Approvvigionamento di nutrienti, diversi dal carbonio, da parte dei batteri

I batteri per mantenere le loro funzioni vitali non hanno bisogno solo di carbonio, ma necessitano di tutta una serie di altri nutrienti indispensabili per il loro metabolismo e per la loro fisiologia.
In questo articolo vediamo in che modo i batteri sono in grado di ottenere ossigeno, idrogeno, azoto, fosforo, zolfo e ioni minerali.

Approvvigionamento di ossigeno

L’ossigeno può essere recuperato da molecole organiche, dall’acqua e da anioni di diversi sali inorganici (S042-, P043-, NO3-, NO2-).

L’ossigeno gassoso (O2) svolge un ruolo molto importante nel metabolismo energetico.



Approvvigionamento di idrogeno

L’idrogeno, presente sia in composti organici che inorganici, è necessario per mantenere il pH cellulare, come fonte di energia libera (gradiente protonico transmembrana) e come equivalente riducente nelle reazioni di ossido-riduzione.

Approvvigionamento di azoto

La principale fonte di azoto in natura è il gas N2 (79% dei gas atmosferici). Un piccolo gruppo di batteri, chiamati azotofissatori, sono in grado di trasformare N2 in ioni ammonio (NH4+). Gli ioni ammonio sono la sola forma di azoto che può essere combinata direttamente con il carbonio per sintetizzare amminoacidi e altre componenti cellulari.

Altri microrganismi utilizzano amminoacidi, nucleotidi, proteine, acidi nucleici e altri composti azotati come fonte di azoto.

Alcuni batteri e alghe utilizzano invece molecole che contengono azoto inorganico (NO3, NO2 o NH4+).

Approvvigionamento di fosforo

La principale fonte di fosforo è rappresentata dal fosfato (P043-) presente nelle rocce e nei depositi minerali degli oceani. Alcuni ambienti sono poveri di fosfato e la crescita dei microrganismi risulta limitata.

Approvvigionamento di zolfo

Lo zolfo è ampiamente diffuso nell’ambiente sotto forma di acido solfidrico (H2S) oppure di minerali: solfati (SO42-), solfuri (soprattutto di ferro, FeS), zolfo elementare (S).



Approvvigionamento di ioni minerali

La maggior parte dei nutrienti ionici (K, Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Co, Ni, Mo, Mn, Si, I, B) sono presenti nella crosta terrestre sotto forma di minerali oppure disciolti nelle acque.

La loro biodisponibilità dipende dal pH ambientale e dalla presenza di materiali inorganici o organici che possono sequestrarli dall’ambiente. Per procurarsi alcuni di questi nutrienti i microrganismi adottano particolari meccanismi di trasporto.

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