So sánh động vật ăn thịt, ăn cỏ và người

Vietsciences- Võ Thị Diệu Hằng       04/03/2007   
 

Những nghiên cứu chứng minh là trên phương diện giải phẫu học và sinh lý học, con người khác với động vật ăn thịt. Thí dụ dạ dày người và động vật ăn cỏ thì dài và chứa ít muối acid và pepsin còn động vật ăn thịt thì bao tử hình cái túi và chứa 10 lần muối acid cho phép tiêu hóa xương và cơ thịt súc vật. Ruột của người và loài ăn cỏ thì rất dài và có diện tích rất lớn trong lúc ruột loài ăn thịt thì ngắn và láng để cho thịt thối rữa thoát ra ngoài nhanh chóng. Ngoài ra trong khi hấp thụ thịt, những độc tố trong quá trình thối rữa, sẽ có nguy cơ làm hại thận và gây ra chứng bệnh thống phong (goutte), bệnh viêm khớp (arthrite), thấp khớp (rhumatisme) hay ung thư (cancer). Nhà nghiên cứu người Thụy Ðiển Karl von Linné đã viết về chủ đề này. Và người có ăn co được  không? Vì sao? Và tại sao lại có người ăn cỏ mà vẫn sống?

1) Khác biệt giữa động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt

        Cấu trúc của  bên ngoài và bên trong

 

 
 
ĂN THỊT ĂN CỎ NGƯỜI
Có vuốt nhọn Không có vuốt nhọn Không có vuốt nhọn
     
Ðổ mồ hôi bằng lưỡi Ðổ mồ hôi bằng da Ðổ mồ hôi bằng da
     
Không có lỗ chân lông Hàng triệu lỗ chân lông Hàng triệu lỗ chân lông
     
Răng nanh bén và nhọn để xé thịt.

Răng hàm nhọn

Răng  bằng phẳng và răng hàm dẹp để nhai kỹ thức ăn Răng  bằng phẳng và răng hàm dẹp để nhai kỹ thức ăn
     
Tuyến nước bọt nhỏ không ích lợi Tuyến nước bọt rất phát triển để tiêu hóa trước hột và trái cây Tuyến nước bọt rất phát triển để tiêu hóa trước hột và trái cây
     
Nước miếng có tính acid không có ptyalin cho sự tiêu hóa trước (prédigestion) Nước miếng có tính kiềm với số lượng lớn ptyalin Nước miếng có tính kiềm với số lượng lớn ptyalin
     
Số lượng lớn muối acid trong bao tử để tiêu hoá xương và thịt Muối acid trong bao tử  chứa 10 lần ít hơn nơi động vật ăn thịt  Muối acid trong bao tử  chứa 10 lần ít hơn nơi động vật ăn thịt
     
Ruột chỉ dài hơn chiều dài cơ thể gấp 3 lần để thải  nhanh chóng chất thịt đang thối rữa Ruột dài hơn chiều dài cơ thể gấp 6 lần.  Trái cây và rau cỏ phân rã chậm hơn thịt Ruột dài hơn chiều dài cơ thể gấp 6 lần.  Trái cây và rau cỏ phân rã chậm hơn thịt
     
Xương hàm chỉ mở theo chiều dọc để cắn hay xé Xương hàm mở chiều dọc lẫn chiều ngang để nghiền thức ăn Xương hàm mở chiều dọc lẫn chiều ngang để nghiền thức ăn
   

Bảng so sánh giũa động vật ăn thịt, ăn cỏ và người:

 

 

 

 

 
     
Hàm răng và quai hàm của khủng long ăn cỏ và khủng long ăn thịt

 

2) Thiên nhiên đã chỉ định cho chúng ta ăn gì?

Những cuộc nghiên cứu gần đây của các khoa học gia đã chứng minh rằng trên phương diện sinh lý, con người khác với vật ăn thịt. Thí dụ ăn rau đậu giúp ích cho cơ thể của con người, làm  cho có thêm sức khỏe và sống lâu hơn. Các cuộc thí nghiệm  dựa vào hai yếu tố:  cấu trúc của cơ thể con người theo giải phẫu học và thứ hai và tiến trình tiêu hóa của  rau và  thịt trong cơ thể của con người 

a) Bàn tay và răng của loài người

Răng của loài người được cấu tạo môt cách đặc biệt giống như răng của các loài động vật ăn thảo mộc, dùng để nghiềnnhai nát các thức ăn. Loài người và loài động vật ăn thảo mộc không có răng cửa và răng nanh bén nhọn và đủ sức mạnh như loài động vật ăn thịt, nhưng có răng hàm xương quai hàm để nhai theo cử động chiều ngang và qua lại. 

Ðộng vật ăn thịt có răng nanh rất bén nhưng không có răng hàm và xương quai hàm. Do đó khi ăn thịt, chúng chỉ xé và nuốt trọng luôn chớ không nhai. 

Bàn tay của loài người không có móng vuốt sắc bén nên chỉ dùng để hái trái, trong khi loài động vật ăn thịt có móng vuốt rất bén và rất mạnh để vồ mồi và xé thịt.

b) Sự tiêu hóa

Trong bao tử của loài động vật ăn thịt, dịch tiêu hóa chứa đến 10 lần lượng acid clorhydric  nhiều hơn ở trong bao tử của loài động vật ăn rau quả và loài người. Sự khác biệt chủ yếu trong bộ phận tiêu hóa của loài động vật ăn rau quả và loài người với loài động vật ăn thịt là đường ruột, nơi thức ăn được tiêu hóa để biến thành dưỡng chất rồi được hấp thụ vào máu. Sau khi màng ruột đã tinh lọc lấy chất dinh dưỡng rồi, chất cặn bã còn lại sẽ tích lũy lâu trong cơ thể và sẽ sinh ra nhiều độc tố, nguyên nhân và mầm móng gây ra các bệnh tật nguy hiểm. Để giúp loài thú có thói quen ăn thịt ít bị các chứng bịnh hiểm nghèo, đường tiêu hóa của chúng chỉ dài gấp 3 lần chiều dài của cơ thể. Trong khi đó đường tiêu hóa của loài người và loài động vật ăn rau quả thì dài gấp 6 lần chiều dài của thân thể. Vì thế chất cặn bã ở trong ruột của loài thú ăn thịt sẽ được bài tiết ra ngoài nhanh chóng hơn, khỏi bị nhiễm trùng vi sự thối rã của thức ăn. Trong khi đó chúng sẽ ở lại trong ruột của loài người và loài động vật ăn cây cỏ lâu hơn, sanh ra độc tố nhiều hơn.

So sánh giữa động vật ăn có và người, ta thấy cấu trúc giống  nhau, như vậy người có thể ăn cỏ được  không?

Theo bảng trên, người có thể ăn cỏ để sống vì cỏ không độc. Tuy nhiên người không thể sống nhờ cỏ như các động  vật nhai lại như trâu bò, bởi vì dạ dày nhai lại  có 4 ngăn, mỗi ngăn  làm một công việc khác  nhau

 
 

Tiêu hóa

Các tế bào cây có chứa chất cellulose. Trên phương diện hóa học thì cellulose gần giống  y như phần đông  các phân tử carbohydrate như fructose và glucose trong thực  phẩm của ta. Nhưng cellulose có một nối khác biệt mà cơ thể ta không thể cắt nối đó để tạo năng  lượng  như chúng  ta có từ những  phân tử khác. Do đó ta có thể ăn cỏ, nhưng ta không thể tiêu hóa cỏ để tạo năng  lượng cho cơ thể ta được.

Người ăn cây trái nhưng không giống cây có của động vật ăn có. Trâu bò sống  bằng cỏ nhờ trong dạ dày chúng có chứa những vi khuẩn cộng sinh (symbiont bacteria). Những vi khuẩn cộng sinh đặc biệt này là những cổ khuẩn (Archaea), phân hủy cellulose và tạo năng  lượng. Cổ khuẩn của định nghĩa của GS Dương Văn Hợp và Gs Nguyễn Lân Dũng là những methanogens (Cổ khuẩn sinh methane, xem chú thích (1)

Methanogens sống trong  điều kiện  yếm khí (không có oxygen tự do) như trong lớp trầm tích nằm sâu dưới lòng các ao hồ, hay  trong bộ tiêu hóa của loại nhai lại. Methanogen dùng hydrogen và những hợp chất giàu hydrogen với CO2 để tạo năng lượng cho chúng và thải khí methane (khí thiên nhiên, như một sản phẩm phế thải).  Các methanogen trong ngăn rumen (một trong  4 ngăn của dạ dày của loài nhai lại dùng để chứa cỏ và có chứa các vi khuẩn đặc biệt có khả năng tiêu hóa cellulose) của một con bò có thể thải mỗi ngày 50 lít khí methane.  
Khi bò nhai cỏ, enzym trong dạ dày cắt những  mảnh có thành các phần tử nhỏ hơn. Rồi các protozoa sinh sống trong ruột non bò lại phân hủy thành những yếu tố căn bản như hydrogen, CO2 và acetat. Cuối cùng methanogen sẽ biến thức ăn đã tiêu hóa ra thải khí methane. Khi methane không còn là nguồn năng lượng cho bò,  khí methane sẽ được  phóng thích  ra khỏi cơ thể như một chất khí phế hải.  95% khí methane được tạo ra trong dạ dày bò, tại ngăn rumen, sẽ được bò ợ ra. Số methane còn lại  được tạo ra trong ruột và được thải theo đường "trung tiện". Bởi vậy có những người lên án bò đã phá hủy môi sinh
 
 
Bao tử của người không  có những  loại vi khuẩn đặc biệt này nên ta không thể tiêu hóa chất xơ. Cellulose trong cây, trái, rau, đậu và củ mà chúng ta ăn vào không tiêu hóa để tạo ra năng  lượng mà chỉ dùng như một cái chổi để "quét sạch" chất thải ra khỏi bộ máy tiêu hóa.

 

Răng:

Ngoài việc  dạ dày không tiêu hóa cò để cho năng  lượng giúp sự sống, cỏ chứa nhiều dioxyde silicium SiO2 (cát, quartz, thủy tinh). Cây là cũng có cứa SiO2 nhưng  với lượng  nhỏ hơn. Lá già chứa nhiều Silicium nên cứng  hơnl.  Vì cỏ chứa nhiều SiO2, là chất bào mòn nên khi nhai răng mòn mau. Răng bò và loài gặm nhắm mọc dài mãi, bề mặt răng được thay thế liên tục nên sự nhai lại cỏ hay gặm nhắm giúp cho răng giữ đều trong  khi răng người vừa nhỏ vừa  không mọc dài nên nếu ăn cỏ răng sẽ hư nhanh.

Người đàn ông ăn 2 ký cỏ mỗi ngày


Hôm tháng 2 vừa qua đài truyền hình Ấn Đô có truyền  tên Net cuộc phỏng  vấn trực tiếp  Gangaram Gautam ngồi  bứt từng nắm cỏ đút vô miệng nhai tự nhiên ở công viên địa phương tại  Kanpur, India . Anh ta kể về một huyền thoại vào thế kỷ thứ 16, một nhà cầm quyền giòng Rajput tên là   Maharana Pratap, khi bị quân Hồi giáo và Mông cổ xâm lấn, khi bị đày, đã sống sót được  là nhờ ăn bánh ghaas ki roti  làm bằng cỏ. Gautam, người Ấn độ 41 tuổi nhưng trông  còn rất trẻ, đã theo gương Maharana Pratap, ăn 2 ký cỏ tươi để sống.

"Tôi ăn có  lần đầu tiên lúc 7 tuổi. Tôi thích mùi vị  của nó và càng lúc càng thích, rồi không cho gia đình biết thói quen ấy của tôi. Tôi đã nghe kể chuyện về Maharana Pratap ăn cỏ nrrn tôi nghĩ là tôi cũng  có thể ăn cỏ.

 và Lucknow, Feb. 4: Legend has it that the 16th century Rajput ruler Maharana Pratap had survived in exile by eating rotis made of grass.
of Kanpur his local park in

In 2007, Gangaram Gautam, a daily wage labourer in Kanpur, seems so inspired by Maharana Pratap’s example that he eats 2 kg of grass every day, and thrives.


"I was around 7 years old when I first ate grass. I liked the taste and gradually increased my intake without letting my family members know about this habit. I had heard about Maharana Pratap eating ghaas ki roti and I thought I would eat it too," he says.



Lucknow, Fév. 4 : La légende l'a que le 16ème gouverneur Maharana
Pratap de Rajput de siècle avait survécu dans l'exil par des rotis
de manger faits en herbe. En 2007, Gangaram Gautam, un travailleur de
salaire quotidien dans Kanpur, semble ainsi a inspiré par l'exemple
de Maharana Pratap's qu'il mange 2 kilogrammes d'herbe chaque jour, et
prospère.



Now, at 41, Gangaram feels "incomplete" unless he has eaten his staple diet of 2 kg of grass. "Initially I would eat normal food along with the grass, but for the past four or five years I have been eating only grass. After eating grass, I walk at a speed of 15 km per hour in order to digest the food," he explains.

Every day, when he feels hungry, Gangaram goes to nearby parks and gardens and "grazes" till he has had his fill. "In the beginning the gardeners would shoo me away but now they allow me to graze in their gardens. I take care not to spoil their gardens and graze only where the grass is overgrown," he says.

Hiện nay, Gangaram cảm thấy thiêu thiếu khi chưa ăn đủ 2 ký cỏ.

"Lúc đầu tôi ăn thức ăn bình thường chung với cỏ, nhưng  bốn năm năm gần đây, tôi chỉ ăn cỏ. Sau khi ăn cỏ, tôi đi với tốc  độ15 cây số một giờ để tiêu hóa".

Mỗi ngày, khi Gangaram cảm thấy đói, anh ta tới công viên và vườn cạnh nhà để ăn cỏ cho tới khi no. " Hồi đầu mấy ông gác dang xua đuổi tôi  nhưng  bây giờ họ cho phép tôi vô vườn ăn cỏ. Tôi cẩn thận không  làm hư cỏ của vườn và chỉ ăn khi nào cỏ mọc cao".

Bác sĩ  Srivastava khám Gangaram tuần trước nói: "Anh ta có khả năng  tiêu hóa cỏ nhờ làm việc tay chân mỗi ngày. Tuy nhiên cho dù hiện nay chưa bị vấn đề thực phẩm, nhưng thói quen này có thể  gây cho anh ta vấn đề khi về già bởi vì anh ta không  ăn chất bổ dưỡng  nào khác."



Maintenant, à 41, Gangaram se sent "inachevé" à moins qu'il ait
mangé son régime d'agrafe de 2 kilogrammes d'herbe. "au commencement
je mangerais de la nourriture normale avec l'herbe, mais pendant les
quatre ou cinq dernières années j'avais mangé seulement l'herbe.
Après avoir mangé l'herbe, je marche à une vitesse de 15
kilomètres par heure afin de digérer le foo


Dr U.K. Srivastava, who examined Gangaram last week, says, "He is able to digest the grass because of the physical labour he does every day. Though he does not face any ailments now, this habit could cause problems as he ages because he is not taking any other nutritious food."
DR Srivastava BRITANNIQUE, qui a examiné Gangaram la semaine
dernière, indique, "il peut digérer l'herbe en raison du travail
physique qu'il fait chaque jour. Bien qu'il ne fasse face à aucun mal
maintenant, cette habitude pourrait poser des problèmes en tant que
He vieillit parce qu'il ne prend aucune autre nourriture nutritive."




Nhưng Gangaram thì không đồng ý: "Nếu như động  vật ăn cỏ có thể sống nhờ cỏ thì tại sao loài người không giống  chúng? Tổ tiên chúng ta ăn cây cỏ để sống trước  khi cơ thể quen với ăn thức ăn nấu chín". Thói quen ăn cỏ đã làm gãy đổ hai  đời vợ.

"Những bà vợ của tôi đều không thể hiểu thói quen của tôi để thông  cảm cho tôi. Họ nghĩ là tôi bất bình thường và đều bỏ nhà ra đi.  Tôi quyết định chỉ tái hôn với người con gái nào hiểu và chấp nhận thói quen đó của tôỉ", anh ta  nói một cách chất phác.


Gangaram, cependant, est en désaccord. "si les animaux herbivores
peuvent survivre sur l'herbe, pourquoi ne peuvent-ils pas les êtres
humains ? Nos ancêtres doivent avoir survécu sur des usines et herbe
avant qu'ils aient développé le système de manger de la nourriture
cuite, "il dit. Son habitude de manger l'herbe a détruit deux
mariages de Gangaram.

Gangaram, however, disagrees. "If herbivorous animals can survive on grass, why can’t human beings? Our forefathers must have survived on plants and grass before they developed the system of eating cooked food," he says. His habit of eating grass has wrecked Gangaram’s two marriages.


"mes épouses pourraient ne jamais comprendre mon habitude et offensé
par lui. Ils ont pensé que j'étais maison anormale et gauche. J'ai
décidé de remarry seulement si la fille comprend et accepte mon
habitude, "le dit franc.

"My wives could never understand my habit and resented it. They thought I was abnormal and left home. I have decided to remarry only if the girl understands and accepts my habit," he says candidly.

 

Remarque: la végétation terrestre contient en moyenne, 0.15 % en poids de silicium. La quantité de silicium varie beaucoup selon les espèces de plantes. Elle est élevée chez les Poaceae(sauf le maïs) dont les cendres peuvent contenir 30 à 60 % de SiO2, et elle est faible pour les plantes dites à calcium (Fabaceae) et les plantes à potasse (pomme de terre). Le silicium est surtout localisé dans les feuilles les plus âgées. Il est à l'état soluble en combinaison avec les glucides, lipides et protéines, et insoluble quand il imprègne les membranes cuticulaires et les concrétions.

(clear indenting) Just to add on to my above statement. The world has far exceeded overpopulation of humans. When we evolved, we evolved in an area of Africa which had a lot of large animals for eating, and lots of fruit, vegetalbes etc. People also had few children, and fewer children which survived, so the population wasn't growing much. However, something happened which caused high reproductive success and high lifespans. The population density of humans in most areas is far too large, and this causes shortages in resources. It is called super-fecundidty, and has happened throughout the history of evolution, and usually must occur to populations for natural selection to occur. We would still have starvation problems if we could eat grass, there would be no grassland left in areas of high density. Humans, as a speices, don't understand sustainability. --liquidGhoul 04:46, 26 August 2006 (UTC)

 

           © http://vietsciences.free.fr  và http://vietsciences.org Võ Thị Diệu Hằng

 

(1) Cổ khuẩn sinh methane (methanogens)

Trong cổ khuẩn, các loài sinh methane làm thành một nhóm lớn và đa dạng với các đặc điểm chung là (1) tạo khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi năng lượng và (2) sống kỵ khí bắt buộc. Cổ khuẩn sinh methane thu năng lượng cho quá trình sinh trưởng từ việc chuyển hoá một số chất thành khí methane. Nguồn cơ chất chủ yếu của các vi sinh vật này là hydro, format và acetat. Ngoài ra, một số hợp chất C1 như metanol, trimethylamin, dimethylsulfid và rượu như isopropanol, isobutanol, cyclopentanol, etanol cũng được sử dụng làm cơ chất (Bảng 4).

Quá trình sinh methane ở cổ khuẩn có thể coi như là quá trình hô hấp kỵ khí, trong đó chất nhận điện tử là CO2 hoặc nhóm methyl trong các hợp chất C1 và acetat. Tuy nhiên, như ta thấy trong bảng 4, năng lượng được giải phóng ra trong các phản ứng tạo methane đều rất nhỏ. Để so sánh ta có thể lấy năng lượng giải phóng từ phản ứng oxygen hoá glucoza bằng oxygen C6H12O6 + 6 O2 ® 6 CO2 + 6 H2O (∆G0’ = -2870 kJ/mol). Là những sinh vật duy nhất có khả năng tạo ra khí methane, cổ khuẩn sinh methane có những enzyme và coenzyme thiết yếu cho quá trình tổng hợp methane và đóng vai trò chỉ thị cho nhóm, ví dụ như coenzyme F420 và coenzyme M. Sự hiện diện của coenzyme F420 khiến cho các tế bào của cổ khuẩn sinh methane có tính tự phát sáng dưới ánh đèn huỳnh quang (bước sóng 350-420 nm). Mặc dù hiện tượng tự phát sáng này có thể mạnh, yếu, hay đôi khi mất hẳn, tuỳ thuộc vào các pha sinh trưởng của tế bào, nhưng đó vẫn là một đặc điểm đơn giản và tiện lợi để nhận biết cổ khuẩn sinh methane dưới kính hiển vi. Bên cạnh đó, trình tự acid amin trong các chuỗi peptid của coenzyme M cũng được dùng để phân loại cổ khuẩn sinh methane. Những nghiên cứu trong lĩnh vực này cho thấy sự tương đồng giữa cây phân loại dựa trên trình tự 16S rARN và cây phân loại dựa trên trình tự acid amin của các đơn vị a b trong coenzyme M.

 

Bảng 4.   Phản ứng tạo methane trên các cơ chất khác nhau và năng lượng được giải phóng từ đó

Phản ứng sinh methane

Năng lượng được giải phóng DG0(kJ/ methane)

4H2 + CO2 ® CH4 + 2H2O

-135,6

4 Format ® CH4 + 3CO2 + 2H2O

-130,1

4 Isopropanol + CO2 ® CH4 + 4 Aceton + 2H2O

-  36,5

2 Etanol + CO2 ® CH4 + 2 Acetat

-116,3

Metanol + H2 ® CH4 + H2O

-112,5

4 Metanol ® 3CH4 + CO2 + 2H2O

-104,9

4 Methylamin + 2H2O ® 3CH4 + CO2 + 4NH4+

-  75,0

2 Dimethylamin + 2H2O ® 3CH4 + CO2 + 2 NH4+

-  73,2

4 Trimethylamin + 6H2O ® 9 CH4 + 3CO2 + 4 NH4+

-  74,3

2 Dimethylsulfid + 2H2O ® 3CH4 + CO2 + H2S

- 73,8

Acetat ® CH4 + CO2

- 31,0

            Những nơi thông thường có thể tìm thấy cổ khuẩn sinh methane là các bể lên men hữu cơ kỵ khí, các lớp trầm tích thiếu oxygen, đất ngập úng và hệ đường ruột của động vật. Khi ở dạng chủng đơn cổ khuẩn sinh methane rất nhạy cảm với oxygen, tuy vậy trong tự nhiên chúng có thể tồn tại ở môi trường hiếu khí nhờ được bao bọc và bảo vệ bởi các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí khác. Trong môi trường kỵ khí, cổ khuẩn sinh methane phải cạnh tranh về cơ chất, đặc biệt là hydro và acetat, với các nhóm vi sinh vật sử dụng chất nhận điện tử có hiệu điện thế khử dương tính hơn so với CO2 như là nitơrat, sulfat và ôxit sắt III. Như vậy cổ khuẩn sinh methane sẽ chiễm lĩnh các môi trường nơi không có nhiều các loại chất nhận điện tử tiềm năng này. Do không có khả năng sử dụng rộng rãi các loại cơ chất khác nhau, trong tự nhiên cổ khuẩn sinh methane thường phải phụ thuộc vào các loài vi khuẩn lên men vì chúng chuyển hoá đa dạng chất hữu cơ thành các acid hữu cơ, hydro, format và acetate, trong đó hydro, format và acetate là nguồn thức ăn trực tiếp cho cổ khuẩn sinh methane, còn các acid hữu cơ sản phẩm của quá trình lên men như propyonat, butyrate thì cần phải được một nhóm vi khuẩn khác chuyển hoá thành cơ chất thích hợp rồi mới đến lượt cổ khuẩn chuyển thành khí methane. Có hai hình thức cộng sinh: bắt buộc và không bắt buộc. Trong hình thức cộng sinh giữa cổ khuẩn sinh methane và vi khuẩn lên men, chỉ có cổ khuẩn phụ thuộc vào mối liên hệ này do nhu cầu về thức ăn còn các hoạt động trao đổi chất của chúng hoàn toàn không có ảnh hưởng gì tới các vi khuẩn lên men, vì thế hình thức này được gọi là cộng sinh không bắt buộc.

Hình 9 : Cộng sinh giữa Methanobrevibacter (tế bào trực khuẩn) Synthrophobacter (tế bào hình oval).

Cộng sinh bắt buộc diễn ra giữa cổ khuẩn sinh methane và một nhóm vi khuẩn cộng sinh bắt buộc, trong đó cả đôi bên cùng cần đến nhau, ví dụ như hiện tượng cộng sinh giữa MethanobrevibacterSynthrophobacter (Hình 9). Nhóm vi khuẩn cộng sinh trong mối liên kết này oxygen hoá acid hữu cơ như propionate, các acid có mạch carbon dài hơn, các hợp chất thơm và chuyển điện tử sang proton hay CO2, tạo thành hydro hay format tương ứng. Nhóm vi khuẩn cộng sinh này chỉ có thể thực hiện được trao đổi chất khi nồng độ hydro và format trong môi trường xung quanh được giữ ở mức rất thấp, và nhiệm vụ đó do cổ khuẩn sinh methane đảm nhiệm. Các loài sinh methane thường có mặt trong mối liên kết cộng sinh bắt buộc là Methanoplanus endosymbiosus, các loài Methanobrevibacter, và Methanobacterium formicicum.

Ở một số môi trường đặc biệt như các suối nước nóng hay các tầng nham thạch núi lửa cổ khuẩn sinh methane thường có mặt với số lượng lớn. Trong trường hợp này chúng sống tự do, không phụ thuộc vào các vi sinh vật khác vì nguồn cơ chất chủ yếu được sử dụng ở đây là hydro, sản phẩm có được từ con đường lý hoá chứ không qua con đường sinh học.

Hiện nay tổng số cổ khuẩn sinh methane được biết đến là 50 loài thuộc 19 chi, sáu họ và ba lớp (Bảng 5 và 6). Sự phân loại này dựa trên trình tự 16S rARN hiện có, tuy nhiên chúng ta có thể hình dung được rằng theo thời gian khi những loài mới được biết thêm thì có thể bảng phân loại này sẽ cần phải thay đổi.

 

Bảng 5. Các nhóm phân loại chính của cổ khuẩn sinh methane

Lớp

Họ

Chi

Methanobacteriales

Methanobacteriaceae (T)

Methanobacterium (T)

-nt-

-nt-

Methanobrevibacter

-nt-

-nt-

Methanosphaera

-nt-

Methanothermaceae

Methanothermus (T)

Methanococcales

Methanococcaeae (T)

Methanococcus (T)

Methanomicrobiales

Methanosarcinaceae

Halomethanococcus

-nt-

-nt-

Methanococcoides

-nt-

-nt-

Methanohalobium

-nt-

-nt-

Methanohalophilus

-nt-

-nt-

Methanolobus

-nt-

-nt-

Methanosarcina (T)

-nt-

-nt-

Methanosaeta (Methanothrix)

-nt-

Methanomicrobiacaea (T)

Methanoculleus

-nt-

-nt-

Methanogenium

-nt-

-nt-

Methanolacinia

-nt-

-nt-

Methanomicrobium (T)

-nt-

-nt-

Methanoplanus

-nt-

-nt-

Methanospirillum

-nt-

Methanocorpusculaceae

Methanocorpusculum (T)

T = họ/ chi chuẩn; -nt- như trên

Về hình thái, cổ khuẩn sinh methane rất đa dạng, trong đó một số loài có hình dạng đặc trưng dễ nhận biết dưới kính hiển vi như Methanosarcina, Methanospirillum hay Methanosaeta (Hình 10). Ngoài ra, một trong những đặc điểm quan trọng dùng để phân loại nhóm cổ khuẩn này là nguồn cơ chất có thể sử dụng để sinh methane (Bảng 6).

Họ Methanobacteriaceae có thành tế bào cấu tạo từ pseudomurein, vì thế bắt mầu Gram (+). Họ Methanobacteriaceae gồm có ba chi là Methanobacterium, MethanobrevibacterMethanosphaera. Các loài thuộc chi Methanobacterium có tế bào hình que hoặc hình sợi, đôi khi tạo nhóm gồm nhiều tế bào. Tất cả các loài thuộc chi này đều có khả năng sinh methane từ H2 + CO2, một số loài sử dụng.