Fotosyntetiske bakterier – PSB/PNSB – mikrobiologiens stjerner

PSB = fotosyntetiske bakterier
PNSB = fotosyntetiske svovlfrie bakterier

De ekstremt alsidige fotosyntetiske bakterier (PNSB), som kun er repræsenteret i et lille antal, synes at være ansvarlige for mange af de særlige metaboliske præstationer i EM. Disse bakterier er udbredt i jord, søers sedimenter, på blade og i rhizomsfæren og arbejder ofte tæt sammen med andre organismer. De lever stort set af affaldsprodukter og syntetiserer en enorm mængde antioxidanter, vitaminer, vækststoffer og sukkerstoffer, som andre mikroorganismer og planter har brug for.

Disse fotosyntetiske bakterier (PNSB) er rigtige stjerner inden for mikrobiologien. Der er flere projekter om kortlægning af genomet på dem. Man undersøger deres evne til at binde atmosfærisk kvælstof, og man undersøger deres evne til at producere brint med henblik på energiproduktion. Deres evne til at nedbryde toksiner som f.eks. aromater (PCB’er og PAH’er), organiske klorforbindelser (dioxin, DDT) og kulbrinter som f.eks. olie interesserer miljørensere og anvendes allerede i vid udstrækning. De er de mest populære kandidater som forfædre til vores egne cellekraftværker, mitokondrierne (Ja, du læste rigtigt. Vi kunne have udviklet os halvvejs fra bakterierne i EM).

Fotosyntetiske bakterier kan trække vejret. De kan nedbryde lignin og mange andre komplekse organiske forbindelser. De kan bruge brint, svovlbrinte, nitrat og nitrit, de reducerer jernoxid (spiser rust) og laver selvfølgelig også fotosyntese.

Forekomst

Fotosyntetiske bakterier findes i fersk- og saltvand (frit og i sedimenter), i jorden, i rhizomsfæren, på blade, i gylledamme (hvis landmanden er heldig), ved varme kilder, i sne og is, i klipper og dybt nede i jordskorpen. Nogle forskningsgrupper har fundet fotosyntetiske bakterier i meteoritter fra Mars, og nogle asteroider har en mistænkelig uforklarlig lilla farve (Kuiper-bælte-asteroider).

Fotosyntese

De fotosyntetiske bakterier i EM laver fotosyntese ved hjælp af dit lilla pigment, når forholdene er de rette. Vær forsigtig, det er ikke den sædvanlige grønne fotosyntese. De spalter ikke vand og producerer derfor ikke ilt. I stedet får de den brint, de har brug for til stofsyntese, fra lav-energi og simple organiske stoffer, men også fra svovlbrinte eller direkte fra opløst brintgas. Kulstofkilden er kuldioxid og organiske stoffer. Da disse fotosyntetiske bakterier ikke behøver at opspalte vand, kan de bruge langt større dele af det tilgængelige lys-spektrum og også omdanne nærinfrarødt lys til energi (op til ca. 3 µm bølgelængde). Energien kommer derefter planten til gode via afledninger fra en energirig og næringsrig jord (atmosfærisk nitrogenbinding, mobilisering af næringsstoffer).

Reproduktion af fotosyntetiske bakterier

Så mange evner får man ikke gratis. For bakterier har vores fotosyntetiske bakterier et enormt genom (genetisk materiale). Disse mange gener skal kopieres, hver gang cellerne deler sig. Dette stopper dem naturligvis i deres spor. Det er derfor, at fotosyntetiske bakterier formerer sig meget langsommere end mælkesyrebakterier og gær i EM. Mælkesyrebakterier er sprintere, de har kun brug for tyve minutter til at fordoble sig, når de kommer i gang. Gæren har brug for ca. to timer til at fordoble sig. De fotosyntetiske bakterier, der er vigtige for EM, tager dog meget længere tid. Dette er også den største vanskelighed ved udbredelsen af EM. Den relative andel af fotosyntetiske bakterier falder betydeligt under formeringen.