Βασική διαφορά – Μεθανογόνα έναντι Μεθανοτρόφων
Η περιβαλλοντική βιολογία είναι ένας κύριος κλάδος της βιολογίας που ασχολείται με τις διαδικασίες του περιβάλλοντος. Η συμμετοχή μικροοργανισμών σε αυτές τις διεργασίες έχει μεγάλη σημασία καθώς επιταχύνει τις αντιδράσεις και διευκολύνει τη μετατροπή των υποστρωμάτων από τη μια μορφή στην άλλη. Το μεθάνιο (CH4) ονομάζεται αέριο του θερμοκηπίου ή βιοαέριο και η ανακύκλωσή του στη φύση διέπεται κυρίως από μικροοργανισμούς. Η μεθανογένεση είναι μια διαδικασία όπου οι μικροοργανισμοί παράγουν μεθάνιο από οργανικές πηγές. Τα μεθανογόνα είναι οι μικροοργανισμοί που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Η πέψη μεθανίου είναι μια άλλη σημαντική διαδικασία όπου το μεθάνιο χρησιμοποιείται από μικροοργανισμούς γνωστούς ως μεθανότροφους. Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ μεθανογόνων και μεθανοτροφών είναι ότι τα μεθανογόνα παράγουν μεθάνιο ενώ τα μεθανότροφα χρησιμοποιούν μεθάνιο.
Τι είναι τα μεθανογόνα;
Τα μεθανογόνα είναι μια ομάδα ακραιόφιλων που ζουν σε αυστηρά αναερόβια περιβάλλοντα καθώς είναι υποχρεωτικά αναερόβια. Η παρουσία οξυγόνου είναι εξαιρετικά τοξική για τα μεθανογόνα. Τα μεθανογόνα ανήκουν στον τομέα Archea. Κοινοί βιότοποι μεθανογόνων είναι οι αναερόβιοι χωνευτές, τα ανοξικά εδάφη και οι γαστρεντερικές οδοί οργανισμών υψηλότερου επιπέδου, όπως τα μηρυκαστικά ή οι άνθρωποι. Η διαδικασία της μεθανογένεσης παρέχει ενέργεια για την επιβίωση των μεθανογόνων και τα κύρια υποστρώματα που εμπλέκονται στη μεθανογένεση είναι το υδρογόνο, το διοξείδιο του άνθρακα, οι οξικές ενώσεις και οι ενώσεις C-1 όπως η μεθανόλη.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Τα μεθανογόνα χρησιμοποιούνται στο εμπόριο σε διαδικασίες επεξεργασίας λυμάτων, όπου πραγματοποιείται αναερόβια χώνευση οργανικών ενώσεων. Η διαδικασία των αναερόβιων χωνευτών λάσπης χρησιμοποιεί μεθανογόνα για την πέψη των αποβλήτων. Τα μεθανογόνα χρησιμοποιούνται επίσης στη διαδικασία παραγωγής βιοαερίου, όπου η μεθανογένεση είναι το τελευταίο βήμα της παραγωγής βιοαερίου.
Εικόνα 01: Μεθανογένεση
Παραδείγματα μεθανογόνων περιλαμβάνουν Methanococcus, Methanobacterium.
Τι είναι οι Μεθανότροφοι;
Οι μεθανότροφοι ή τα μεθανόφιλα είναι μικροοργανισμοί που αγαπούν το μεθάνιο. Είναι ως επί το πλείστον αρνητικά κατά gram βακτήρια που έχουν την ικανότητα να χρησιμοποιούν το μεθάνιο ως πηγή άνθρακα και ενέργειας. Τα μεθανοτροφικά βακτήρια χρησιμοποιούν το μεθάνιο σε μια καταλυόμενη από ένζυμα αντίδραση για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα υπό αερόβιες συνθήκες (παρουσία οξυγόνου) και ένζυμα γνωστά ως μονοοξυγενάσες μεθανίου εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία αντίδρασης. Τα μεθανοτροφικά βακτήρια μπορούν να υποστούν δύο μοίρες ανάλογα με τις ανάγκες τους κατά τη διαδικασία της πέψης του μεθανίου. Ανάλογα με τη διαδρομή που διανύει υπάρχουν δύο τύποι μεθανοτρόφων όπως ο τύπος 1 και ο τύπος 2.
Παραδείγματα μεθανοτρόφων είναι τα Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis και Methylosinus.
Εικόνα 02: Μεθανότροφα
Οι μεθανότροφοι χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των επιπέδων μεθανίου στη βιόσφαιρα καθώς το μεθάνιο είναι ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου που συμβάλλει στη ρύπανση με τη μορφή της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Τα μεθανότροφα ενσωματώνονται επίσης στην πέψη του μεθανίου που είναι τελικό προϊόν σε ορισμένες βιομηχανικές διεργασίες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ μεθανογόνων και μεθανοτροφών;
- Τα μεθανογόνα και τα μεθανότροφα είναι ακραιόφιλα.
- Και οι δύο εμπλέκονται στον έλεγχο και την ανακύκλωση του μεθανίου.
- Είναι βιομηχανικά σημαντικά στις διαδικασίες επεξεργασίας λυμάτων και στη διαχείριση στερεών αποβλήτων
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μεθανογόνων και μεθανοτροφών;
Μεθανογόνα εναντίον Μεθανοτρόφων |
|
| Τα μεθανογόνα είναι μικροοργανισμοί που είναι ικανοί να παράγουν μεθάνιο από οργανικές πηγές. | Οι μεθανότροφοι ή τα μεθανόφιλα είναι μικροοργανισμοί που μπορούν να χρησιμοποιούν το μεθάνιο ως πηγή άνθρακα και ενέργειας. |
| Απαίτηση οξυγόνου | |
| Τα μεθανογόνα είναι υποχρεωτικά αναερόβια (η μεθανογένεση λαμβάνει χώρα υπό αναερόβιες συνθήκες). | Τα μεθανότροφα είναι αερόβια (η πέψη του μεθανίου πραγματοποιείται υπό αερόβιες συνθήκες). |
| Πρόδρομοι της αντίδρασης | |
| Πρόδρομοι της μεθανογένεσης είναι το υδρογόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και οι ενώσεις C-1. | Το μεθάνιο είναι ο πρόδρομος των μεθανοτροφικών αντιδράσεων. |
| Τελικά προϊόντα | |
| Το μεθάνιο είναι το τελικό προϊόν της μεθανογένεσης. | Διοξείδιο του άνθρακα και ενέργεια παράγονται κατά τη χρήση του μεθανίου. |
| Εφαρμογές | |
| Τα μεθανογόνα χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις καθαρισμού λυμάτων σε αναερόβια χωνευτήρια και συστήματα επεξεργασίας λάσπης και σε μονάδες παραγωγής βιοαερίου. | Οι μεθανότροφοι χρησιμοποιούνται για την αποδόμηση προϊόντων με βάση το μεθάνιο και τις εκπομπές μεθανίου σε βιομηχανικές αντιδράσεις. |
Σύνοψη – Μεθανογόνα εναντίον Μεθανοτρόφων
Τα μεθανογόνα και τα μεθανότροφα είναι βιολογικά σημαντικοί τύποι βακτηρίων που διευκολύνουν την ισορροπία του μεθανίου στη φύση και συμπεριφέρονται συνεργιστικά. Τα μεθανογόνα παράγουν μεθάνιο το οποίο χρησιμοποιείται από τα μεθανότροφα ως πηγή άνθρακα και ενέργειας. Αυτή η έννοια χρησιμοποιείται περαιτέρω σε βιομηχανικές διαδικασίες διαχείρισης αποβλήτων στερεών και λυμάτων και, ως εκ τούτου, αποτελεί θέμα έρευνας μεταξύ των περιβαλλοντικών μικροβιολόγων. Τα μεθανογόνα παράγουν μεθάνιο και τα μεθανότροφα χρησιμοποιούν το μεθάνιο ως πηγή ενέργειας. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ μεθανογόνων και μεθανοτροφών.
Λήψη έκδοσης PDF του Methanogens vs Methanotrophs
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ μεθανογόνων και μεθανοτροφών.
