Belangrijk verschil – Methanogenen versus methanotrofen
Milieubiologie is een hoofdtak van de biologie die zich bezighoudt met processen van de omgeving. De betrokkenheid van micro-organismen bij deze processen is van groot belang omdat het de reacties versnelt en de omzetting van substraten van de ene vorm naar de andere vergemakkelijkt. Methaan (CH4) wordt genoemd als een broeikasgas of een biogas en zijn kringloop in de natuur wordt voornamelijk bepaald door micro-organismen. Methanogenese is een proces waarbij micro-organismen methaan produceren uit organische bronnen; Methanogenen zijn de micro-organismen die bij dit proces betrokken zijn. Methaanvertering is een ander belangrijk proces waarbij methaan wordt gebruikt door micro-organismen die bekend staan als methanotrofen. Het belangrijkste verschil tussen methanogenen en methanotrofen is dus dat methanogenen methaan produceren, terwijl methanotrofen methaan gebruiken.
Wat zijn methanogenen?
Methanogenen zijn een groep extremofielen die in strikt anaërobe omgevingen leven, omdat ze obligate anaëroben zijn. De aanwezigheid van zuurstof is zeer giftig voor methanogenen. Methanogenen behoren tot het domein Archea. Gemeenschappelijke habitats van methanogenen zijn anaërobe vergisters, anoxische bodems en het maagdarmkanaal van hogere organismen zoals herkauwers of mensen. Het proces van methanogenese levert energie voor het overleven van methanogenen en de belangrijkste substraten die betrokken zijn bij methanogenese zijn waterstof, koolstofdioxide, acetaatverbindingen en C-1-verbindingen zoals methanol.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Methanogenen worden commercieel gebruikt in afvalwaterzuiveringsprocessen, waar anaerobe vergisting van organische verbindingen wordt uitgevoerd. Het proces van anaërobe slibvergisters maakt gebruik van methanogenen om het afval te verteren. Methanogenen worden ook gebruikt in het proces van de productie van biogas, waarbij methanogenese de laatste stap is van de productie van biogas.
Figuur 01: Methanogenese
Voorbeelden van methanogenen zijn Methanococcus, Methanobacterium.
Wat zijn methanotrofen?
Methanotrofen of methanofielen zijn methaanminnende micro-organismen. Het zijn meestal gram-negatieve bacteriën die het vermogen hebben om methaan als koolstof- en energiebron te gebruiken. Methanotrofe bacteriën gebruiken methaan in een door een enzym gekatalyseerde reactie om koolstofdioxide te produceren. Dit proces vindt plaats onder aërobe omstandigheden (in aanwezigheid van zuurstof) en enzymen die bekend staan als methaanmono-oxygenasen zijn bij dit reactieproces betrokken. Methanotrofe bacteriën kunnen twee lotgevallen ondergaan, afhankelijk van hun behoefte tijdens het proces van de vertering van methaan. Afhankelijk van de route die het neemt, zijn er twee soorten methanotrofen als type 1 en type 2.
Voorbeelden van methanotrofen zijn Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis en Methylosinus.
Figuur 02: Methanotrofen
Methanotrofen worden gebruikt bij het beheersen van het methaangeh alte in de biosfeer, aangezien methaan een sterk broeikasgas is dat bijdraagt aan vervuiling in de vorm van het broeikaseffect. Methanotrofen worden ook opgenomen bij het verteren van methaan, dat een eindproduct is in sommige industriële processen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen methanogenen en methanotrofen?
- Methanogenen en methanotrofen zijn extremofielen.
- Beide zijn betrokken bij de controle en kringloop van methaan.
- Ze zijn industrieel belangrijk in afvalwaterzuiveringsprocessen en het beheer van vast afval
Wat is het verschil tussen methanogenen en methanotrofen?
Methanogenen vs Methanotrophs |
|
| Methanogenen zijn micro-organismen die methaan kunnen genereren uit organische bronnen. | Methanotrofen of methanofielen zijn micro-organismen die methaan kunnen gebruiken als koolstof- en energiebron. |
| Zuurstofbehoefte | |
| Methanogenen zijn verplicht anaëroob (Methanogenese vindt plaats onder anaërobe omstandigheden). | Methanotrofen zijn aëroob (methaanvertering vindt plaats onder aërobe omstandigheden). |
| Voorlopers van de reactie | |
| Voorlopers van methanogenese zijn waterstof, koolstofdioxide en C-1-verbindingen. | Methaan is de voorloper van methanotrofe reacties. |
| Eindproducten | |
| Methaan is het eindproduct van methanogenese. | Kooldioxide en energie worden geproduceerd tijdens het gebruik van methaan. |
| Toepassingen | |
| Methanogenen worden gebruikt in afvalwaterzuiveringsinstallaties in anaerobe vergisters en slibbehandelingssystemen, en in biogasproductie-installaties. | Methanotrofen worden gebruikt bij het afbreken van op methaan gebaseerde producten en bij de uitstoot van methaan bij industriële reacties. |
Samenvatting – Methanogenen versus methanotrofen
Methanogenen en methanotrofen zijn biologisch belangrijke soorten bacteriën die de balans van methaan in de natuur vergemakkelijken en zich synergetisch gedragen. Methanogenen produceren methaan dat door methanotrofen wordt gebruikt als hun koolstof- en energiebron. Dit concept wordt verder gebruikt in industriële processen van afvalbeheer van vaste stoffen en afvalwater en is daarom een onderwerp van onderzoek onder de milieumicrobiologen. Methanogenen produceren methaan en methanotrofen gebruiken methaan als energiebron. Dit is het belangrijkste verschil tussen methanogenen en methanotrofen.
Download PDF-versie van Methanogens vs Methanotrophs
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen methanogenen en methanotrofen.
