fotosyntetiske bakterier

Blågrønnbakterier av slekten Nostoc. Bildet er hentet fra papirleksikonet Store norske leksikon, utgitt 2005-2007.

Av /KF-arkiv ※.

Artikkelstart

Fotosyntetiske bakterier er bakterier som har fotosyntese. Bakterier er prokaryoter og har ikke organeller, og fotosyntesen er lokalisert til membraner i bakteriene. Fotosyntetiserende bakterier inneholder lysabsorberende pigmenter som kan omdanne lysenergi til kjemisk energi. Pigmentene kan finnes i i ett eller to reaksjonssentre. Blant de fotosyntetiserende bakteriene er det bare blågrønnbakteriene (cyanobakteriene) som lager oksygen på samme måte som plantene; altså som har to fotosystemer, bruker vann som elektron- og proton-kilde.

Ulike typer fotosyntetiske bakterier kan påvises og skilles gjennom en Winogradskysøyle.

Anaerobe anoksigene fotosyntetiske bakterier

De anaerobe anoksigene (ikke oksygenproduserende) fotosyntetiske bakteriene inneholder bakterieklorofyll, karotenoider, og har bare ett fotosystem som lager ATP og reduksjonskraft. Bakterieklorofyll, som finnes i formene b til g, absorberer lys ved lengre bølgelengder enn klorofyll fra planter og blågrønnbakterier. Disse bakteriene lever delvis uten oksygen (mikroaerofilt) eller helt uten oksygen (anaerobt), og bruker andre elektron- og proton-kilder enn vann. De lager derfor heller ikke oksygen, og utfører anoksisk fotosyntese. Noen av dem har i tillegg biologisk nitrogenfiksering.

De anoksigene fotosyntetiske bakteriene finnes i ferskvann med permanent lagdeling, med et stabilt tungt lag med sulfidrikt saltvann i bunnen og et lag med ferskvann øverst (meromiktisk vann). Andre økosystemer med anaerobe fotosyntetiske bakterier er innestengte bukter og viker ved fjorden med lite vannutskifting av bunnlaget (poller), oversvømt jord, samt ekstreme miljøer med høy temperatur, surt vann eller alkaliske sodasjøer. Fotosyntetiske bakterier kan inngå i mikrobielle matter (biofilm) og danne komplekse næringsnett. I tillegg til gruppen cyanobakterier er det fototrofe bakterier med bakterieklorofyll i gruppene chlorobier, chloroflexier, proteobakterier og firmicuter.

Blågrønnbakterier

Blågrønnbakterier inneholder klorofyll a, karotenoider, karotenoider og fykobiliproteiner som hjelpepigmenter. Det CO2-bindende enzymet rubisko er lokalisert til karboksysomer. Blågrønnbakterier er de eneste med oksigen fotosyntese og finnes i alle økosystemer på Jorden, og mange av dem utfører biologisk nitrogenfiksering i celletypen heterocyster.

Purpurbakterier

Purpurbakterier (purpursvovelbakterier) bruker hydrogensulfid (H2S) som elektron- og proton-kilde, og hydrogensulfid blir oksidert til svovelpartikler. Det er to typer purpurbakterier avhengig av om svovelpartiklene blir lagret på innsiden eller utsiden av cellene. Noen purpurbakterier har et svært fleksibelt stoffskifte, og kan skifte mellom å være fotoautotrofe, fotoheterotrofe, kjemoautotrofe eller kjemoheterotrofe. Bakterieklorofyll sammen med karotenoider gir varierende farge på purpurbakteriene, de kan være røde, brune, oransje eller purpur.

J. Deisenhofer, R. Huber og H. Michel fikk i 1988 Nobelprisen i kjemi for oppklaring av strukturen til reaksjonssenteret i en purpurbakterie, og som har store likhetstrekk med fotosystem 2 i kloroplastene i planter.

Purpur-ikke-svovelbakterier

Purpur-ikke-svovelbakteriene lever anaerobt, bruker hydrogen (H2) som elektron- og protonkilde, og tåler ikke høye konsentrasjoner med hydrogensulfid. De kan skifte mellom å være fotoautotrofe eller kjemoheterotrofe.

Grønne svovelbakterier

Fototrofe grønne svovelbakterier er ikke-bevegelige og stav-, kule- eller spiral-formete. Fargen kan variere fra grønn til brun. De er obligat anaerobe og bruker hydrogensulfid som elektrondonor, som blir oksidert til svovelkorn på utsiden av cellene. Svovel kan bli videre oksidert til sulfat. Grønne svovelbakterier kan også hente elektroner fra hydrogen (H2) eller toverdig jern (Fe2+). Noen av dem kan være fotoheterotrofe det vil si vokse på organiske stoffer i lys. Lyshøstende bakterieklorofyll a-e er lokalisert til klorosomer (chlorobiumvesikler) festet til innsiden av plasmamembranen, og bakteriene bruker revers sitronsyresyklus for å fiksere CO2. De klarer seg med lite lys og kan leve i dypt vann. Noen termofile lever i varme kilder, og noen har gassvakuoler.

Grønne og røde filamentformede fototrofe bakterier

Disse ble tidligere kalt grønne ikke-svovelbakterier. De inneholder bakterieklorofyll c eller d i klorosomer og noe bakterieklorofyll a. Fargen avhenger av hvilken type klorofyll de har. De kan være fotoautotrofe eller fotoheterotrofe, og forflytter seg med glidebevegelser. Disse bakteriene har ikke biologisk nitrogenfiksering, mangler rubisko og kan bruke revers sitronsyresyklus for å fiksere CO2. CO2 kan også bli fiksert via hydroksypropionsyresyklus.

Fotoheterotrofe heliobakterier

Fotoheterotrofe heliobakterier vokser i anaerob jord og oversvømte rismarker, inneholder bakterieklorofyll g i cellemembranen med type 1 reaksjonssenter, og kan ikke bruke CO2 som karbonkilde, men bruker i stedet organisk karbon. Siden de har biologisk nitrogenfiksering kan heliobakterier i rotsonen bidra med nitrogen til risplantene i bytte mot karbonforbindelser. Heliobakteriene kan overleve ugunstige miljøforhold i form av endosporer.

Fototrofe acidobakterier

Fotosyntetiske bakterier som lever i sure eller alkaliske økosystemer og varme kilder. For øvrig har man lite kunnskap om dem.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg