紅色細菌：無酸素型光合成を行うプロテオバクテリア

特徴と色素

バクテリオクロロフィルと、それを補完するカロテノイドという色素が、これらの微生物に特徴的な色合いを与える。集光複合体と反応中心は、植物やシアノバクテリアに見られる直線的で酸素発生を伴う電子伝達系とは異なり、循環的な電子の流れを可能にする。種により、光合成サイクルに用いる電子は硫化水素、元素状硫黄、水素、または有機化合物から供給される。

分類と類型

紅色細菌の大部分は、より大きな群であるプロテオバクテリアに属する。一般に紅色硫黄細菌と紅色非硫黄細菌に分けられる。紅色硫黄細菌は硫化物を酸化し、硫黄の顆粒を蓄積する傾向がある。一方、紅色非硫黄細菌はしばしばより柔軟で、光が存在する場合に有機基質を利用する。よく知られる属にはChromatium、Rhodospirillum、Rhodobacterがある。

生態と重要性

これらの微生物は、光が化学的に還元された層まで届く、成層した水柱、堆積物、温泉、微生物マットに定着する。硫黄化合物を変換し、炭素を同化することで、局所的な生物地球化学的循環や、微生物生態系における酸化還元勾配の維持に関与する。その存在は、嫌気的でありながら光のあるニッチを示すことが多い。

研究・応用と注目すべき事項

紅色細菌は、光合成の構造、膜の生物エネルギー学、光栄養性の進化を研究するためのモデル生物である。排水処理、バイオプラスチック前駆体、バイオ水素生産への利用が調べられているが、実用化はなお研究段階にある。酸素発生型の光栄養生物とは異なり、紅色細菌は無酸素型光合成を行うため、光に駆動される生育中に分子状酸素を放出しない。

主な区別

• 色の由来：バクテリオクロロフィルとカロテノイド（紫色、赤色、橙色）
• 光合成の型：無酸素型（O2を発生しない）
• 電子供与体：H2S、H2、有機酸、その他の還元型化合物
• 分類：多様な生活様式と生息地をもつプロテオバクテリアの構成員

より一般的な背景については、細菌の概要、光栄養、および微生物における光合成の技術的な解説を参照。分類と生態に関する追加資料は、専門書や微生物生態学の総説でも利用できる（エネルギーの流れ、および水域系における光の相互作用）。