Diazotrofia

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Els diazòtrofs són bacteris i arqueobacteris que fixen gas nitrogen atmosfèric en una forma més utilitzable com és l'amoni.[1]

Diazo deriva del grec i significa "dues (o doble) vegades nitrogen", trofos significa alimentació.

Un diazòtrof és un organisme que és capaç de créixer sense fonts externes de nitrogen fixat. Exemples d'organismes que fan això són els rhizobia i Frankia (en simbiosi) i Azospirillum. Tots els diazotrofs contenen sistemes de nitrogenases de ferro-molibdè Dos dels sistemes més estudiats són els de Klebsiella pneumoniae i Azotobacter vinelandii. Aquests sistemes es fan servir per la seva traçabilitat genètica i el seu creixement ràpid.[2]

Tipus de diazòtrofs[modifica | modifica el codi]

Els diazotrofs estan dispersos entre diversos grups taxonòmics de microorganisme (molts d'ells dins els bacteris però també un parell dins Archaea). Fins i tot dins espècies que fixen el nitrogen es poden trobar soques que no el fixen.[1] La fixació s’interromp quan estan disponibles altres fonts de nitrogen, i, per a moltes espècies, quan l’oxigen està a alta pressió parcial. Els bacteris tenen diferents formes de tractar amb els efectes debilitants de l’oxigen sobre les nitrogenases, com es llista a sota.

Diazòtrofs de vida lliure[modifica | modifica el codi]

  • Anaerobis, aquests són anaerobis obligats que no poden tolerar oxigen fins i tot si no són fixadors del nitrogen. Viuen en hàbitats baixos en oxigen, com els sòls i la matèria vegetal en descomposició. Clostridium n’és un exemple. Els bacteris reductors de sulfat són importants en els sediments dels oceans (per exemple Desulfovibrio), i alguns Archaea metanògens fixen nitrogen en el fang i els intestins dels animals.[1]
  • Anaerobis facultatius, aquestes espècies poden créixer ja sia amb oxigen o sense, però només fixen el nitrogen anaerobicament. Sovint, respiren oxigen tan depressa com és subministrat, mantenint la quantitat de nitrogen lliure baixa. Els exemples inclouen Klebsiella pneumoniae, Bacillus polymyxa, Bacillus macerans, i Escherichia intermedia.[1]
  • Aerobis—aquestes espècies requereixen oxigen per créixer, encara la seva nitrogenasa està debilitada si s’exposa a l’oxigen. Azotobacter vinelandii és el més estudiat d’aquests organismes. Fa servir altes taxes de respiració i compostos protectors per prevenir el dany per oxigen.[1]
  • Els bacteris fotosintètics oxigènics generen oxigen com subproducte de la fotosíntesi però alguns poden fixar nitrogen també. Són bacteris colonials amb heterocists. Exemples són Anabaena cylindrica i Nostoc commune. Altres cianobacteris no tenen heterocists i només poden fixar nitrogen amb nivells baixos de llum i d’oxigen (per exemple Plectonema).[1]
  • El bacteris fotosintètics anoxigènics no generen oxigen durant la fotosíntesi, tenen un únic fotosistema que no pot descompondre l’aigua. La nitrogenasa s’expressa sota condicions de limitació del nitrogen. Uns exemples són: Rhodobacter sphaeroides, Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus.[3]

Diazòtrofs simbiòtics[modifica | modifica el codi]

  • Rhizobia – són les espècies associades amb les lleguminoses dins la família Fabaceae. L'oxigen està enllaçat amb leghemoglobina en els nòduls radiculars que hostatgen els simbionts bacterials.[1]
  • Frankia, es coneix menys sobre aquests fixadors de nitrogen amb actinorizes. Frankia és capaç de colonitzar el teixit cortical dels nòduls. Les plantes actinorizes i les Frankies també produeixen hemoglobina,[4]
  • Els cianobacteris són també cianobacteris simbiòtics. Alguns estan associats amb fongs com líquens, amb Marchantiophytas, com una falguera, i amb Cycadaceae.[1] Aquests no formen nòduls. És important en agricultura l'associació de la falguera aquàtica Azolla que hostatja Anabaena que resulta un adob verd important en le cultiu de l'arròs.[1]
  • Associació amb animals, encara que els diazòtrofs es troben en l'intestí de molts animals, normalment, allí, hi ha present suficient amoni per suprimir la fixació del nitrogen.[1] Els tèrmits que tenen una dieta baixa en nitrogen permeten certa fixació de nitrogen per part dels diazòtrofs però aquesta quantitat de nitrogen resulta negligible. Els cuc de barca poden ser les úniques espècies que treguin benefici significatiu dels seus simbionts dels intestins.[1]

Importància[modifica | modifica el codi]

En termes de generació de nitrogen disponible per a tots els organismes, les associacions simbiòtiques excedeixen en gran manera les espècies de vida lliure amb l'excepció dels cianobacteris.[1]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 Postgate, J. Nitrogen Fixation, 3rd Edition. Cambridge University Press, Cambridge UK, 1998. 
  2. Dixon R and Kahn D. «Genetic regulation of biological nitrogen fixation». Nat Rev Microbiol, vol. 2, 8, 2004, pàg. 621–31. DOI: 10.1038/nrmicro954. PMID: 15263897.
  3. Blankenship RE, Madigan MT & Bauer CE (1995). Anoxygenic photosynthetic bacteria. Dordrecht, The Netherlands, Kluwer Academic.
  4. Beckwith, J, Tjepkema, J D, Cashon, R E, Schwintzer, C R, Tisa, L S. «Hemoglobin in five genetically diverse Frankia strains». Can J Microbiol, vol. 48, 12, 2002, pàg. 1048–1055. DOI: 10.1139/w02-106. PMID: 12619816.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]