Micro-organismen in verschillende kringlopen

Lekker hè, een wijntje? Wat fijn dat we micro-organismen hebben die voor de alcohol zorgen! Maar er zijn nog veel meer micro-organismen die nuttige dingen doen. Bijvoorbeeld die in de koolstof- en stikstofkringloop aan het werk zijn. Dit is belangrijk, omdat we anders bijvoorbeeld niet van onze afval af komen. In sommige gevallen helpen ze ons juist niet. Lees dit artikel en je weet wat er gaande is in de 'micro-wereld'.

Micro-organismen bij koolstofkringloop

Gisten

Gisten is de benaming voor een aantal soorten micro-organismen met een celkern, die kunnen worden beschouwd als schimmels. De bekendste soort is wel de biergist. Het verschil met bacteriën is dat ze – zoals genoemd – celkernen hebben, maar daarnaast ook in omvang verschillen.

Sommige gisten zijn in staat om suikers (koolhydraten) om te zetten in alcohol en koolstofdioxide. Onder anaërobe (zonder zuurstof) omstandigheden is de productie van alcohol optimaal (ethanol), onder aërobe (dus in aanwezigheid van zuurstof) de groei en vermenigvuldiging van de gistcellen.

Gist kan niet goed tegen zijn afvalproduct, ethanol, en zal daardoor ook doodgaan. Ook tegen CO2 is het niet erg bestand. Voor wijn is een speciale gist (hoe kan het ook anders: de wijngist), die wel enigszins tegen hoge concentraties kan.

Azijnzuurbacteriën

Dit is een bacterie die alcohol in azijnzuur omzet. Van nature zit deze bacterie in hout. De azijnzuurbacterie kan azijnzuur maken in een zuurstofrijk milieu. Dus een aëroob proces. Bij het maken van azijnzuur kan dit percentage niet erg hoog worden omdat azijnzuurbacteriën doodgaan door hun eigen afvalproduct.

Micro-organismen bij stikstofkringloop

Nitrificerende bacteriën

Nitriet- en nitraatbacteriën zijn (chemo-)autotroof (ze maken hun eigen voedsel). De oxidatie van ammonium en nitriet levert energie op waarmee deze bacterie zelf suiker kunnen maken van CO2 en water. Deze vorm van koolstofassimilatie (stoffen maken met koolstof-atomen) noemt met chemosynthese. Dit lijkt op de fotosynthese waarbij lichtenergie wordt gebruikt voor de koolstofassimilatie. De nitrificerende bacteriën zetten ammonium-ionen om naar nitraten via nitriet. Dit proces is aëroob.

Rottingsbacteriën

Rottingsbacteriën zijn in principe de 'afvalverwerkers', want ze breken namelijk dode organismen en resten van (micro-)organismen af. Deze organische stoffen kunnen bijvoorbeeld aminozuren zijn. Daarnaast kunnen ze het giftige ureum/urinezuur omzetten. De rottingsbacteriën zetten de stikstof bevattende stoffen om in ammoniak (NH3). Dit proces is anaëroob.

Stikstofbindende bacteriën

Stikstofbindende bacteriën (plus blauwwieren) kunnen gebruik maken van vrije stikstof uit de lucht. Knolletjesbacteriën zijn stikstofbindende bacteriën die leven in kleine gezwelletjes (wortelknolletjes) aan de wortels van bepaalde soorten planten. Deze groene planten gebruiken een deel van de ammonium, die de bacteriën maken, en leveren de bacteriën organische stoffen. Het proces is anaëroob.

Denitrificerende bacteriën

Denitrificerende bacteriën kunnen in een zuurstofarme (anaërobe) omgeving overleven, omdat ze de zuurstof in nitraat moleculen gebruiken voor de verbranding. NO3--ionen worden omgezet in N2-gas. Dit gas versterkt het broeikaseffect. Voor agrariërs zijn ze dus schadelijk, omdat ze nitraat uit de bodem verwijderen.

Dissimilatie: aëroob en anaëroob

Anaërobe dissimilatie

Chemische afbraakprocessen, waarbij geen zuurstof gebruikt wordt.

Aërobe dissimilatie

Chemische afbraakprocessen, waarbij zuurstof gebruikt wordt.

In het algemeen geldt: 'nuttige bacteriën' (nitrificerende bacteriën) leven in een aërobe milieu. Voor de landbouw schadelijke bacteriën (denitrificerende bacteriën) leven in een anaëroob milieu.