7. Типы питания микроорганизмов

Микроорганизмы сильнее высших организмов разнятся между собой не только в том, что касается их энергетических процессов, но также по видам потребляемой пищи. Поскольку вначале жизнь была микробной, мы должны остановиться на типах питания микроорганизмов, чтобы получить представление о пищевых нуждах примитивных организмов.

У высших организмов все просто: здесь существуют две четко выраженные группы. Это автотрофы, питающиеся неорганическими соединениями, и гетеротрофы, которые потребляют в пищу только органические соединения. Растения, за немногими исключениями, автотрофы, а все животные - гетеротрофы.

Но в мире микроорганизмов возможны и иные варианты. Вслед за Станье и сотр. [13], мы можем принять следующую классификацию по типам энергии и пищи, используемых в метаболизме. Прежде всего микроорганизмы делятся на фототрофные (или фотосинтезирующие), которые используют лучистую энергию, и хемотрофные, использующие энергию темновых окислительно-восстановительных реакций (об этом делении уже говорилось в гл. VIII, разд. 5). Обе группы далее делятся в зависимости от используемых доноров электронов. Организмы, использующие неорганические доноры электронов, называются литотрофными, а органические - органотрофными.

Всего получается четыре группы:

Фотолитотрофные организмы используют лучистую энергию и неорганические доноры электронов. Сюда относятся не только зеленые растения, но и сине-зеленые водоросли, а также некоторые бактерии.

Фотооргапотрофные организмы используют лучистую энергию и органические доноры электронов. К этой группе микроорганизмов, которых раньше называли "фотосинтезирующими гетеротрофами", принадлежат некоторые серобактерии, а также некоторые несерные бактерии, особенно Athiorhodacea (см. гл. XIV, разд. 10, а также [6]).

Хемолитотрофные организмы используют для получения энергии окислительно-восстановительные реакции и неорганические доноры электронов. Все представители этой группы - бактерии.

Хемоорганотрофные организмы используют окислительно-восстановительные реакции и органические доноры электронов. Это гетеротрофы, по старому определению. Но в эту группу входят не только животные, но и большинство бактерий.

Эта новая классификация гораздо точнее; в частности, в старой классификации гетеротрофность вольно или невольно приписывалась только животным, а гораздо более широкий спектр микробных типов обмена как-то не учитывался.

На первобытной Земле могли существовать две другие группы: фото"органо"трофные и хемо"органо"трофные организмы. Кавычки означают, что такие примитивные организмы могли использовать в качестве доноров электронов "органические" молекулы ("органическими" мы уже условились называть те молекулы, которые образовывались за счет неорганического фотосинтеза).

Древнейшая жизнь, видимо, была хемо"органо"трофной и хемолитотрофной. Затем появились фототрофные организмы, которые осуществляют фотосинтез. В наше время фотолитотрофные организмы полностью преобладают над фотоорганотрофами. Но на заре развития жизни фотолитотрофность могла быть не такой выгодной. Ведь в то время, в условиях первичной бескислородной атмосферы, жизнь укрывалась от прямого солнечного света. Сейчас фотоорганотрофные бактерии обладают большим разнообразием путей и способов метаболизма, чем фотолитотрофные организмы. Им не требуется прямого солнечного света, они могут расти даже в темноте. Вполне вероятно, что на первобытной Земле доминировали фото"органо"трофные микроорганизмы, и лишь затем их потеснили фотолитотрофы.

В связи с этим важно еще раз напомнить, что, хотя при органическом фотосинтезе высвобождается кислород, сам процесс фотосинтеза не является кислородным. Чтобы он действовал, нужны лишь атмосферная двуокись углерода и молекулы хлорофилла или подобных ему соединений, способных разлагать двуокись углерода и высвобождать кислород^*.

^* (См. примечание на стр. 139. - Прим. ред.)