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Lexikon der Biologie: Chemolithotrophie

Chemolithotrophie w [von *chemo –, griech. lithos = Stein, trophē = Ernährung; Adj. chemolithotroph], Anorgoxidation, Chemosynthese i. e. S. ( vgl. Infobox ), eine Form des chemotrophen Energiestoffwechsels (Chemotrophie), bei dem anorganische Verbindungen oder Ionen die Reduktionsäquivalente (Wasserstoff, Elektronen; Redoxreaktionen) für den Energiegewinn (ATP-Bildung; Adenosintriphosphat) liefern ( vgl. Abb. ). Chemolithotrophie kommt bei Bodenbakterien und Wasserbakterien ( vgl. Tab. ) vor und wurde von S.N. Winogradskij bei den schwefeloxidierenden Bakterien, eisenoxidierenden Bakterien (1887, 1889) und den nitrifizierenden Bakterien (1890) entdeckt. Meist werden die anorganischen Substrate in einer aeroben Atmung mit Sauerstoff als Wasserstoffakzeptor genutzt. Einige Bakteriengruppen vermögen auch chemolithotroph unter sauerstofffreien Bedingungen in einer anaeroben Atmung zu wachsen, z. B. mit Nitrat, Sulfat, Schwefel und Carbonat als Wasserstoffakzeptoren. Chemolithotrophie ist meist mit einer autotrophen CO2-Assimilation (Autotrophie, Kohlendioxidassimilation) gekoppelt. Dieser Gesamtstoffwechsel wird als Chemolithoautotrophie (chemolithoautotroph), verkürzt Chemoautotrophie (chemoautotroph) bezeichnet. Die CO2-Assimilation verläuft meist im Calvin-Zyklus. Einige anaerob wachsende Bakterien (bestimmte methanbildende Bakterien, acetogene Bakterien, Sulfatreduzierer und phototrophe Bakterien) haben besondere Wege der autotrophen Kohlendioxidassimilation. Fakultativ chemolithotrophe Bakterien, z. B. die wasserstoffoxidierenden Bakterien, können sowohl anorganische als auch organische Substrate verwerten. Die obligat chemolithotrophen Formen sind diesem Stoffwechsel so extrem angepaßt, daß sie keine organischen Substrate als Energiequelle nutzen können. Andererseits gibt es auch Bakterien, die Energie durch Chemolithotrophie gewinnen, aber organische Verbindungen als Kohlenstoffquelle benötigen (Chemolithoheterotrophie, chemolithoheterotroph, z. B. einige Desulfovibrio-Stämme), oder Formen, bei denen die Energie für eine autotrophe CO2-Assimilation durch die Oxidation von organischen Substraten (z. B. Formiat) gewonnen wird (Chemoorganoautotrophie, chemoorganoautotroph). Ernährung.

G.S.




Chemolithotrophie

Formen des Stoffwechsels mit chemolithotrophem Energiegewinn

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