Hauptunterschied – Fakultativ vs. Obligatorisch

In der Ökologie sind fakultativ und obligat zwei Begriffe, die verwendet werden, um Organismen zu beschreiben, die auf dem Mechanismus der Energiegewinnung durch jeden Organismus basieren. Im Allgemeinen produzieren Organismen Energie durch Zellatmung. Die drei Haupttypen der Zellatmung sind aerobe Atmung, Fermentation und anaerobe Atmung. Die Organismen, die während der Atmung entweder fakultative oder obligate Methoden anwenden, können Bakterien, Pilze oder Endoparasiten wie Protozoen und Würmer sein. Die Hauptunterschied zwischen fakultativ und obligat ist das fakultative Organismen gewinnen Energie durch aerobe Atmung, anaerobe Atmung und Fermentation, während obligate Organismen Energie durch aerobe Atmung, anaerobe Atmung oder Fermentation gewinnen.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist fakultativ – Definition, Atmungsarten, Arten von Organismen 2. Was ist Pflicht – Definition, Atmungsarten, Arten von Organismen 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen fakultativ und obligat? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen fakultativ und obligat? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aerobe Atmung, Anaerobe Atmung, Endoparasiten, Enterobacteriaceae, Fakultativ, Fakultative Anaerobier, Fakultative Pilze, Fakultative Parasiten, Fermentation, Obligat, Obligate Aerobier, Obligate Anaerobier, Obligate Pilze, Obligatorische Parasiten, Pasteurellaceae, Vibrionaceae

Was ist fakultativ

Fakultativ bezieht sich auf die Fähigkeit, unter mehr als einer bestimmten Umweltbedingung zu leben. Die drei Arten von fakultativen Organismen sind Bakterien, Pilze und Endoparasiten wie Protozoen und Nematoden.

Fakultative Bakterien (Fakultative Anaerobier)

Die fakultativen Bakterien sind bekannt als fakultative Anaerobier. Fakultative Anaerobier können ohne Sauerstoff wachsen. Sie sind jedoch in der Lage, Sauerstoff, wenn er im Medium vorhanden ist, zu nutzen, um mehr Energie zu erzeugen als bei der üblichen anaeroben Atmung. Aus diesem Grund können fakulative Anaerobier alle drei Zellatmungsmethoden anwenden: aerobe Atmung, anaerobe Atmung und Fermentation. Die drei wichtigen Familien fakultativ anaerober Bakterien sind Enterobacteriaceae, Vibrionaceae und Pasteurellaceae. Enterobakterien sind allgegenwärtige Bakterien, die als opportunistische Normalflora (E. coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis) und als Krankheitserreger (Shigella, Salmonella und Yersinia pestis) in Boden, Wasser und Vegetation leben. Vibrionaceae besteht aus Katalase- und Oxidase-Enzymen zur Entgiftung von Sauerstoff. Es kann sowohl in der äußeren Umgebung als auch im Darmtrakt von Tieren gefunden werden. Vibrio, Aeromonas, Photobacterium sind Beispiele für Vibrionaceae. Pasteurella und Haemophilus sind die beiden Arten von Pasteurellaceae. Pasteurella ist für Haustiere pathogen, während Haemophilus in den Schleimhäuten von Tieren lebt. Klebsiella-Pneumonie, die mit einem menschlichen Neutrophilen interagiert, ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Klebsiella-Pneumonie

Fakultative Pilze

Im Allgemeinen sind Pilze Saprophyten, die von totem oder verrottendem organischem Material leben. Einige Pilze sind jedoch in der Lage, in lebende Organismen einzudringen und beim Wirt Krankheiten zu verursachen. Apfelfleck, Pfirsich, schwarzer Fleck und Panax-Blattfleck sind einige der Krankheiten, die durch fakultative Pilze in Pflanzen verursacht werden. Fakultative Pilze wie Candida verursachen beim Menschen vaginale Cadidose und Fußpilz.

Abbildung 2: Armillaria mellea

Fakultative Parasiten

Im Allgemeinen leben fakultative Parasiten unabhängig von einem Wirt. Aber gelegentlich werden sie zu Parasiten. Amöbenähnliche Protozoen und einige Nematoden wie Strongyloides spp sind fakultative Parasiten.

Was ist Pflicht

Obligatorisch bedeutet, auf ein bestimmtes Merkmal beschränkt zu sein. Obligate Organismen wie Bakterien, Pilze, Algen und Endoparasiten können in der Natur nachgewiesen werden. Die meisten Algen sind obligate Aerobier.

Obligate Bakterien (obligate Aerobier und obligate Anaerobier)

Obligate Bakterien können nach der Art der Zellatmung, mit der sie Energie gewinnen, in zwei Gruppen eingeteilt werden. Sie sind obligate Aerobier und obligate Anaerobier. Die verpflichtende Aerobes verwenden Sauerstoff, um Zucker und Fette zu oxidieren, um während der Zellatmung Energie zu erzeugen. Daher verwenden sie aerobe Atmung. Aerobe Bakterien leben in der äußeren Umgebung, wo sie Sauerstoff aufnehmen können. Andererseits, obligate Anaerobier sind nicht in der Lage, Sauerstoff zu entgiften. Sie leben also in sauerstofffreien Umgebungen und nutzen Fermentation oder anaerobe Atmung, um Energie zu erzeugen. Mycobacterium tuberculosis und Nocardia asteroides sind Beispiele für obligate Aerobier, während Actinomyces und Clostridium Beispiele für obligate Bakterien sind. Das Wachstum obligater Aerobier und obligater Anaerobier in einem flüssigen Medium ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Verhalten verschiedener Bakterien in einem flüssigen Medium 1 – Obligate Aerobier, 2 – Obligate Anaerobier, 3 – Fakultative Bakterien, 4 – Mikroaerophile, 5 – Aerotolerante Bakterien

Obligatorische Pilze

Obligate Pilze können auch in obligate aerobe Pilze und obligate anaerobe Pilze eingeteilt werden. Die meisten Pilze sind obligate aerobe Pilze wie Hefe. Die Pilze, die im Verdauungssystem von Wiederkäuern leben, wie Neocallimastix, Piromonas und Sphaeromonas, sind obligate Anaerobier. Abbildung 4 zeigt einen obligaten aeroben Pilz.

Abbildung 4: Monotropa uniflora

Obligatorische Parasiten

Obligatorische Parasiten können nur in einem Wirt überleben. Daher ist ihr Lebenszyklus daran beteiligt, sich von einem Wirt zum anderen zu bewegen. Die meisten obligaten Parasiten verwenden zwei Wirte, die als Endwirt und Zwischenwirt bezeichnet werden. Plattwürmer, Spulwürmer und Madenwürmer sind obligatorische Parasiten, die im Magen-Darm-Trakt, im Blut und im Lymphsystem leben. Protozoen wie Plasmodium sind ebenfalls anaerobe obligatorische Parasiten.

Ähnlichkeiten zwischen fakultativ und obligat

Unterschied zwischen fakultativ und obligatorisch

Definition

Fakultativ: Fakultativ bezieht sich auf die Fähigkeit, unter mehr als einer bestimmten Umweltbedingung zu leben.

Verpflichten: Obligatorisch bedeutet, auf ein bestimmtes Merkmal beschränkt zu sein.

Arten der Zellatmung

Fakultativ: Fakultative Organismen gewinnen Energie durch aerobe Atmung, anaerobe Atmung und Fermentation.

Verpflichten: Obligatorische Organismen gewinnen Energie durch aerobe Atmung, anaerobe Atmung oder Fermentation.

Typen

Fakultativ: Ein einzelner Typ von fakultativen Organismen kann als fakultative Anaerobier identifiziert werden.

Verpflichten: Zwei Arten von obligaten Organismen können als obligate Aerobier und obligate Anaerobier identifiziert werden.

Vorhandensein/Fehlen von Sauerstoff

Fakultativ: Fakultative Organismen können mit oder ohne Sauerstoff überleben.

Verpflichten: Obligate Aerobier können in Gegenwart von Sauerstoff überleben, während obligate Anaerobier in Abwesenheit von Sauerstoff überleben können.

Lebensraum

Fakultativ: Fakultative Organismen leben sowohl in der äußeren Umgebung als auch im Inneren des Wirts.

Verpflichten: Obligate Aerobier leben nur in der äußeren Umgebung, während obligate Anaerobier nur innerhalb des Wirts leben.

Parasiten

Fakultativ: Fakultative Parasiten können ohne den Wirt überleben.

Verpflichten: Obligate Parasiten überleben nur in Anwesenheit des Wirts.

In einem flüssigen Medium

Fakultativ: Fakultative Organismen können im gesamten Medium identifiziert werden, jedoch meist in der Nähe der Oberfläche.

Verpflichten: Obligate Aerobier können nahe der Oberfläche des Mediums identifiziert werden. Obligate Anaerobier können am Boden des Mediums identifiziert werden.

Effizienz der Energieerzeugung

Fakultativ: Die Effizienz der Energiegewinnung in fakultativen Organismen ist hoch.

Verpflichten: Die Effizienz der Energiegewinnung in obligaten Organismen ist geringer.

Abschluss

Fakultativ und obligat sind zwei Arten von Organismen, die sich aufgrund der Zellatmungstypen unterscheiden. Die drei Arten der Zellatmung sind aerobe Atmung, anaerobe Atmung und Fermentation. Fakultative Organismen können jede der drei Arten von Zellatmungsmethoden anwenden, während obligate Organismen nur eine der drei Methoden der Zellatmung verwenden können. Somit können obligate Organismen in Aerobier und Anaerobier eingeteilt werden. Der Hauptunterschied zwischen fakultativ und obligat ist die Art des Zellatmungsmechanismus, der von jedem Organismustyp verwendet wird.

Referenz:

1. Fakultative anaerobe Bakterien, die Einrichtung für mikrobielle Genforschung und Ressourcen, hier verfügbar.2. Young, Paul A. "Fakultativer Parasitismus und Wirtsbereiche von Pilzen." American Journal of Botanik, vol. 13, nein. 8, 1926, S. 502–520. JSTOR, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Klebsiella pneumonia Bacterium“ von NIAID (CC BY 2.0) über Flickr2. „Armillaria mellea, Honigpilz, UK 1“ von Stu’s Images (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia3. „Pink Indian Pipes“ Von Magellan nh – Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia4. „Anaerob“ von Pixie – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia