שינויים

| [[הטרוטרוף|כמוהטרוטרוף]] || תגובות <br> חמצון-חיזור || תרכובות <br> אורגניות || כמעט כל היצורים שאינם <br> פוטוסינטיים; כל בעלי החיים

| [[הטרוטרוף|כמוהטרוטרוף]] || תגובות <br> חמצון-חיזור || תרכובות <br> אורגניות || כמעט כל היצורים שאינם <br> פוטוסינטיים; כל בעלי החיים

|- align="center"

|- align="center"

| [[אוטוטרוף|כמו/אוטוטרוף]] || תגובות <br> חמצון-חיזור || פחמן <br> דו-חמצני || [[חיידק|חיידקי]] גופרית, חיידקי <br> מימן, חיידקי ניטריפיקציה

| [[אוטוטרוף|כמואוטוטרוף]] || תגובות <br> חמצון-חיזור || פחמן <br> דו-חמצני || [[חיידק|חיידקי]] גופרית, חיידקי <br> מימן, חיידקי ניטריפיקציה

|- align="center"

|- align="center"

| [[הטרוטרוף|פוטוהטרוטרוף]] || אור || תרכובות <br> אורגניות || חיידקים <br> ארגמניים

| [[הטרוטרוף|פוטוהטרוטרוף]] || אור || תרכובות <br> אורגניות || חיידקים <br> ארגמניים

|- align="center"

|- align="center"

| [[אוטוטרוף|פוטו/אוטוטרוף]] || אור || פחמן <br> דו-חמצני || [[צמח|צמחים]], פרוטיסטים <br> וחיידקים  פוטוסינתטיים

| [[אוטוטרוף|פוטואוטוטרוף]] || אור || פחמן <br> דו-חמצני || [[צמח|צמחים]], פרוטיסטים <br> וחיידקים  פוטוסינתטיים

|}

|}

* הקידומת השנייה מתייחסת ל'''מקור הפחמן''' של היצור. כל היצורים מורכבים מאלפי תרכובות אורגניות שונות, אשר כולן מכילות [[פחמן]]. רוב היצורים (קידומת '''הטרו-''', -Hetero) צורכים תרכובות אורגניות (מזון), מפרקים אותן (קטבוליזם) ובונים תרכובות חדשות (אנבוליזם). חלק מהיצורים (קידומת '''אוטו-''', -Auto) אינם נזקקים לתרכובות אורגניות כמקור לפחמן; הם מסוגלים לקלוט פחמן מה[[אוויר]], בצורת [[פחמן דו-חמצני]], וליצור ממנו תרכובות אורגניות. בתהליך הפותוסינתזה שהוזכר לעיל נוטלים הצמחים פחמן דו-חמצני מהאוויר וגורמים לו להגיב עם [[מים]]. התוצר הוא גלוקוז, תרכובת אורגנית פשוטה שממנה מסוגל הצמח ליצור תרכובות אורגניות רבות.

* הקידומת השנייה מתייחסת ל'''מקור הפחמן''' של היצור. כל היצורים מורכבים מאלפי תרכובות אורגניות שונות, אשר כולן מכילות [[פחמן]]. רוב היצורים (קידומת '''הטרו-''', -Hetero) צורכים תרכובות אורגניות (מזון), מפרקים אותן (קטבוליזם) ובונים תרכובות חדשות (אנבוליזם). חלק מהיצורים (קידומת '''אוטו-''', -Auto) אינם נזקקים לתרכובות אורגניות כמקור לפחמן; הם מסוגלים לקלוט פחמן מה[[אוויר]], בצורת [[פחמן דו-חמצני]], וליצור ממנו תרכובות אורגניות. בתהליך הפותוסינתזה שהוזכר לעיל נוטלים הצמחים פחמן דו-חמצני מהאוויר וגורמים לו להגיב עם [[מים]]. התוצר הוא גלוקוז, תרכובת אורגנית פשוטה שממנה מסוגל הצמח ליצור תרכובות אורגניות רבות.

* קידומת שלישית המתווספת לעתים מתייחסת ל'''מקור הפחמן''' ול'''מקור האנרגיה''' של היצור כאחד, וליתר דיוק: האם מדובר ב[[תרכובת אורגנית|תרכובות אורגניות]] (קידומת '''אורגנו-''', -Organo) או [[תרכובת אי-אורגנית|אי-אורגניות]] (קידומת '''ליתו-''', -Litho). יצור אורגנוטרוף משתמש בתרכובות אורגניות להפקת אנרגיה וליצור תרכובות אורגניות. ליתופוטו/אוטוטרוף משתמש באנרגיית האור להפקת אנרגיה ובתרכובות אי-אורגניות (פחמן דו-חמצני) כמקור לפחמן.

* קידומת שלישית המתווספת לעתים מתייחסת ל'''מקור הפחמן''' ול'''מקור האנרגיה''' של היצור כאחד, וליתר דיוק: האם מדובר ב[[תרכובת אורגנית|תרכובות אורגניות]] (קידומת '''אורגנו-''', -Organo) או [[תרכובת אי-אורגנית|אי-אורגניות]] (קידומת '''ליתו-''', -Litho). יצור אורגנוטרוף משתמש בתרכובות אורגניות להפקת אנרגיה וליצור תרכובות אורגניות. ליתופוטואוטוטרוף משתמש באנרגיית האור להפקת אנרגיה ובתרכובות אי-אורגניות (פחמן דו-חמצני) כמקור לפחמן.

ניתן לראות שקיימת חפיפה מסוימת בין הפקת אנרגיה בתא ובין בניית תרכובות אורגניות. גלוקוז, למשל, משמש בכמוהטרוטרופים גם לשם הפקת אנרגיה (בעת פירוקו משתחררים אלקטרונים) וגם לשם בניית התא (גלוקוז מתפרק ל[[פירובט]], אשר משמש כחומר מוצא לתרכובות רבות). למרות זאת, בין הפקת אנרגיה ובניית תרכובות אורגניות אין כל קשר מהותי (מבחינת קבוצות היצורים), ומדובר בשני נושאים שונים הנכללים תחת המושג "מטבוליזם".

ניתן לראות שקיימת חפיפה מסוימת בין הפקת אנרגיה בתא ובין בניית תרכובות אורגניות. גלוקוז, למשל, משמש בכמוהטרוטרופים גם לשם הפקת אנרגיה (בעת פירוקו משתחררים אלקטרונים) וגם לשם בניית התא (גלוקוז מתפרק ל[[פירובט]], אשר משמש כחומר מוצא לתרכובות רבות). למרות זאת, בין הפקת אנרגיה ובניית תרכובות אורגניות אין כל קשר מהותי (מבחינת קבוצות היצורים), ומדובר בשני נושאים שונים הנכללים תחת המושג "מטבוליזם".

== מטבוליזם בשירות ה[[טקסונומיה (טבע)|טקסונומיה]] ==

== מטבוליזם בשירות ה[[טקסונומיה (טבע)|טקסונומיה]] ==

בשעה שבעלי חיים וצמחים קלים יחסית למיון טקסונומי, זאת על-פי מראם ותכונותיהם החיצוניות, הרי שמיונם של [[מיקרו/אורגניזם|מיקרו/אורגניזמים]] אינו סיפור כה פשוט. אלפי סוגים של חיידקים מגלים תכונות חיצוניות זהות, ולכן נדרשים קריטריונים נוספים למיון. מטבוליזם מהווה את אחד הקריטריונים החשובים למיון מיקרו/אורגניזמים. החלוקה החשובה ביותר מבחינה מטבולית היא ל[[אירובי|אירובים]] ו[[אנאירובי|אנאירובים]]. היצורים נחלקים לחמש קבוצות, לפי התייחסותם לחמצן:

בשעה שבעלי חיים וצמחים קלים יחסית למיון טקסונומי, זאת על-פי מראם ותכונותיהם החיצוניות, הרי שמיונם של [[מיקרואורגניזם|מיקרואורגניזמים]] אינו סיפור כה פשוט. אלפי סוגים של חיידקים מגלים תכונות חיצוניות זהות, ולכן נדרשים קריטריונים נוספים למיון. מטבוליזם מהווה את אחד הקריטריונים החשובים למיון מיקרואורגניזמים. החלוקה החשובה ביותר מבחינה מטבולית היא ל[[אירובי|אירובים]] ו[[אנאירובי|אנאירובים]]. היצורים נחלקים לחמש קבוצות, לפי התייחסותם לחמצן:

* '''אנאירובים אובליגטוריים''' אינם מסוגלים לחיות בנוכחות חמצן.  

* '''אנאירובים אובליגטוריים''' אינם מסוגלים לחיות בנוכחות חמצן.  

בתא נשמר אם כן מאגר קבוע למדי של נשאי אלקטרונים, אשר [[חמצון חיזור|מתחמצנים ומתחזרים]] לסירוגין. במידה ו-NADH לא מסוגל לתרום את האלקטרונים שלו מסיבה כלשהי, מידלדל מאגר ה-NAD בתא ותהליך הגליקוליזה אינו מתאפשר. הפתרון שמצאו לכך מספר יצורים הוא '''[[תסיסה]]'''. במקום למסור את האלקטרונים לקולט אלקטרונים חיצוני (חמצן, למשל) נמסרים האלקטרונים ל[[פירובט]], תוצר הגליקוליזה. פירובט מומר לתוצר סופי כלשהו (תוצר התסיסה; קיימות אפשרויות רבות: [[אתנול]], [[חומצה אצטית]], [[חומצה לקטית]] ועוד) ואילו NADH ממוחזר ל-NAD אשר משתתף בשנית בגליקוליזה.

בתא נשמר אם כן מאגר קבוע למדי של נשאי אלקטרונים, אשר [[חמצון חיזור|מתחמצנים ומתחזרים]] לסירוגין. במידה ו-NADH לא מסוגל לתרום את האלקטרונים שלו מסיבה כלשהי, מידלדל מאגר ה-NAD בתא ותהליך הגליקוליזה אינו מתאפשר. הפתרון שמצאו לכך מספר יצורים הוא '''[[תסיסה]]'''. במקום למסור את האלקטרונים לקולט אלקטרונים חיצוני (חמצן, למשל) נמסרים האלקטרונים ל[[פירובט]], תוצר הגליקוליזה. פירובט מומר לתוצר סופי כלשהו (תוצר התסיסה; קיימות אפשרויות רבות: [[אתנול]], [[חומצה אצטית]], [[חומצה לקטית]] ועוד) ואילו NADH ממוחזר ל-NAD אשר משתתף בשנית בגליקוליזה.

סיבה אפשרית לאי-יכולתו של NADH לתרום אלקטרונים היא מחסור בחמצן. תופעה זו מתרחשת בתאי [[שריר]] של [[בעלי חיים]], ובהם ה[[אדם]]. כשהשריר מתאמץ לא די בחמצן המגיע אליו דרך [[מחזור הדם]] לשם סיפוק צרכי האנרגיה של התא, והלה נאלץ לבצע תסיסה, שתוצרה הסופי הוא חומצה לקטית. החומצה גורמת ל[[כאב|כאבי]] שרירים ומהווה את הגורם לכך שלא ניתן לאמץ את השריר יתר על המידה למשך זמן רב. [[מיקרו/אורגניזם|מיקרו/אורגניזמים]] רבים הסתגלו לחיים ללא חמצן באמצעות פיתוח מסלולי תסיסה. ביצורים אנארובים אובליגטוריים (ראו לעיל) לא קיים כלל מנגנון זרחון חמצוני, כך ש-NADH מוכרח למסור את האלקטרונים שלו לפירובט בתסיסה. ביצורים פקולטטיביים, בדומה לתאי השריר באדם, קיים מנגנון זרחון חמצוני; בתנאים של מחסור בחמצן מבצעים יצורים אלו תסיסה במקום נשימה תאית.

סיבה אפשרית לאי-יכולתו של NADH לתרום אלקטרונים היא מחסור בחמצן. תופעה זו מתרחשת בתאי [[שריר]] של [[בעלי חיים]], ובהם ה[[אדם]]. כשהשריר מתאמץ לא די בחמצן המגיע אליו דרך [[מחזור הדם]] לשם סיפוק צרכי האנרגיה של התא, והלה נאלץ לבצע תסיסה, שתוצרה הסופי הוא חומצה לקטית. החומצה גורמת ל[[כאב|כאבי]] שרירים ומהווה את הגורם לכך שלא ניתן לאמץ את השריר יתר על המידה למשך זמן רב. [[מיקרואורגניזם|מיקרואורגניזמים]] רבים הסתגלו לחיים ללא חמצן באמצעות פיתוח מסלולי תסיסה. ביצורים אנארובים אובליגטוריים (ראו לעיל) לא קיים כלל מנגנון זרחון חמצוני, כך ש-NADH מוכרח למסור את האלקטרונים שלו לפירובט בתסיסה. ביצורים פקולטטיביים, בדומה לתאי השריר באדם, קיים מנגנון זרחון חמצוני; בתנאים של מחסור בחמצן מבצעים יצורים אלו תסיסה במקום נשימה תאית.

בתהליך הזרחון החמצוני עצמו משתתפים נשאי אלקטרונים רבים, המהווים '''שרשרת העברת אלקטרונים'''. נשאי האלקטרונים בתהליך זה הם [[חלבון|חלבונים]] גדולים המכילים בדרך כלל אטומי [[מתכת]] ואשר קבועים בתוך ממברנת ה[[מיטוכונדריון]], בו מתרחש הזרחון החמצוני, או [[קרום התא|ממברנת התא]] ב[[פרוקריוטים|יצורים פרוקריוטיים]]. לכל נשא אלקטרונים נטייה שונה לקבל ולתרום אלקטרונים, והאלקטרונים זורמים בסדר מופתי דרך השרשרת עד להגיעם לקולט האלקטרונים הסופי - [[חמצן]]. החמצן קולט אלקטרונים ופרוטונים והופך ל[[מים]] - זהו גורלו הסופי של החמצן שאותו אנו נושמים.

בתהליך הזרחון החמצוני עצמו משתתפים נשאי אלקטרונים רבים, המהווים '''שרשרת העברת אלקטרונים'''. נשאי האלקטרונים בתהליך זה הם [[חלבון|חלבונים]] גדולים המכילים בדרך כלל אטומי [[מתכת]] ואשר קבועים בתוך ממברנת ה[[מיטוכונדריון]], בו מתרחש הזרחון החמצוני, או [[קרום התא|ממברנת התא]] ב[[פרוקריוטים|יצורים פרוקריוטיים]]. לכל נשא אלקטרונים נטייה שונה לקבל ולתרום אלקטרונים, והאלקטרונים זורמים בסדר מופתי דרך השרשרת עד להגיעם לקולט האלקטרונים הסופי - [[חמצן]]. החמצן קולט אלקטרונים ופרוטונים והופך ל[[מים]] - זהו גורלו הסופי של החמצן שאותו אנו נושמים.