הבדל מפתח - מתנוגנים לעומת מתנוטרופים
ביולוגיה סביבתית היא ענף עיקרי בביולוגיה העוסק בתהליכי הסביבה. למעורבותם של מיקרואורגניזמים בתהליכים אלו חשיבות רבה שכן היא מזרזת את התגובות ומקלה על הפיכת מצעים מצורה אחת לאחרת. מתאן (CH4) נקרא גז בית חממה או גז ביולוגי והמחזוריות שלו בטבע נשלטת בעיקר על ידי מיקרואורגניזמים. מתנוגנזה היא תהליך שבו מיקרואורגניזמים מייצרים מתאן ממקורות אורגניים; מתנוגנים הם המיקרואורגניזמים המעורבים בתהליך זה. עיכול מתאן הוא תהליך חשוב נוסף שבו מתאן מנוצל על ידי מיקרואורגניזמים הידועים כמתנוטרופים.לפיכך, ההבדל העיקרי בין מתנוגנים ומתנוטרופים הוא שמתנוגנים מייצרים מתאן ואילו מתנוטרופים מנצלים מתאן.
מהם מתנוגנים?
מתנוגנים הם קבוצה של אקסטרמופילים שחיים בסביבות אנאירוביות לחלוטין מכיוון שהם אנאירובים חובה. נוכחות חמצן רעילה מאוד עבור מתנוגנים. מתנוגנים שייכים לתחום Archea. בתי גידול נפוצים של מתנוגנים הם מעכלים אנאירוביים, קרקעות אנוקסיות ומערכת העיכול של אורגניזמים ברמה גבוהה יותר, כגון מעלי גירה או בני אדם. תהליך המתנוגנזה מספק אנרגיה להישרדות המתנוגנים והמצעים העיקריים המעורבים במתנוגנזה הם מימן, פחמן דו חמצני, תרכובות אצטט ותרכובות C-1 כגון מתנול.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
מתנוגנים נמצאים בשימוש מסחרי בתהליכי טיפול בשפכים, שבהם מתבצע עיכול אנאירובי של תרכובות אורגניות.התהליך של מעכלי בוצה אנאירוביים מנצלים מתנוגנים לעיכול הפסולת. מתנוגנים משמשים גם בתהליך של ייצור ביו גז שבו מתנוגנזה היא השלב האחרון של הפקת גז ביו.
איור 01: מתנוגנזה
דוגמאות של מתנוגנים כוללות Methanococcus, Methanobacterium.
מהם מתנוטרופים?
מתנוטרופים או מתנופילים הם מיקרואורגניזמים אוהבי מתאן. הם בעיקר חיידקים גרם שליליים שיש להם את היכולת לנצל מתאן כמקור הפחמן והאנרגיה שלו. חיידקים מתנוטרופיים מנצלים מתאן בתגובה מזורזת אנזים לייצור פחמן דו חמצני. תהליך זה מתרחש בתנאים אירוביים (בנוכחות חמצן) ובתהליך תגובה זה מעורבים אנזימים הידועים בשם מונואוקסיגנז מתאן.חיידקים מתנוטרופיים יכולים לעבור שני גורלות בהתאם לדרישתם במהלך תהליך עיכול המתאן. בהתאם למסלול שהוא לוקח ישנם שני סוגים של מתנוטרופים כמו סוג 1 וסוג 2.
דוגמאות של מתנוטרופים הם מתילומונה, מתילובקטר, מתילוקוקוס, מתילוציסטיס ומטילוסינוס.
איור 02: Methanotrophs
מתאנוטרופים מנוצלים בשליטה על רמות המתאן בביוספרה שכן מתאן הוא גז ביתי ירוק חזק שתורם לזיהום בצורה של התחממות כדור הארץ. מתנוטרופים משולבים גם בעיכול מתאן שהוא תוצר סופי בחלק מהתהליכים התעשייתיים.
מהם הדמיון בין מתנוגנים ומתנוטרופים?
- מתנוגנים ומתנוטרופים הם אקסטרמופילים.
- שניהם מעורבים בשליטה וברכיבה על אופניים של מתאן.
- הם חשובים מבחינה תעשייתית בתהליכי טיפול בשפכים וניהול פסולת מוצקה
מה ההבדל בין מתנוגנים ומתנוטרופים?
מתנוגנים נגד מתנוטרופים |
|
| מתנוגנים הם מיקרואורגניזמים המסוגלים לייצר מתאן ממקורות אורגניים. | מתנוטרופים או מתנופילים הם מיקרואורגניזמים המסוגלים לנצל מתאן כמקור לפחמן ואנרגיה. |
| דרישת חמצן | |
| מתנוגנים הם אנאירוביים חובה (מתנוגנזה מתרחשת בתנאים אנאירוביים). | מתנוטרופים הם אירוביים (עיכול מתאן מתרחש בתנאים אירוביים). |
| מבשרי התגובה | |
| מבשרי מתנוגנזה הם מימן, פחמן דו חמצני ותרכובות C-1. | מתאן הוא המבשר של תגובות מתנוטרופים. |
| מוצרי קצה | |
| מתאן הוא התוצר הסופי של מתנוגנזה. | פחמן דו חמצני ואנרגיה מיוצרים במהלך ניצול המתאן. |
| Applications | |
| מתנוגנים משמשים במפעלי טיהור שפכים במעכלים אנאירוביים ומערכות טיפול בבוצה, ובמפעלים לייצור גז ביו. | מתנוטרופים משמשים בהשחתת מוצרים מבוססי מתאן ופליטות מתאן בתגובות תעשייתיות. |
סיכום – Methanogens vs Methanotrophs
מתנוגנים ומתנוטרופים הם סוגים ביולוגיים חשובים של חיידקים המקלים על איזון המתאן בטבע ומתנהגים בצורה סינרגטית. מתנוגנים מייצרים מתאן אשר מנוצל על ידי מתנוטרופים כמקור הפחמן והאנרגיה שלהם. מושג זה מנוצל עוד בתהליכים תעשייתיים של ניהול פסולת של מוצקים ומים, ולכן הוא נושא למחקר בקרב המיקרוביולוגים הסביבתיים. מתאנוגנים מייצרים מתאן ומתנוטרופים מנצלים מתאן כמקור אנרגיה. זהו ההבדל העיקרי בין מתנוגנים ומתנוטרופים.
הורד גרסת PDF של Methanogens vs Methanotrophs
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין מתנוגנים ומתנוטרופים.
