Bacteriile aerobe sunt acele bacterii care cresc și se dezvoltă doar în medii în care există oxigen (medii aerobe). Ele trăiesc în medii cu aer ambiental, adică medii cu o concentrație a oxigenului de 21% și o concentrație a dioxidului de carbon de 0,03%.
Bacteriile aerobe au nevoie de oxigen molecular pentru a supraviețui. Motivul este respirația aerobă desfășurată de aceste microorganisme, în urma căreia ele își obțin energia prin fosforilarea oxidativă și ciclul Krebs (ciclul acizilor tricarboxilici sau ciclul acidului citric); doar o mică parte a energiei provine din glicoliză. Ciclul Krebs este o cale metabolică prin care organismele aerobe își generează energia sub formă de molecule de ATP.
La aerobe, molecula de oxigen servește ca acceptor final de electroni în timpul respirației. Drept urmare, microorganismele aerobe posedă o dezvoltare aerobă și nu pot supraviețui în lipsa oxigenului. Un exemplu de bacterie aerobă este Bacillus cereus.
Prin contrast, bacteriile anaerobe sunt acele bacterii care nu necesită oxigen pentru a supraviețui. De fapt, oxigenul poate fi chiar toxic pentru unele dintre aceste bacterii. Bacteriile anaerobe își obțin energia prin respirație anaerobă și prin fermentație lactică ori alcoolică. În cadrul fermentației, ele utilizează nicotinamid adenin dinucleotidul (NADH) drept transportor de electroni.
Tipuri de bacterii aerobe
Bacteriile aerobe pot fi clasificate astfel:
- obligat aerobe;
- facultativ aerobe;
- microaerofile;
- aerobe aerotolerante.
Bacterii obligat aerobe
Bacteriile obligat aerobe sunt organisme care nu pot supraviețui în absența oxigenului. Deci prezența oxigenului în mediul lor este esențială pentru creșterea și dezvoltarea lor. Bacteriile aerobe utilizează oxigenul molecular ca acceptor final de electroni, oxidează zaharurile și grăsimile și generează energie (ATP) prin glicoliză, lanțul transportor de electroni și ciclul Krebs.
Enzimele implicate în lanțul respirator al aerobelor sunt catalaza, peroxidaza și superoxid dismutaza. Aceste trei enzime sunt esențiale pentru metabolismul acestor organisme, deoarece ajută la contracararea efectelor toxice ale speciilor reactive de oxigen generate de prezența oxigenului molecular.
Exemple de bacterii obligat aerobe sunt Bacillus, Mycobacterium și Pseudomonas.
Bacteriile facultativ aerobe
Bacteriile facultativ aerobe nu se bazează în întregime pe disponibilitatea oxigenului în mediu. În schimb, ele utilizează căi anaerobe pentru producerea ATP-ului. Drept urmare, aceste bacterii pot supraviețui în absența oxigenului.
Exemple de bacterii facultativ aerobe sunt cele din familia Enterobacteriaceae.
Bacterii microaerofile
După cum le sugerează și numele, bacteriile microaerofile au nevoie doar de o cantitate mică de oxigen pentru generarea energiei. Prezența oxigenului în cantități mari poate fi letală pentru ele. Microaerofilele nu prezintă în lanț transportor de electroni și sunt dependente de fermentație pentru producerea energiei.
Exemple de bacterii microaerofile sunt Helicobacter și Campylobacter.
Bacterii aerotolerante
Bacteriile aerotolerante cu utilizează oxigenul pentru activitatea metabolică sau generarea energiei. De asemenea, ele nu sunt afectate de prezența oxigenului în mediu. Bacteriile aerotolerante nu posedă enzimele necesare respirației aerobe, în particular catalaza, peroxidaza și superoxid dismutaza.
Exemple de bacterii aerotolerante sunt Lactobacillus și Streptococcus.
Rolurile ecologice ale bacteriilor aerobice
Bacteriile reprezintă o parte semnificativă a ecosistemelor globale și sunt implicate în funcții biologice și ecologice esențiale. Iată câteva dintre acestea:
- Bacteriile aerobe joacă un rol esențial în degradarea biologică. Prezența oxigenului accelerează degradarea hidrocarburilor. O astfel de descompunere poate fi întâlnită în litieră (stratul de frunze și alte resturi care acoperă solul pădurii), unde aerobele sunt implicate în procesul de degradare a frunzelor și a altor materiale organice. Descompunerea materiei organice este un proces aerob, iar rata de descompunere se reduce odată cu creșterea nivelului de dioxid de carbon.
- Bacteriile aerobe sunt utilizate în stațiile de epurare pentru degradarea poluanților. Aerobele folosesc oxigenul dizolvat în apă și degradează poluanții pentru a genera energie.
- Majoritatea bacteriilor din sol sunt aerobe și utilizează oxigenul din sol pentru a degrada contaminanții. Astfel de exemplu sunt Aerobacter, Actinomycetes și Streptomyces.
- Unele bacterii care cauzează boli sunt aerobe. De exemplu, Mycobacterium tuberculosis provoacă tuberculoza și poate rămâne în stare latentă ani de zile. O altă bacterie care poate cauza boli este Escherichia coli, care poate duce la diaree. Leptospira este o bacterie aerobă patogenă care provoacă leptospiroză, iar Bacillus anthracis provoacă antrax.
Sursa: Biology Online