[科普中國(guó)]-化能自養(yǎng)菌

又稱化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)菌或無機(jī)營(yíng)養(yǎng)菌。一類不依賴任何有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物即可正常生長(zhǎng)、繁殖的微生物。例如亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌及鐵細(xì)菌等。它們不從日光獲取能量，而是通過氧化簡(jiǎn)單的無機(jī)化合物獲取化學(xué)能，同化二氧化碳進(jìn)行細(xì)胞合成?；茏责B(yǎng)菌在土壤中有相當(dāng)數(shù)量，對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化有一定作用。其所需能源有還原態(tài)的硫和氮化合物、二價(jià)鐵離子、氫及甲烷、甲醇等一碳化合物。以二氧化碳為惟一碳源生長(zhǎng)，其正常生活和種群發(fā)展更依賴于其環(huán)境中氧的充分供應(yīng)。這類細(xì)菌對(duì)維持地球上的氮、硫等元素的循環(huán)起著關(guān)鍵性作用。其中的硫酸鹽還原菌在鐵制品及混凝土的厭氧腐蝕中起重要作用。1

簡(jiǎn)介這類微生物能氧化某種無機(jī)物并利用所產(chǎn)生的化學(xué)能還原二氧化碳和生成有機(jī)碳化合物。自然界中化能自養(yǎng)菌種類不多，并且氧化無機(jī)物的專性很強(qiáng)，例如硝化桿菌只能氧化亞硝酸鹽?；茏责B(yǎng)菌在土壤中有相當(dāng)數(shù)量，對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化有一定作用。其能源為還原態(tài)的無機(jī)物，如銨鹽、亞硝酸、硫、硫化氫、氫和亞鐵化合物等；碳源為二氧化碳或碳酸鹽。例如亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等。

特點(diǎn)凡以有機(jī)物為碳源、能源和供氫體的微生物稱為化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型微生物，也稱化能異養(yǎng)型微生物。該類型包括的微生物種類最多，作用也最強(qiáng)。已知的絕大多數(shù)細(xì)菌、放線菌、全部真菌和原生動(dòng)物均屬于此類型?；墚愷B(yǎng)菌的具體營(yíng)養(yǎng)要求隨種類而異。不同類群對(duì)碳源、氮源、礦質(zhì)元素及生長(zhǎng)素的需求表現(xiàn)出極大的差異。

自養(yǎng)菌與異養(yǎng)菌的區(qū)別自養(yǎng)型生物以無機(jī)碳（CO2）為碳源，異養(yǎng)型以有機(jī)碳為碳源。

化能自養(yǎng)菌的起源一種有呼吸鏈的細(xì)菌能夠利用氫，將氫原子活化，形成NADH2，進(jìn)入呼吸鏈，產(chǎn)生ATP。這是生命的很大的進(jìn)步！因?yàn)?，早先生物利用有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生NADH2，現(xiàn)在是利用無機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生NADH2。這種細(xì)菌一開始利用氫是為了獲得ATP。
生命運(yùn)動(dòng) ← ATP ← 呼吸鏈 ← NADH2 ← 氫
這種細(xì)菌利用氫形成NADH2，進(jìn)入呼吸鏈產(chǎn)生ATP，比無氧呼吸產(chǎn)生的ATP多的多。具有很大優(yōu)越性。由于能夠產(chǎn)生很多ATP，這就給生物從無機(jī)物制造有機(jī)物提供了前提。于是這種細(xì)菌就進(jìn)化為氫細(xì)菌，一種能夠利用無機(jī)物制造有機(jī)物的細(xì)菌，化能自養(yǎng)細(xì)菌。
生命運(yùn)← ATP ← 呼吸鏈 ← NADH2 ← 氫
各種有機(jī)物質(zhì) ← 有機(jī)物質(zhì)（碳水化合物） ← 無機(jī)物質(zhì)

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽國(guó) - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)