Strategia metaboliczna

Strategia metaboliczna – zespół procesów metabolicznych wyróżniany na podstawie podstawowych typów pokarmu , tj. źródeł substancji budulcowych (przede wszystkim węgla ) i źródeł energii.

Kryteria wyróżniania strategii:

• źródło węgla
  • związki organiczne – heterotrofia (cudzożywność)
  • dwutlenek węgla i jony węglanowe – autotrofia (samożywność)

• źródło użytecznej biologicznie energii
  • utlenianie substancji chemicznych – chemotrofia
  • absorpcja światła – fototrofia

• donor elektronów ( reduktor )
  • związki organiczne – organotrofia
  • związki nieorganiczne – litotrofia

• akceptor elektronów ( utleniacz )
  • tlen – oddychanie tlenowe ( aerobia )
  • inne substancje – oddychanie beztlenowe ( anaerobia )
    • substancje nieorganiczne
    • substancje organiczne – fermentacja

W przyrodzie występują różne kombinacje tych strategii. W związku z tym dany organizm może być określany terminem będącym kombinacją terminów oznaczających poszczególne strategie. Przykładowo, człowiek jest chemoorganoheterotrofem aerobowym , gdyż jest jednocześnie heterotrofem (odżywia się głównie substancjami organicznymi, będąc wszystkożercą ), chemotrofem (źródłem energii magazynowanej w ATP jest utlenianie substancji chemicznych , np. glukozy ), organotrofem (donorem elektronów są substancje chemiczne, np. glukoza), aerobem (ostatecznym akceptorem elektronów jest tlen). Strategie wraz z przyjmującymi je organizmami można grupować również w kategorie pośrednie – autotrotrofy można podzielić na chemoautotrofy i fotoautotrofy, fotoautotrofy na fotoorganoautotrofy i fotolitoautotrofy itd.

Przykłady organizmów przyjmujących możliwe strategie metaboliczne:

• heterotrofy
  • chemoheterotrofy
    • chemoorganoheterotrofy
      • tlenowe – Opisthokonta ( zwierzęta , grzyby , wiciowce kołnierzykowe ), pierwotniaki niegdyś określane jako zwierzęce, liczne bakterie
      • beztlenowe
        • desulfuryzujące – niektóre bakterie i archeany
        • fermentujące – niektóre bakterie, drożdże
    • chemolitoheterotrofy
      • tlenowe – bakterie wodorowe , Beggiatoa
  • fotoheterotrofy
    • fotoorganoheterotrofy
      • beztlenowe – niektóre bakterie purpurowe , bakterie zielone , Heliobacteria
    • fotolitoheterotrofy
      • beztlenowe – purpurowe bakterie siarkowe
• autotrofy
  • chemoautotrofy
    • chemoorganoautotrofy
    • chemolitoautotrofy
      • tlenowe – bakterie nitryfikacyjne , siarkowe , wodorowe i żelazowe uzyskujące energię w wyniku utleniania odpowiednio: NH₃ lub NO₂, H₂S, lub S, H₂ i Fe³⁺
      • beztlenowe – bakterie denitryfikacyjne , bakterie desulfuryzacyjne , archeany metanogenne
  • fotoautotrofy
    • fotoorganoautotrofy
      • tlenowe – niektóre purpurowe bakterie bezsiarkowe ( Erythrobacter )
      • beztlenowe – niektóre purpurowe bakterie bezsiarkowe
    • fotolitoautotrofy
      • tlenowe – sinice , rośliny , większość stramnopili , kryptomonady , eugleniny
      • beztlenowe – purpurowe bakterie siarkowe, zielone bakterie siarkowe

W niektórych wypadkach dany organizm jest zdolny do wykorzystywania różnych ścieżek metabolicznych, w zależności od warunków, np. niektóre organizmy zasadniczo fotoautotroficzne wobec braku dostępu do światła mogą odżywiać się heterotroficznie, jest to miksotrofia . Zjawisko to częste jest u protistów , np. euglenin, co wprowadzało konfuzję w dawnych systemach taksonomicznych uwzględniających jedynie podział na rośliny i zwierzęta. Ponadto niektóre organizmy zasadniczo heterotroficzne mogą przez ścisłą symbiozę z autotrofami korzystać z nieorganicznych źródeł węgla (np. rurkoczułkowce , organizmy posiadające zoochlorelle lub zooksantelle ). Mięśnie zwierząt (organizmów tlenowych) mogą w warunkach niedoboru tlenu przejściowo prowadzić oddychanie beztlenowe.

Podsumowanie

Poniższa tabela pokazuje ewentualne kombinacje opisanych cech:

Źródło energii	Źródło elektronów	Źródło węgla	Nazwa
Światło Foto-	Organiczne -organo-	Organiczne -heterotrof	Fotoorganoheterotrof
		CO2 -autotrof	Fotoorganoautotrof
	Nieorganiczne -lito-	Organiczne -heterotrof	Fotolitoheterotrof
		CO2 -autotrof	Fotolitoautotrof
Związki chemiczne Chemo-	Organiczne -organo-	Organiczne -heterotrof	Chemoorganoheterotrof
		CO2 -autotrof	Chemoorganoautotrof
	Nieorganiczne -lito-	Organiczne -heterotrof	Chemolitoheterotrof
		CO2 -autotrof	Chemolitoautotrof

Bibliografia

1. January Weiner : Życie i ewolucja biosfery. Podręcznik ekologii ogólnej. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN , 1999. ISBN 83-01-12668-X .