Klíčový rozdíl – metanogeny vs. metanotrofy
Environmentální biologie je hlavní obor biologie, který se zabývá procesy životního prostředí. Zapojení mikroorganismů do těchto procesů je velmi důležité, protože urychluje reakce a usnadňuje přeměnu substrátů z jedné formy na druhou. Metan (CH4) je pojmenován jako skleníkový plyn nebo bioplyn a jeho koloběh v přírodě je řízen především mikroorganismy. Metanogeneze je proces, kdy mikroorganismy produkují metan z organických zdrojů; Metanogeny jsou mikroorganismy zapojené do tohoto procesu. Digesce metanu je dalším důležitým procesem, kde metan využívají mikroorganismy známé jako metanotrofy. Klíčový rozdíl mezi metanogeny a metanotrofy je tedy v tom, že metanogeny produkují metan, zatímco metanotrofy využívají metan.
Co jsou metanogeny?
Methanogeny jsou skupinou extremofilů, kteří žijí v přísně anaerobních prostředích, protože jsou to obligátní anaeroby. Přítomnost kyslíku je pro methanogeny vysoce toxická. Metanogeny patří do domény Archea. Běžnými biotopy metanogenů jsou anaerobní fermentory, anoxické půdy a gastrointestinální trakt organismů vyšší úrovně, jako jsou přežvýkavci nebo lidé. Proces metanogeneze poskytuje energii pro přežití metanogenů a hlavními substráty zapojenými do metanogeneze jsou vodík, oxid uhličitý, acetátové sloučeniny a sloučeniny C-1, jako je methanol.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Methanogeny se komerčně používají v procesech čištění odpadních vod, kde se provádí anaerobní digesce organických sloučenin. Proces anaerobních kalových vyhnívadel využívá k vyhnívání odpadu methanogeny. Metanogeny se také používají v procesu výroby bioplynu, kde je metanogeneze posledním krokem výroby bioplynu.
Obrázek 01: Metanogeneze
Příklady methanogenů zahrnují Methanococcus, Methanobacterium.
Co jsou metanotrofy?
Metanotrofy nebo metanofily jsou mikroorganismy milující metan. Jsou to většinou gramnegativní bakterie, které mají schopnost využívat metan jako zdroj uhlíku a energie. Metanotrofní bakterie využívají metan v enzymaticky katalyzované reakci k produkci oxidu uhličitého. Tento proces probíhá za aerobních podmínek (v přítomnosti kyslíku) a na tomto reakčním procesu se podílejí enzymy známé jako methanmonooxygenázy. Metanotrofní bakterie mohou podstoupit dva osudy v závislosti na jejich potřebě během procesu trávení metanu. V závislosti na cestě, kterou to vezme, existují dva typy metanotrofů jako typ 1 a typ 2.
Příklady metanotrofů jsou Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis a Methylosinus.
Obrázek 02: Metanotrofy
Metanotrofy se využívají k regulaci hladin metanu v biosféře, protože metan je silný skleníkový plyn, který přispívá ke znečištění v podobě globálního oteplování. Metanotrofy jsou také začleněny do rozkladu metanu, který je konečným produktem některých průmyslových procesů.
Jaké jsou podobnosti mezi metanogeny a metanotrofy?
- Methanogeny a metanotrofy jsou extrémofily.
- Oba se podílejí na kontrole a cyklování metanu.
- Jsou průmyslově důležité v procesech čištění odpadních vod a nakládání s pevným odpadem
Jaký je rozdíl mezi metanogeny a metanotrofy?
Methanogeny vs metanotrofy |
|
| Methanogeny jsou mikroorganismy, které jsou schopny generovat metan z organických zdrojů. | Metanotrofy nebo metanofily jsou mikroorganismy, které jsou schopny využívat metan jako zdroj uhlíku a energie. |
| Požadavek na kyslík | |
| Methanogeny jsou povinné anaerobní (methanogeneze probíhá za anaerobních podmínek). | Metanotrofy jsou aerobní (trávení metanu probíhá za aerobních podmínek). |
| Předchůdci reakce | |
| Prekurzory metanogeneze jsou vodík, oxid uhličitý a sloučeniny C-1. | Methan je prekurzor metanotrofních reakcí. |
| Koncové produkty | |
| Methan je konečným produktem metanogeneze. | Při využití metanu vzniká oxid uhličitý a energie. |
| Aplikace | |
| Methanogeny se používají v čistírnách odpadních vod v anaerobních digestořích a systémech na úpravu kalů a v závodech na výrobu bioplynu. | Metanotrofy se používají při degradaci produktů na bázi metanu a emisí metanu při průmyslových reakcích. |
Shrnutí – metanogeny vs metanotrofy
Methanogeny a metanotrofy jsou biologicky důležité typy bakterií, které usnadňují rovnováhu metanu v přírodě a chovají se synergicky. Metanogeny produkují metan, který je využíván metanotrofy jako zdroj uhlíku a energie. Tento koncept je dále využíván v průmyslových procesech odpadového hospodářství pevných látek a odpadních vod a je proto předmětem výzkumu mezi environmentálními mikrobiology. Metanogeny produkují metan a metanotrofy využívají metan jako zdroj energie. Toto je klíčový rozdíl mezi metanogeny a metanotrofy.
Stáhnout PDF verzi metanogenů vs metanotrofy
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi metanogeny a metanotrofy.
