Peamine erinevus – metanogeenid vs metanotroofid
Keskkonnabioloogia on bioloogia põhiharu, mis tegeleb keskkonnaprotsessidega. Mikroorganismide osalemine nendes protsessides on väga oluline, kuna see kiirendab reaktsioone ja hõlbustab substraatide muundumist ühest vormist teise. Metaani (CH4) nimetatakse kasvuhoonegaasiks või biogaasiks ning selle ringlust looduses reguleerivad peamiselt mikroorganismid. Metanogenees on protsess, mille käigus mikroorganismid toodavad orgaanilistest allikatest metaani; Metanogeenid on selles protsessis osalevad mikroorganismid. Metaani lagundamine on veel üks oluline protsess, kus metaani kasutavad metanotroofidena tuntud mikroorganismid. Seega on peamine erinevus metanogeenide ja metanotroofide vahel see, et metanogeenid toodavad metaani, metanotroofid aga kasutavad metaani.
Mis on metanogeenid?
Metanogeenid on rühm ekstremofiile, kes elavad rangelt anaeroobses keskkonnas, kuna nad on kohustuslikud anaeroobid. Hapniku olemasolu on metanogeenidele väga toksiline. Metanogeenid kuuluvad domeeni Archea. Metanogeenide tavalised elupaigad on anaeroobsed kääritajad, anoksilised pinnased ja kõrgema taseme organismide, nagu mäletsejalised või inimesed, seedetraktid. Metanogeneesi protsess annab energiat metanogeenide ellujäämiseks ja peamised metanogeneesi substraadid on vesinik, süsinikdioksiid, atsetaatühendid ja C-1 ühendid, nagu metanool.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Metanogeene kasutatakse kaubanduslikult reoveepuhastusprotsessides, kus toimub orgaaniliste ühendite anaeroobne kääritamine. Anaeroobsete setete kääritamise protsessis kasutatakse jäätmete kääritamiseks metanogeene. Metanogeene kasutatakse ka biogaasi tootmise protsessis, kus metanogenees on biogaasi tootmise viimane etapp.
Joonis 01: Metanogenees
Metanogeenide näideteks on Methanococcus, Methanobacterium.
Mis on metanotroofid?
Metanotroofid ehk Metanofiilid on metaani armastavad mikroorganismid. Need on enamasti gramnegatiivsed bakterid, millel on võime kasutada süsiniku- ja energiaallikana metaani. Metanotroofsed bakterid kasutavad süsinikdioksiidi tootmiseks ensüümi katalüüsitud reaktsioonis metaani. See protsess toimub aeroobsetes tingimustes (hapniku juuresolekul) ja selles reaktsiooniprotsessis osalevad ensüümid, mida nimetatakse metaanmonooksügenaasideks. Metanotroofsed bakterid võivad metaani seedimise protsessis sõltuv alt nende vajadusest saada kaks saatust. Olenev alt marsruudist, mis kulgeb, on kahte tüüpi metanotroofe, tüüp 1 ja tüüp 2.
Metanotroofide näited on Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis ja Methylosinus.
Joonis 02: metanotroofid
Metanotroofe kasutatakse metaanitaseme kontrollimiseks biosfääris, kuna metaan on tugev kasvuhoonegaas, mis soodustab globaalse soojenemise näol saastet. Metanotroofe kasutatakse ka metaani seedimisel, mis on mõne tööstusliku protsessi lõppsaadus.
Millised on metanogeenide ja metanotroofide sarnasused?
- Metanogeenid ja metanotroofid on ekstremofiilid.
- Mõlemad on seotud metaani kontrolli ja ringlusega.
- Need on tööstuslikult olulised reoveepuhastusprotsessides ja tahkete jäätmete käitlemises
Mis vahe on metanogeenidel ja metanotroofidel?
Metanogeenid vs metanotroofid |
|
| Metanogeenid on mikroorganismid, mis on võimelised tootma orgaanilistest allikatest metaani. | Metanotroofid ehk metanofiilid on mikroorganismid, mis on võimelised kasutama metaani süsiniku- ja energiaallikana. |
| Hapnikuvajadus | |
| Metanogeenid on kohustuslikud anaeroobsed (metanogenees toimub anaeroobsetes tingimustes). | Metanotroofid on aeroobsed (metaani lagundamine toimub aeroobsetes tingimustes). |
| Reaktsiooni eelkäijad | |
| Metanogeneesi eelkäijad on vesinik, süsinikdioksiid ja C-1 ühendid. | Metaan on metanotroofsete reaktsioonide eelkäija. |
| Lõpptooted | |
| Metaan on metanogeneesi lõpp-produkt. | Süsinikdioksiid ja energia tekivad metaani kasutamise käigus. |
| Rakendused | |
| Metanogeene kasutatakse reoveepuhastusjaamades anaeroobsetes kääritites ja mudapuhastussüsteemides ning biogaasi tootmisjaamades. | Metanotroofe kasutatakse metaanipõhiste toodete lagundamisel ja metaaniheitmetes tööstusreaktsioonides. |
Kokkuvõte – metanogeenid vs metanotroofid
Metanogeenid ja metanotroofid on bioloogiliselt olulised bakteritüübid, mis soodustavad metaani tasakaalu looduses ja käituvad sünergiliselt. Metanogeenid toodavad metaani, mida metanotroofid kasutavad süsiniku- ja energiaallikana. Seda kontseptsiooni kasutatakse edaspidi tahkete ainete ja reovee jäätmekäitluse tööstuslikes protsessides ning seetõttu on see keskkonnamikrobioloogide uurimisteema. Metanogeenid toodavad metaani ja metanotroofid kasutavad metaani energiaallikana. See on peamine erinevus metanogeenide ja metanotroofide vahel.
Laadi alla PDF-versioon Methanogens vs Methanotrophs
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Laadige PDF-versioon alla siit. Erinevused metanogeenide ja metanotroofide vahel.
