Avainero – metanogeenit vs metanotrofit
Ympäristöbiologia on biologian päähaara, joka käsittelee ympäristön prosesseja. Mikro-organismien osallistuminen näihin prosesseihin on erittäin tärkeää, koska se nopeuttaa reaktioita ja helpottaa substraattien muuntamista muodosta toiseen. Metaani (CH4) on nimetty kasvihuonekaasuksi tai biokaasuksi ja sen kiertokulkua luonnossa säätelevät pääasiassa mikro-organismit. Metanogeneesi on prosessi, jossa mikro-organismit tuottavat metaania orgaanisista lähteistä; Metanogeenit ovat mikro-organismeja, jotka osallistuvat tähän prosessiin. Metaanin pilkkominen on toinen tärkeä prosessi, jossa metanotrofeina tunnetut mikro-organismit käyttävät metaania. Siten tärkein ero metanogeenien ja metanotrofien välillä on se, että metanogeenit tuottavat metaania, kun taas metanotrofit käyttävät metaania.
Mitä ovat metanogeenit?
Metanogeenit ovat ryhmä äärimmäisiä organismeja, jotka elävät tiukasti anaerobisissa ympäristöissä, koska ne ovat pakollisia anaerobeja. Hapen läsnäolo on erittäin myrkyllistä metanogeenille. Metanogeenit kuuluvat alueeseen Archea. Metanogeenien yleisiä elinympäristöjä ovat anaerobiset keittimet, hapettomat maaperät ja korkeamman tason organismien, kuten märehtijöiden tai ihmisten, maha-suolikanavat. Metanogeneesiprosessi tarjoaa energiaa metanogeenien selviytymiseen, ja tärkeimmät metanogeneesiin osallistuvat substraatit ovat vety, hiilidioksidi, asetaattiyhdisteet ja C-1-yhdisteet, kuten metanoli.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Metanogeeneja käytetään kaupallisesti jätevedenkäsittelyprosesseissa, joissa suoritetaan orgaanisten yhdisteiden anaerobista mädätystä. Anaerobisissa lietekeittimissä jätteen mädättämiseen käytetään metanogeenia. Metaanogeenejä käytetään myös biokaasun tuotantoprosessissa, jossa metanogeneesi on biokaasun tuotannon viimeinen vaihe.
Kuva 01: Metanogeneesi
Esimerkkejä metanogeenista ovat Methanococcus, Methanobacterium.
Mitä ovat metanotrofit?
Metanotrofit tai metanofiilit ovat metaania rakastavia mikro-organismeja. Ne ovat enimmäkseen gramnegatiivisia bakteereja, joilla on kyky hyödyntää metaania hiili- ja energialähteenä. Metanotrofiset bakteerit käyttävät metaania entsyymikatalysoidussa reaktiossa hiilidioksidin tuottamiseksi. Tämä prosessi tapahtuu aerobisissa olosuhteissa (hapen läsnä ollessa) ja entsyymit, jotka tunnetaan nimellä metaanimono-oksygenaasit, ovat mukana tässä reaktioprosessissa. Metanotrofiset bakteerit voivat kokea kaksi kohtaloa riippuen niiden tarpeesta metaanin pilkkomisen aikana. Reitistä riippuen metanotrofeja on kahta tyyppiä, tyyppi 1 ja tyyppi 2.
Esimerkkejä metanotrofeista ovat Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis ja Methylosinus.
Kuva 02: Metanotrofit
Metanotrofeja käytetään biosfäärin metaanipitoisuuksien hallintaan, koska metaani on voimakas kasvihuonekaasu, joka edistää saastumista ilmaston lämpenemisen muodossa. Metanotrofeja sisällytetään myös metaanin pilkkomiseen, joka on joidenkin teollisten prosessien lopputuote.
Mitä yhtäläisyyksiä metanogeenien ja metanotrofien välillä on?
- Metanogeenit ja metanotrofit ovat extremofiilejä.
- Molemmat osallistuvat metaanin hallintaan ja kiertoon.
- Ne ovat teollisesti tärkeitä jätevedenkäsittelyprosesseissa ja kiinteiden jätteiden käsittelyssä
Mitä eroa metanogeeneillä ja metanotrofeilla on?
Metanogeenit vs metanotrofit |
|
| Metanogeenit ovat mikro-organismeja, jotka pystyvät tuottamaan metaania orgaanisista lähteistä. | Metanotrofit tai metanofiilit ovat mikro-organismeja, jotka pystyvät hyödyntämään metaania hiilen ja energian lähteenä. |
| Hapentarve | |
| Metanogeenit ovat pakollisia anaerobisia (metanogeneesi tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa). | Metanotrofit ovat aerobisia (metaanin hajoaminen tapahtuu aerobisissa olosuhteissa). |
| Reaktion esiaste | |
| Metanogeneesin esiasteita ovat vety, hiilidioksidi ja C-1-yhdisteet. | Metaani on metanotrofireaktioiden esiaste. |
| Lopputuotteet | |
| Metaani on metanogeneesin lopputuote. | Metaanin käytön aikana syntyy hiilidioksidia ja energiaa. |
| Applications | |
| Metanogeenejä käytetään jätevedenpuhdistamoissa anaerobisissa keittimissä ja lietteenkäsittelyjärjestelmissä sekä biokaasun tuotantolaitoksissa. | Metanotrofeja käytetään metaanipohjaisten tuotteiden hajottamiseen ja metaanipäästöihin teollisissa reaktioissa. |
Yhteenveto – Metanogeenit vs metanotrofit
Metanogeenit ja metanotrofit ovat biologisesti tärkeitä bakteerityyppejä, jotka edistävät metaanin tasapainoa luonnossa ja toimivat synergistisesti. Metanogeenit tuottavat metaania, jota metanotrofit käyttävät hiili- ja energialähteenä. Tätä konseptia hyödynnetään edelleen teollisissa kiinteiden aineiden ja jäteveden jätehuollon prosesseissa ja siksi se on ympäristömikrobiologien tutkimusaihe. Metanogeenit tuottavat metaania ja metanotrofit käyttävät metaania energianlähteenä. Tämä on avainero metanogeenien ja metanotrofien välillä.
Lataa PDF-versio Methanogens vs Methanotrophs
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Ero metanogeenien ja metanotrofien välillä.
