Galvenā atšķirība - metanogēni pret metanotrofiem
Vides bioloģija ir galvenā bioloģijas nozare, kas nodarbojas ar vides procesiem. Mikroorganismu iesaistei šajos procesos ir liela nozīme, jo tā paātrina reakcijas un atvieglo substrātu pārvēršanos no vienas formas citā. Metāns (CH4) ir nosaukts par siltumnīcefekta gāzi vai biogāzi, un tā apriti dabā galvenokārt nosaka mikroorganismi. Metanoģenēze ir process, kurā mikroorganismi ražo metānu no organiskiem avotiem; Metanogēni ir šajā procesā iesaistītie mikroorganismi. Metāna gremošana ir vēl viens svarīgs process, kurā metānu izmanto mikroorganismi, kas pazīstami kā metanotrofi. Tādējādi galvenā atšķirība starp metanogēniem un metanotrofiem ir tā, ka metanogēni ražo metānu, bet metanotrofi izmanto metānu.
Kas ir metanogēni?
Metanogēni ir ekstremofilu grupa, kas dzīvo stingri anaerobā vidē, jo tie ir obligāti anaerobi. Skābekļa klātbūtne ir ļoti toksiska metanogēniem. Metanogēni pieder domēnam Archea. Parasti metanogēnu biotopi ir anaerobie bioreaktori, bezskābekļa augsnes un augstāka līmeņa organismu, piemēram, atgremotāju vai cilvēku, kuņģa-zarnu trakti. Metanoģenēzes process nodrošina enerģiju metanogēnu izdzīvošanai, un galvenie metanoģenēzē iesaistītie substrāti ir ūdeņradis, oglekļa dioksīds, acetāta savienojumi un C-1 savienojumi, piemēram, metanols.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Metanogēnus komerciāli izmanto notekūdeņu attīrīšanas procesos, kur tiek veikta organisko savienojumu anaerobā sadalīšana. Anaerobo dūņu bioreaktoru procesā atkritumu sagremošanai izmanto metanogēnus. Metanogēnus izmanto arī biogāzes ražošanas procesā, kur metanoģenēze ir pēdējais biogāzes ražošanas posms.
Attēls 01: metanoģenēze
Metanogēnu piemēri ir Methanococcus, Methanobacterium.
Kas ir metanotrofi?
Metanotrofi vai metanofili ir metānu mīloši mikroorganismi. Tās galvenokārt ir gramnegatīvas baktērijas, kurām ir iespēja izmantot metānu kā oglekļa un enerģijas avotu. Metanotrofās baktērijas izmanto metānu fermentu katalizētā reakcijā, lai iegūtu oglekļa dioksīdu. Šis process notiek aerobos apstākļos (skābekļa klātbūtnē), un šajā reakcijas procesā ir iesaistīti fermenti, kas pazīstami kā metāna monooksigenāzes. Metanotrofās baktērijas var piedzīvot divus likteņus atkarībā no to nepieciešamības metāna gremošanas procesā. Atkarībā no izvēlētā maršruta ir divu veidu metanotrofi, piemēram, 1. un 2. veids.
Metanotrofu piemēri ir Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis un Methylosinus.
2. attēls: metanotrofi
Metanotrofi tiek izmantoti metāna līmeņa kontrolei biosfērā, jo metāns ir spēcīga siltumnīcefekta gāze, kas veicina piesārņojumu globālās sasilšanas veidā. Metanotrofi tiek iekļauti arī metāna šķelšanā, kas ir dažu rūpniecisku procesu galaprodukts.
Kādas ir līdzības starp metanogēniem un metanotrofiem?
- Metanogēni un metanotrofi ir ekstremofīli.
- Abi ir iesaistīti metāna kontrolē un ciklā.
- Tie ir rūpnieciski svarīgi notekūdeņu attīrīšanas procesos un cieto atkritumu apsaimniekošanā
Kāda ir atšķirība starp metanogēniem un metanotrofiem?
Metanogēni pret metanotrofiem |
|
| Metanogēni ir mikroorganismi, kas spēj radīt metānu no organiskiem avotiem. | Metanotrofi jeb metanofili ir mikroorganismi, kas spēj izmantot metānu kā oglekļa un enerģijas avotu. |
| Skābekļa nepieciešamība | |
| Metanogēni ir obligāti anaerobi (metanoģenēze notiek anaerobos apstākļos). | Metanotrofi ir aerobi (metāna gremošana notiek aerobos apstākļos). |
| Reakcijas priekšteči | |
| Metanoģenēzes prekursori ir ūdeņradis, oglekļa dioksīds un C-1 savienojumi. | Metāns ir metanotrofu reakciju priekštecis. |
| Galaprodukti | |
| Metāns ir metanoģenēzes galaprodukts. | Oglekļa dioksīds un enerģija rodas metāna izmantošanas laikā. |
| Applications | |
| Metanogēnus izmanto notekūdeņu attīrīšanas iekārtās anaerobos bioreaktoros un dūņu apstrādes sistēmās, kā arī biogāzes ražotnēs. | Metanotrofus izmanto metāna produktu degradācijā un metāna emisijās rūpnieciskās reakcijās. |
Kopsavilkums - metanogēni pret metanotrofiem
Metanogēni un metanotrofi ir bioloģiski svarīgi baktēriju veidi, kas veicina metāna līdzsvaru dabā un darbojas sinerģiski. Metanogēni ražo metānu, ko metanotrofi izmanto kā oglekļa un enerģijas avotu. Šī koncepcija tiek tālāk izmantota cieto vielu un notekūdeņu atkritumu apsaimniekošanas rūpnieciskajos procesos, un tāpēc tā ir vides mikrobiologu pētījumu tēma. Metanogēni ražo metānu, un metanotrofi izmanto metānu kā enerģijas avotu. Šī ir galvenā atšķirība starp metanogēniem un metanotrofiem.
Lejupielādēt PDF versiju Methanogens vs Methanotrophs
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit Atšķirība starp metanogēniem un metanotrofiem.
