有機栄養生物：有機分子を電子供与体として利用する生物

特徴と代謝における役割

有機栄養生物は、糖、脂質、アミノ酸などの有機化合物から電子を得る。電子は電子伝達体および膜複合体を通じて電子受容体へ渡され、この過程は総称して呼吸と呼ばれる。終末電子受容体がない場合には、発酵経路によって電子の収支が調整される。決定的な特徴は電子供与体である。有機栄養生物は、無機物を供与体とする生物である無機栄養生物、または光を利用する光栄養生物と対照をなす。酸素については偏性の場合も通性の場合もある。多くの有機栄養生物は利用可能であれば酸素を用いるが、硝酸塩、硫酸塩、または有機化合物を受容体として利用するものもある。

他の栄養分類との関係

栄養様式を表す用語はそれぞれ異なる資源に着目しており、より正確に記述するために組み合わせて使われることが多い。主な区別は以下のとおりである。

• 電子源：有機栄養生物は有機物、無機栄養生物は無機物を用いる。電子に焦点を当てた記述には、さまざまな分子から供与される電子の利用が含まれる。
• エネルギー源：化学栄養生物は化学化合物を、光栄養生物は光を利用する。
• 炭素源：従属栄養生物は有機炭素を、独立栄養生物はCO2を利用する。従属栄養生物とされる生物の一部は、有機炭素と電子の両方を利用するため、有機栄養生物でもある。

歴史と用語

この名称は、有機を意味するorgano-と、摂食者を意味する-trophを組み合わせたものである。研究者が微生物を栄養のみならずエネルギーと電子の流れに基づいて分類するなかで、微生物生理学において用いられるようになった。これらの分類を使うことで、完全な生化学的経路を詳述しなくても、科学者は代謝能力や生態学的役割を予測できる。

生態学的・実用的な重要性

有機栄養生物は、有機物を分解し、栄養素を循環させ、土壌、堆積物、人間活動の影響を受けた系における酸化還元化学に影響することで、生態系の中心的な役割を担う。バイオテクノロジーおよび医学では、微生物が有機栄養性であるかを理解することは、培養戦略、抗生物質の作用、バイオレメディエーションの手法に関する判断に役立つ。多くの工業発酵では、有機栄養性微生物を利用して有機原料を有用な製品へ変換している。

例と主な区別

代表例として、有機基質から電子を得る動物（ヒトを含む）、真菌、多数の細菌が挙げられる。一部の微生物は、有機分子を電子供与体として用いながらCO2を炭素源として固定する化学有機独立栄養生物になりうるが、大半の有機栄養生物は従属栄養生物でもある。関連概念の入門としては、微生物学の概説書、ならびに電子の流れが細胞の生命活動をどう支えるかを説明する生物生理学の概要や、電子伝達化学に関する専門的な総説（供与体としての有機化合物）を参照できる。好気的有機栄養と嫌気的有機栄養については、酸素依存的な呼吸過程と代替的な呼吸過程を比較する資料（酸素の動態）や、細胞の電子および酸化還元状態を測定する実用的な手引きが参考となる。さらに、従属栄養に関する入門書（従属栄養生物）や微生物代謝（呼吸）の概説も利用できる。