Mixotroof: definitie, werking en voorbeelden van organismen

Ontdek wat mixotrofen zijn: definitie, werking en voorbeelden van organismen die zowel auto- als heterotroof kunnen zijn. Leer hoe ze energie- en koolstofbronnen afwisselen.

Een mixotroof is een organisme dat een mix van verschillende energie- en koolstofbronnen kan gebruiken. Meestal betekent dit dat het op verschillende momenten in zijn leven autotroof of heterotroof kan zijn. Ook afwisseling tussen foto- en chemotrofie of tussen litho- en organotrofie is mogelijk. Mixotrofen kunnen zowel eukaryoten als prokaryoten zijn.

Wat betekent mixotroof precies?

Mixotrofie verwijst naar het vermogen van een organisme om zowel zelf anorganische stoffen om te zetten (zoals bij fotosynthese of chemolitho-autotrofie) als organische stoffen te gebruiken (zoals bij heterotroof voedingsgedrag). Dit kan optreden door schakelen tussen modi (facultatieve mixotrofie), gelijktijdig gebruik van beide bronnen, of door tijdelijke acquisitie van functionele structuren (zoals gekaapte chloroplasten).

Typen mixotrofie

• Foto-mixotrofie: combinatie van fotosynthese en opname/consumptie van organisch materiaal (bijvoorbeeld door fagotroof eten of opname van opgeloste organische stof).
• Chemo-mixotrofie: combinatie van chemotroof energiegebruik (bijv. oxideren van anorganische stoffen) en heterotrofe organische voeding.
• Organo- vs lithotrofie: schakelen tussen gebruik van organische elektrondonoren en anorganische (zoals ijzer of zwavel).
• Obligaat vs facultatief: obligate mixotrofen hebben beide modi nodig om te overleven, facultatieve kunnen tussen modi schakelen afhankelijk van omgevingstoestand.

Mechanismen

• Fagotrofie — het actief vangen en verteren van andere cellen of deeltjes (veel protisten doen dit naast fotosynthese).
• Opname van opgeloste organische stoffen (osmotrofie) — opnemen van suikers, aminozuren of andere opgeloste verbindingen uit de omgeving.
• Kleptoplastie — het stelen en tijdelijk gebruiken van chloroplasten van andere organismen (bekend bij sommige zee-slakken en protisten zoals Mesodinium).
• Symbiose — samenwerken met fotosynthetische partners (bijv. koralen en hun dinoflagellaat-symbionten) waardoor het holobiont mixotrofe eigenschappen kan tonen.
• Metabole schakeling — genregulatie en enzymatische veranderingen waarmee micro-organismen overschakelen tussen energie- en koolstofbronnen afhankelijk van licht, zuurstof of nutriënten.

Voorbeelden van mixotrofe organismen

• Protisten en micro-algen: veel dinoflagellaten, chrysophyten (bijv. Ochromonas) en cryptophyten (bijv. Cryptomonas) kunnen zowel fotosynthese als heterotroof voedselgebruik vertonen.
• Ciliaten: sommige zoals Mesodinium rubrum onderhouden gekaapte plastiden of symbiosen en zijn tijdelijk fototroof.
• Bacteriën: purple non-sulfur bacteriën (bv. Rhodobacter-achtigen) en andere fototrofe bacteriën kunnen zowel foto- als heterotroof groeien afhankelijk van omstandigheden. Ook sommige cyanobacteriën blijken organische stoffen te kunnen opnemen.
• Dieren met kleptoplastie: sommige zeeslakken (sacoglossen zoals Elysia spp.) kunnen gekaapte chloroplasten gebruiken en zo tijdelijk energie uit licht halen naast hun heterotrofe voeding.
• Symbiotische systemen: koralen en hun dinoflagellaat-symbionten vormen samen een mixotroof systeem: het dier vangt prooien en de symbiont levert via fotosynthese organische stof.

Hoe wordt mixotrofie aangetoond?

• Stable isotope tracing (bijv. 13C, 15N) om opname van anorganische vs organische bronnen te volgen.
• Microscopie en fluorescentie om fagocytose, gekaapte plastiden of symbionten te observeren.
• Single-cell technieken (nanoSIMS) en beeldanalyse om individuele cellen te volgen.
• Genomics en transcriptomics om de metabole routes en hun regulatie onder verschillende condities te identificeren.

Ecologische en biogeochemische betekenis

Mixotrofe organismen spelen een belangrijke rol in ecosystemen omdat ze meer flexibiliteit hebben in nutrient-scarce omgevingen. Enkele gevolgen:

• Verhoging van de efficiëntie van energie- en nutriëntengebruik in oligotrofe (arme) wateren.
• Belangrijke rol in voedselwebstructuren: mixotrofen kunnen zowel primaire productie leveren als bacteriën en kleine plankton consumeren.
• Beïnvloeding van koolstof- en nutriëntencycli, inclusief de export van koolstof naar dieper water.
• Invloed op bloeipatronen en schadelijke algenbloei: sommige mixotrofe dinoflagellaten veroorzaken of versnellen blooms door hun flexibele voeding.

Praktische implicaties en onderzoeksthema’s

Wetenschappelijk en praktisch onderzoek richt zich op vragen zoals: hoe verandert de prevalentie van mixotrofie bij klimaatverandering (licht-, temperatuur- en nutriëntsveranderingen), welke rol spelen mixotrofe soorten in aquacultuur en mariene gezondheid, en hoe benutten microbiële gemeenschappen mixotrofie om te reageren op verstoringen.

Samenvatting

Mixotroof zijn betekent dat een organisme energie- en koolstofbronnen uit zowel anorganische als organische bronnen kan halen. Dit geeft grote ecologische flexibiliteit en komt voor bij een breed scala aan organismen — van bacteriën en micro-algen tot sommige dieren met gekaapte plastiden of symbionten. Mixotrofie is belangrijk voor voedselwebben, nutriënten- en koolstofcycli en beïnvloedt hoe ecosystemen reageren op milieuveranderingen.

Zoek op letter