تغذية البكتيريا

التصنيف حسب مصدر الكربون

يُعد الكربون مادة بناء أساسية لأي خلية ميكروبية. ودون التدفق المستمر لذراته من البيئة المحيطة، تكون البكتيريا غير قادرة على تخليق البوليمرات العضوية الحيوية: البروتينات، والكربوهيدرات، والليبيدات، والأحماض النووية. واعتماداً على الشكل الذي تستطيع الكائنات الدقيقة من خلاله استقلاب هذا العنصر الكبير، يتم تقسيمها عادةً إلى مجموعتين أساسيتين:

1. ذاتية التغذية (من الكلمة اليونانية autos — نفس). وهي البكتيريا التي تستخدم المركبات غير العضوية كمصدر وحيد أو رئيسي للكربون. في الغالبية العظمى من الحالات، يكون هذا المصدر هو غاز ثاني أكسيد الكربون العادي ($CO_2$). قادرة ذاتية التغذية على تخليق جزيئات عضوية معقدة بشكل مستقل من سلائف غير عضوية بسيطة.

1. مغايرة التغذية (من الكلمة اليونانية heteros — آخر). تحتاج هذه المجموعة من الكائنات الدقيقة إلى مصادر عضوية للكربون. للنمو والتكاثر بشكل كامل، تضطر إلى استهلاك مركبات عضوية جاهزة وسهلة الامتصاص. تشمل المصادر الأكثر تفضيلاً لمغايرة التغذية السكريات السداسية المختلفة، والكحولات متعددة الهيدروكسيل، فضلاً عن الأحماض الأمينية.

التصنيف حسب نوع الأيض الطاقة

يعتمد النشاط الحيوي للخلية الميكروبية بالكامل على الطاقة المخزنة بشكل موثوق في صورة ATP. ومع ذلك، فإن طرق الحصول على هذه الطاقة، فضلاً عن مصادر مانحات الإلكترونات لتفاعلات الأيض تختلف بشكل كبير بين الأنواع المختلفة.

وفقاً لمصدر الطاقة الرئيسي، تنقسم البكتيريا إلى:

• ضوئية التغذية — كائنات دقيقة قادرة على التقاط واستخدام طاقة كمات الضوء لتلبية احتياجاتها الفسيولوجية.
• كيميائية التغذية — كائنات دقيقة تستمد الطاقة حصرياً نتيجة لحدوث تفاعلات أكسدة واختزال كيميائية.

من بين الكيميائية التغذية، يوجد تقسيم إضافي يعتمد على الطبيعة الكيميائية للمواد التي تعمل كجهات مانحة للإلكترونات:

• حجرية التغذية (من اليونانية lithos — حجر). تستخدم ركائز غير عضوية كمانحات للإلكترونات. يمكن أن يلعب هذا الدور غاز الهيدروجين، والأمونيا، وكبريتيد الهيدروجين، بالإضافة إلى أيونات الحديد وعدد من الجزيئات غير العضوية الأخرى.
• عضوية التغذية. على عكس حجرية التغذية، تستخلص هذه البكتيريا الإلكترونات عن طريق أكسدة مركبات عضوية مختلفة.

التصنيف البيئي للمغذيات الغيرية

تظهر البكتيريا مغايرة التغذية درجات مختلفة من الاعتماد على الكائن الحي الكبير (المضيف) وتختلف في قدرتها على استيعاب ركائز غذائية معينة. وفقاً لهذه المعايير البيئية، يتم تصنيفها إلى رماميات وطفيليات.

الرماميات (من اليونانية sapros — متعفن) — هي كائنات دقيقة تتخصص في تغذية الركيزة العضوية الميتة. تكمن الميزة الأكثر أهمية للرماميات في أن دورة حياتها لا تعتمد على الإطلاق على الكائنات الحية الكبيرة الأخرى؛ فهي تعيش بحرية في البيئة.

الطفيليات (من اليونانية parasitos — طفيلي)، على العكس من ذلك، فهي في اعتماد مباشر على الكائن الحي الكبير الحي. ومن المضيف تحديداً تحصل على جميع العناصر الغذائية اللازمة للحياة. مجموعة الطفيليات غير متجانسة وتنقسم إلى مجموعتين فرعيتين وفقاً لدرجة تكيفها مع المضيف:

• الطفيليات الإجبارية. وهي كائنات دقيقة فقدت تماماً أثناء التطور القدرة على الوجود خارج الخلية الحية للمضيف. يحدث تكاثرها حصرياً داخل الخلايا. الأمثلة الكلاسيكية لهذه البكتيريا هي ممثلو أجناس Rickettsia و Coxiella و Ehrlichia و Chlamydia.
• الطفيليات الاختيارية. تمتلك مرونة استقلابية عالية. فهي قادرة ليس فقط على العيش والتكاثر في أقمشة المضيف، ولكن أيضاً على الوجود خارج جسمه، متغذية مثل الرماميات. وبفضل هذه الميزة، يمكن زراعة الطفيليات الاختيارية بنجاح in vitro (في المختبر) باستخدام وسائط مغذية اصطناعية.

أسئلة من المحاضرات والامتحانات

مواضيع أخرى للمراجعة في نفس السياق

• آليات تخليق البوليمرات العضوية (البروتينات، الكربوهيدرات، اللिपيدات) من ثاني أكسيد الكربون في الكائنات ذاتية التغذية.
• الخصائص البيوكيميائية لتفاعلات الأكسدة والاختزال في البكتيريا كيميائية التغذية.
• خصوصية الوسائط المغذية الاصطناعية لزراعة الطفيليات الاختيارية in vitro.
• دورة الحياة وآليات التكاثر داخل الخلايا للطفيليات الخلوية الإجبارية.

مواضيع أخرى من قسم "فسيولوجيا الميكروبات"

تم إعداد المادة بواسطة أعضاء هيئة التدريس في WhiteCoat Pro وفقاً للمنهج الدراسي لكليات الطب. وهي ذات طابع تعليمي.