف (autotrophs) هستند.
برخی دیگر به ترکیبات آلی به عنوان منبع کربن نیاز دارند و هتروتروف (heterotrophs) نامیده می‌شوند.
۴. آب
همه موجودات زنده به آب نیاز دارند. باکتریها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. همه مواد مغذی باید قبل از ورود به سلول‌های باکتریایی در یک محلول آبی باشند.
آب یک ترکیب بسیار قطبی است که توانایی آن در حل یا پراکندگی اجزای سلولی و ایجاد محیط مناسب برای واکنش‌های متابولیکی مختلف یک سلول بی‌نظیر است. علاوه بر این، گرمای ویژه بالای آب در برابر تغییرات دمایی ناگهانی و گذرا در محیط مقاومت می‌کند. آب همچنین یک واکنش دهنده شیمیایی است که برای بسیاری از واکنش‌های هیدرولیتیکی که توسط یک سلول انجام می‌شود مورد نیاز است.
نیتروژن، گوگرد، اکسیژن و یون‌های فلزی نیز از سایر نیازهای تغذیه‌ای باکتریها محسوب می‌شوند. گاهی اوقات باکتریها بدون وجود این مواد زنده خواهند ماند. اما برخی از گونه‌های باکتریایی نیز برای ادامه حیات و رشد خود به چنین مواد مغذی نیاز دارند.
طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی
مواد مغذی، موادی هستند که در بیوسنتز و تولید انرژی استفاده می‌شوند. بنابراین برای همه موجودات زنده مورد نیاز می‌باشند. باکتریها نیز مانند تمام سلول‌های زنده، برای ساختن پروتئین‌ها و غشاهای ساختاری و هدایت فرآیندهای بیوشیمیایی به انرژی و مواد مغذی نیاز دارند.
طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی به صورت زیر است:
- طبقه‌بندی باکتریها بر اساس منبع انرژی
- طبقه‌بندی باکتریها بر اساس منبع الکترونی
- طبقه‌بندی باکتریها بر اساس منبع کربن
۱. بر اساس منبع انرژی
طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی و منبع انرژی، به صورت زیر است:
فوتوتروف‌ها
فوتوتروف‌ها (Phototrophs) میکروارگانیسم‌هایی هستند که از نور به‌عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. نور خورشید در بسیاری از زیستگاه‌های میکروبی روی زمین موجود است، میکروارگانیسم‌های فوتوتروف‌ها حاوی رنگدانه‌هایی هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد انرژی نور را به انرژی شیمیایی تبدیل کند و بنابراین سلول‌های آن‌ها رنگی به نظر می‌رسند. برخلاف ارگانیسم‌های شیمیایی، فتوتروف‌ها به مواد شیمیایی به عنوان منبع انرژی نیاز ندارند.
در میان باکتری‌های فوتوتروف، گونه‌هایی هستند که از ترکیبات معدنی به عنوان منبع الکترون‌های خود استفاده می‌کنند و به نام فوتولیتوتروف (Photolithotrophs) شناخته می‌شوند.
برخی از باکتری‌های فوتوتروف از ترکیبات آلی مانند اسیدهای چرب و الکل‌ها به عنوان اهداکننده الکترون استفاده می‌کنند و فتوارگانوتروف (Photoorganotrophs) نامیده می‌شوند.
شیمی‌تروف‌ها
شیمی‌تروف‌ها، باکتری‌هایی هستند که از ترکیبات شیمیایی انرژی می‌گیرند. این دسته از باکتریها نمی‌توانند فتوسنتز را انجام دهند. شیمی‌تروف‌ها خود بر اساس نوع ترکیب شیمیایی به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند.
شیمیتروفهایی که انرژی را از مواد شیمیایی آلی می‌گیرند، شیمی‌ارگانوتروف‌ها (chemoorganotrophs) نامیده می‌شوند. هزاران ماده شیمیایی آلی مختلف را می‌توان توسط یک یا آن میکروارگانیسم مورد استفاده قرار داد.
شیمیتروفهایی که از ترکیبات معدنی به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند، کمولیتوتروف‌ها (Chemolithotrophs) نامیده می‌شوند. بسیاری از پروکاریوت‌ها می‌توانند از انرژی موجود از اکسیداسیون ترکیبات معدنی بهره ببرند.
۲. بر اساس منبع الکترون
میکروارگانیسم‌ها بر اساس منبع الکترونی به دو گروه زیر طبقه‌بندی می‌شوند
لیتوتروف‌ها
لیتوتروف‌ها (Lithotrophs) میکروارگانیسم‌هایی هستند که از مواد معدنی به عنوان منبع الکترونی استفاده می‌کنند.
نمونه‌هایی از لیتوتروف‌ها عبارتند از باکتری‌های اکسید کننده آهن، باکتری‌های گوگردی ارغوانی که سولفید را به گوگرد تبدیل می‌کنند و باکتری‌های هیدروژنی که هیدروژن را به آب اکسید می‌کنند.
ارگانوتروف‌ها
ارگانوتروف‌ها برای انجام متابولیسم بدن خود از ترکیبات آلی به عنوان منبع الکترونی استفاده می‌کنند. ارگانوتروف‌ها می‌توانند بی‌هوازی یا هوازی باشند.
۳. براساس منبع کربن
باکتریها برای سنتز اجزای سلولی به شکلی از کربن نیاز دارند. در واقع منبع کربن یکی از فاکتپرهای مهم در طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی به شمار می‌رود.
بر اساس منبع کربن، باکتریها به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
اتوتروفها
اتوتروفها (Autotrophs) به باکتری‌هایی گفته می‌شود که از CO2 به عنوان منبع اصلی یا حتی تنها منبع کربن خود استفاده کنند.
چنانچه منبع انرژی اتوتروفها نور باشد، آن‌ها را با عنوان فوتواتوتروف (Photoautotrophs) می‌شناسند.
در مقابل شیمیواتوتروف‌ها (Chemoautotrophs)، اتوتروف‌‌هایی هستند که برای تغذیه خود به هیچ منبع نوری نیاز ندارند.
هتروتروف‌ها
باکتری های هتروتروف (Heterotrophs) موجوداتی هستند که به ترکیبات آلی به عنوان منبع کربن خود نیاز دارند.
چنانچه منبع انرژی هتروتروف‌ها نور باشد، آن‌ها را با عنوان فوتوهتروتروف‌ها (Photoheterotrophs) می‌شناسند. نمونه هایی از فوتوهتروتروف‌ها عبارتند از رودوسپیریلوم (Rhodospirillum)، رودومیکروبیوم (Rhodomicrobium) و رودوپسودوموناس پالستریس (Rhodopseudomonas palustris)
در مقابل شیمی‌هتروتروف‌ها (Chemoheterotrophs) هم کربن و هم انرژی را از ترکیبات آلی مانند کربوهیدرات‌ها، لیپیدها و پروتئین‌ها دریافت می کنند.
به طور کلی، سه دسته اصلی برای شیمی‌هتروتروف‌ها وجود دارد که در نحوه بدست آوردن مواد مغذی آلی متفاوت هستند. این سه دسته عبارتند از:
- باکتری‌های ساپروفیت (Saprophytic bacteria) : باکتری‌های ساپروفیت غذای خود را از مواد مرده و پوسیده آلی مانند برگ، میوه، سبزیجات، گوشت، مدفوع حیوانات، چرم و غیره به دست می‌آورند. مانند باسیلوس مایکوئیدس، ramosus، استوباکتر
- باکتری‌های انگلی (Parasitic bacteria) : باکتری‌های انگلی تغذیه خود را از بافت میزبانی که روی آن رشد می‌کنند به دست می‌آورند. آن‌ها باعث بیماری‌های مختلفی در گیاهان و حیوانات شده و به عنوان پاتوژن شناخته می‌شوند. مانند Bacillus typhosus، anthracis، B.tetani. B.diplheriae، B.tuberculosis، B.pneumoniae، Vibrio cholerae، Pseudomonas citri و غیره.
- باکتری‌های همزیست متفاوت (Symbiotic bacteria): باکتری‌های همزیست، در ارتباط نزدیک با سایر ارگانیسم‌ها به عنوان همزیست زندگی می‌کنند. آن‌ها برای ارگانیسم‌ها مفید هستند.
رایج‌ترین طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی
در قسمت‌های قبلی اصطلاحات زیادی در رابطه با طبقه‌بندی باکتریها بر اساس نیازهای غذایی گفته شد.
با ترکیب این ریشه‌های اصطلاحاتی، بیشتر باکتریها را می‌توان در یکی از پنج دسته جای داد که در جدول 1 ذکر شده‌اند.
جدول 1. رایج ترین طبقه‌بندی باکتری ها بر اساس نیاز غذایی
| Example | Source of Nutrition | nutritional Type |
| Purple and green sulfur bacteria, cyanobacteria, diatoms | Carbon Source: CO2; Energy Source: Light; Electron Source: Inorganic electron donor |
Photolithoautotroph |
| Purple nonsulfur bacteria, green nonsulfur bacteria | Carbon Source: Organic carbon; Energy Source: Light; Electron Source: Organic electron donor |
Photoorganoheterotroph |
| Sulfur-oxidizing bacteria, hydrogenoxidizing bacteria, methanogens, nitrifying bacteria, iron-oxidizing bacteria | Carbon Source: Co2; Energy Source: Inorganic chemicals; Electron Source: Inorganic electron donor |
Chemolithoautotroph |
| Some sulfur-oxidizing bacteria le.g.. Beggiatod spp.) | Carbon Source: Organic carbon; Energy Source: Inorganic chemicals; Electron Source: Inorganic electron donor |
Chemolithoheterotroph |
| Most nonphotosynthetic microbes, including most pathogens, fungi, and many protists | Carbon Source: Organic carbon; Energy Source: Organic chemicals, often same as C source; Electron Source: Organic electron donor, often same as C source; |
Chemoorganoheterotroph |
سلام باکتری های روده ام از بین رفتن سالهاست ایهال دارم .باکتری های روده جز کدام دسته هستند