Kluczowa różnica – metanogeny a metanotrofy
Biologia środowiska jest główną gałęzią biologii zajmującą się procesami środowiska. Zaangażowanie drobnoustrojów w te procesy ma ogromne znaczenie, gdyż przyspiesza reakcje i ułatwia konwersję substratów z jednej formy w drugą. Metan (CH4) nazywany jest gazem cieplarnianym lub biogazem, a jego obiegiem w przyrodzie regulują głównie mikroorganizmy. Metanogeneza to proces, w którym mikroorganizmy wytwarzają metan ze źródeł organicznych; Metanogeny to mikroorganizmy zaangażowane w ten proces. Trawienie metanem to kolejny ważny proces, w którym metan jest wykorzystywany przez mikroorganizmy znane jako metanotrofy. Tak więc kluczowa różnica między metanogenami a metanotrofami polega na tym, że metanogeny wytwarzają metan, podczas gdy metanotrofy wykorzystują metan.
Co to są metanogeny?
Metanogeny to grupa ekstremofili, które żyją w ściśle beztlenowych środowiskach, ponieważ są bezwzględnymi beztlenowcami. Obecność tlenu jest wysoce toksyczna dla metanogenów. Metanogeny należą do domeny Archea. Powszechnymi siedliskami metanogenów są komory fermentacyjne beztlenowe, gleby beztlenowe i przewód pokarmowy organizmów wyższego rzędu, takich jak przeżuwacze lub ludzie. Proces metanogenezy dostarcza energii dla przetrwania metanogenów, a głównymi substratami biorącymi udział w metanogenezie są wodór, dwutlenek węgla, związki octanowe oraz związki C-1, takie jak metanol.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Metanogeny są wykorzystywane komercyjnie w procesach oczyszczania ścieków, w których przeprowadza się fermentację beztlenową związków organicznych. Proces beztlenowych komór fermentacyjnych osadów wykorzystuje metanogeny do fermentacji odpadów. Metanogeny są również wykorzystywane w procesie produkcji biogazu, gdzie metanogeneza jest ostatnim etapem produkcji biogazu.
Rysunek 01: Metanogeneza
Przykłady metanogenów obejmują Methanococcus, Metanobacterium.
Co to są metanotrofy?
Metanotrofy lub metanofile to mikroorganizmy kochające metan. Są to głównie bakterie Gram-ujemne, które mają zdolność wykorzystywania metanu jako źródła węgla i energii. Bakterie metanotroficzne wykorzystują metan w reakcji katalizowanej enzymami do produkcji dwutlenku węgla. Proces ten przebiega w warunkach tlenowych (w obecności tlenu), a w procesie reakcji biorą udział enzymy znane jako monooksygenazy metanowe. Bakterie metanotroficzne mogą podlegać dwóm losom w zależności od ich zapotrzebowania w procesie fermentacji metanem. W zależności od trasy, którą pokonuje, istnieją dwa rodzaje metanotrofów: typ 1 i typ 2.
Przykłady metanotrofów to Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis i Methylosinus.
Rysunek 02: Metanotrofy
Metanotrofy są wykorzystywane do kontrolowania poziomu metanu w biosferze, ponieważ metan jest silnym gazem cieplarnianym, który przyczynia się do zanieczyszczenia w postaci globalnego ocieplenia. Metanotrofy są również wykorzystywane w procesie fermentacji metanu, który jest produktem końcowym niektórych procesów przemysłowych.
Jakie są podobieństwa między metanogenami a metanotrofami?
- Metanogeny i metanotrofy to ekstremofile.
- Oba są zaangażowane w kontrolę i obieg metanu.
- Są one ważne w przemyśle w procesach oczyszczania ścieków i gospodarowaniu odpadami stałymi
Jaka jest różnica między metanogenami a metanotrofami?
Metanogeny kontra metanotrofy |
|
| Metanogeny to mikroorganizmy zdolne do generowania metanu ze źródeł organicznych. | Metanotrofy lub metanofile to mikroorganizmy zdolne do wykorzystywania metanu jako źródła węgla i energii. |
| Zapotrzebowanie na tlen | |
| Metanogeny są obowiązkowe beztlenowe (metanogeneza odbywa się w warunkach beztlenowych). | Metanotrofy są tlenowe (trawienie metanu odbywa się w warunkach tlenowych). |
| Prekursory reakcji | |
| Prekursorami metanogenezy są wodór, dwutlenek węgla i związki C-1. | Metan jest prekursorem reakcji metanotroficznych. |
| Produkty końcowe | |
| Metan jest produktem końcowym metanogenezy. | Dwutlenek węgla i energia są wytwarzane podczas utylizacji metanu. |
| Aplikacje | |
| Metanogeny są wykorzystywane w oczyszczalniach ścieków, w beztlenowych komorach fermentacyjnych i systemach oczyszczania osadów oraz w zakładach produkcji biogazu. | Metanotrofy są wykorzystywane do degradacji produktów na bazie metanu i emisji metanu w reakcjach przemysłowych. |
Podsumowanie – Metanogeny kontra metanotrofy
Metanogeny i metanotrofy to biologicznie ważne rodzaje bakterii, które ułatwiają równowagę metanu w przyrodzie i zachowują się synergistycznie. Metanogeny wytwarzają metan, który jest wykorzystywany przez metanotrofy jako źródło węgla i energii. Koncepcja ta jest dalej wykorzystywana w przemysłowych procesach gospodarki odpadami stałymi i ściekami, dlatego jest przedmiotem badań wśród mikrobiologów środowiskowych. Metanogeny wytwarzają metan, a metanotrofy wykorzystują metan jako źródło energii. To jest kluczowa różnica między metanogenami a metanotrofami.
Pobierz wersję PDF metanogenów kontra metanotrofy
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między metanogenami a metanotrofami.
