Nutrizione in Monera: come batteri e cianobatteri ottengono energia
Il regno Monera (batteri e cianobatteri) manca di sistema digerente. Invece, questi organismi unicellulari usano due strategie nutrizionali fondamentali.
1. Nutrizione eterotrofa (Maggior parte batteri)
Digestione esterna e assorbimento. Batteri eterotrofi secernono esoenzimi (amilasi, proteasi, lipasi) su materia organica nel loro ambiente. Questi enzimi rompono polimeri complessi (amido, proteine, grassi) in molecole più piccole (zuccheri, aminoacidi, acidi grassi) che sono poi trasportate attraverso la membrana cellulare via trasportatori specifici.
- Saprotrofi: Decompongono materia organica morta (batteri suolo, decompositori).
- Parassiti: Traggono nutrienti da ospiti vivi (patogeni come Streptococcus, Mycobacterium).
- Simbionti: Relazioni mutualistiche (flora intestinale sintetizzante vitamina K, Rhizobium fissatore azoto in radici leguminose).
2. Nutrizione autotrofa (Cianobatteri e alcuni batteri)
Auto-sintesi composti organici da fonti inorganiche.
Fotoautotrofi (Cianobatterie / Alghe blu-verdi)
- Usano fotosintesi ossigenica (come piante): CO₂ + H₂O + luce → glucosio + O₂.
- Contengono clorofilla a e ficobiline (ficocianina, ficoeritrina) in membrane tilacoidi.
- Maggiori produttori primari ecosistemi acquatici; crearono atmosfera ossigeno Terra.
Chemiotrofi (Certi batteri)
- Ossidano chimici inorganici per energia: NH₄⁺ (nitrificatori), H₂S (batteri zolfo), Fe²⁺ (batteri ferro), H₂ (batteri idrogeno).
- Fissano CO₂ via ciclo Calvin o vie alternative.
- Trovati in ambienti estremi: idrotermali vent, drenaggio acido miniere, subsurface profondo.
Contrasto chiave
| Caratteristica | Eterotrofi | Fotoautotrofi (Cianobatteri) | Chemiotrofi |
|---|
| Fonte energia | Composti organici | Luce | Chimici inorganici |
| Fonte carbonio | Composti organici | CO₂ | CO₂ |
| Esempi | E. coli, Bacillus, Pseudomonas | Nostoc, Anabaena, Synechocystis | Nitrosomonas, Thiobacillus |
Impatto ecologico
- Decompositori riciclano nutrienti globalmente.
- Cianobatteri producono ~25% O₂ atmosferico.
- Fissatori azoto (alcuni cianobatteri, Azotobacter) rendono N₂ atmosferico biodisponibile.
- Patogeni causano malattie; microbi benefici supportano salute, agricoltura, industria.
La diversità metabolica di Monera – raggiunta senza organelli o intestino – sottende ogni ecosistema sulla Terra.