Bactérias heterotróficas: características e exemplos de espécies - Ciência - 2023

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As bactéria heterotrófica, também chamados de organotróficos, são microrganismos que sintetizam suas próprias biomoléculas a partir de compostos orgânicos carbonáceos complexos, embora possam capturar elementos inorgânicos diferentes do carbono. Alguns precisam parasitar organismos superiores para sobreviver.

Bactérias heterotróficas são classificadas em foto-heterotróficas e quimio-heterotróficas. Ambos utilizam compostos orgânicos como fonte de carbono, mas diferem no fato de os primeiros utilizarem a luz como fonte de energia e os segundos utilizarem energia química.

As bactérias heterotróficas estão presentes em diversos ecossistemas, como solos, água, neve marinha lamacenta, entre outros, participando do equilíbrio ecológico. Eles também podem ser encontrados parasitando organismos superiores, como plantas, animais ou humanos, como patógenos ou como oportunistas em uma relação simbiótica.

Características de bactérias heterotróficas

Observou-se na natureza que a existência de vários tipos de bactérias torna possível a vida dos ecossistemas, uma vez que os produtos gerados por um são utilizados por outros em uma cadeia. Essas bactérias estão distribuídas estrategicamente, quase sempre estratificadas.

Por exemplo, verificou-se que as bactérias heterotróficas aeróbicas frequentemente aparecem junto com as cianobactérias (bactérias fotoautotróficas que liberam oxigênio).

Nesse sentido, heterótrofos aeróbios e autótrofos aeróbios podem usar oxigênio, por sua vez criando condições anaeróbicas nas camadas mais profundas onde as bactérias anaeróbias são encontradas.

Dependendo de características como o tipo de combustível que usam para sobreviver, as bactérias heterotróficas podem ser classificadas em diferentes grupos.

Bactéria sulforedutase

São bactérias que, em condições anaeróbias, são capazes de reduzir o sulfato (sal ou ésteres de ácido sulfúrico) sem assimilá-lo. Eles só o usam como o aceptor final de elétrons na cadeia respiratória.

Essas bactérias ajudam na degradação da matéria orgânica e são encontradas em vários nichos ecológicos, como água doce, água de esgoto, água salgada, fontes termais e áreas geotérmicas. Também em depósitos de enxofre, poços de petróleo e gás, bem como nos intestinos de mamíferos e insetos.

Bactéria hidrolase

São bactérias anaeróbicas que decompõem polímeros orgânicos (celulose e hemicelulose) em pequenas moléculas para que possam ser absorvidas pelas membranas celulares. Para fazer isso, eles têm um sistema de enzimas chamado hidrolases (endocelulase, excocelulase e celobiases).

Após a hidrólise, vários ácidos orgânicos são formados, como ácido láctico, ácido propiônico, ácido acético, butanol, etanol e acetona. Estes são então convertidos em gás metano.

Bactéria putrefativa

São bactérias que participam da degradação catabólica de compostos nitrogenados em condições anaeróbias, com a produção de compostos de odor desagradável, de onde surge seu nome (putrefação). Esse processo gera o carbono e o nitrogênio de que precisam para seu desenvolvimento.

Bactéria vermelha sem enxofre da família Bradyrhizobiaceae, gênero Rodopseudomonas

Essas bactérias são caracterizadas por serem bacilos retos e móveis com flagelo polar. São anaeróbios facultativos: na anaerobiose realizam o processo de fotossíntese, mas na aerobiose não.

Essas bactérias fotoassimilam uma grande diversidade de compostos orgânicos como açúcares, ácidos orgânicos, aminoácidos, álcoois, ácidos graxos e compostos aromáticos.

Bactérias anoxigênicas não sulfurosas verdes

Eles são bactérias filamentosas que podem se desenvolver como fotoautotróficos, quimiohetrofias ou fotoheterotróficos.

Bactérias aeróbias e anaeróbias facultativas estritas

Aqui entram várias espécies que podem fazer parte da microbiota usual de organismos superiores, ou atuar como patógenos destes.

Diferenças de bactérias autotróficas

Estilo de vida

As bactérias quimioheterotróficas e quimioautotróficas usam energia química para viver. No entanto, eles diferem no fato de que os quimioheterotróficos são organismos dependentes, visto que precisam parasitar outros organismos superiores para obter os compostos orgânicos necessários ao seu desenvolvimento.

Essa característica os diferencia das bactérias quimioautotróficas, que são organismos de vida totalmente livre (saprófitas), que retiram compostos inorgânicos simples do meio ambiente para realizar suas funções vitais.

Por sua vez, os fotoheterotróficos e os fotoautotróficos são semelhantes no sentido de que ambos usam a luz solar para convertê-la em energia química, mas diferem no fato de que os foto-heterotróficos assimilam compostos orgânicos e os fotoautotróficos o fazem com os compostos inorgânicos.

Habitat

Por outro lado, as bactérias quimioheterotróficas diferem dos quimioautotróficos no habitat onde se desenvolvem.

Bactérias quimioheterotróficas geralmente parasitam organismos superiores para viver. Por outro lado, as bactérias quimioautotróficas podem resistir a condições ambientais extremas.

Nesses ambientes, as bactérias quimioautotróficas obtêm os elementos inorgânicos de que precisam para viver, substâncias que geralmente são tóxicas para outros microrganismos. Essas bactérias oxidam esses compostos e os transformam em substâncias mais ecologicamente corretas.

Nutrição

As bactérias heterotróficas apenas assimilam compostos orgânicos complexos já pré-formados para serem capazes de sintetizar as biomoléculas necessárias ao seu desenvolvimento. Uma das fontes de carbono mais utilizadas por essas bactérias é a glicose.

Em contraste, as bactérias autotróficas simplesmente precisam de água, sais inorgânicos e dióxido de carbono para obter seus nutrientes. Ou seja, a partir de compostos inorgânicos simples, eles podem sintetizar compostos orgânicos.

Porém, embora as bactérias heterotróficas não utilizem o dióxido de carbono como fonte de carbono, nem como último aceptor de elétrons, em algumas ocasiões podem utilizá-lo em pequenas quantidades para realizar carboxilações em certas vias anabólicas e catabólicas.

Estudo microscópico

Em alguns ecossistemas, amostras podem ser coletadas para estudar a população de bactérias fotoautotróficas e foto-heterotróficas. Para isso, utiliza-se a técnica de microscopia baseada em epifluorescência: Fluorocromo como primulina e filtros de excitação para luz azul e ultravioleta.

Bactérias heterotróficas não se coram com essa técnica, enquanto os autotróficos assumem uma cor azul esbranquiçada brilhante, mostrando também a autofluorescência da bacterioclorofila. A contagem heterotrófica é obtida subtraindo-se a contagem total de bactérias menos os autótrofos.

Produção de doenças

Nesse sentido, as bactérias causadoras de doenças em humanos, animais e plantas pertencem ao grupo das bactérias quimioheterotróficas.

Bactérias autotróficas são saprofíticas e não causam doenças em humanos, porque não precisam parasitar organismos superiores para viver.

Exemplos de espécies de bactérias heterotróficas

Fotoheterotróficos

As bactérias pertencentes a esse grupo são sempre fotossintéticas, já que o restante dos microrganismos que compartilham essa classificação são algas eucarióticas.

As bactérias do enxofre são geralmente fotoautotróficas, mas às vezes podem crescer foto-heterotroficamente. No entanto, eles sempre exigirão pequenas quantidades de material inorgânico (H₂S), enquanto os não sulfurosos são foto-heterotróficos.

Entre as bactérias foto-heterotróficas encontramos as bactérias vermelhas não sulfurosas, como as bactérias da família Bradyrhizobiaceae, gênero Rhodopseudomonas.

Por outro lado, existem bactérias verdes não sulfurosas, assim como as heliobactérias.

As bactéria hidrogenomonas

São quimioautotróficos facultativos, ou seja, normalmente utilizam o hidrogênio molecular como fonte de energia para a produção de matéria orgânica, mas também são capazes de utilizar um determinado número de compostos orgânicos para o mesmo fim.

Quimioheterotróficos

Bactérias quimioheterotróficas envolvidas na fixação de nitrogênio

Bactéria familiar Frankiaceae, grupo Rhizobiaceae e os gêneros Azotobacter, Enterobacter,Klebsiella Y Clostridium. Esses microrganismos participam da fixação do nitrogênio elementar.

A maioria pode fazer isso independentemente, mas alguns precisam estabelecer relações simbióticas com rizobiaceae e leguminosas.

Esse processo auxilia na renovação do solo, convertendo o nitrogênio elementar em nitratos e amônio, que são benéficos desde que estes últimos estejam em baixas concentrações no solo.

O nitrato e o amônio podem então ser absorvidos pelas plantas, de modo que essas bactérias são extremamente importantes na natureza. Os rizóbios são as bactérias mais utilizadas na agricultura e fazem parte dos biofertilizantes.

Bactérias quimioheterotróficas que participam dos processos de hidrólise e acidogênese da matéria orgânica

Pepto-estreptococo, Propionibacterium, Clostridium, Micrococcus Y Bacteroides. Essas bactérias têm a propriedade de interagir com bactérias pertencentes à família Enterobacteriaceae.

Bactérias quimioheterotróficas que participam da fase metanogênica e não metanogênica da fermentação anaeróbia

Bacteroides sp, Clostridium sp, Bifidobacterium sp, Sphaerophorus sp, Fusobacteium sp, Veillonella sp, Y Peptococcus sp,entre outros.

Bactérias quimioheterotróficas putrefativas

Nesta categoria estão as espécies do gênero Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani e C. tetanomorphum. Da mesma forma, algumas espécies do gênero também são putrefativas Fusobacterium, Estreptococo, Micrococcus Y Proteus.

Bactérias quimioheterotróficas aeróbicas e anaeróbias facultativas

Aqui são encontradas todas as bactérias que causam doenças infecciosas no homem e nos animais. Também aqueles que fazem parte da microbiota usual.

Exemplos: famílias Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae,entre muitos outros.

Referências

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