ما الممالك القادرة على التمثيل الضوئي؟

يتم تنظيم الكائنات الحية في مختلف الأصناف، أو المجموعات ، في نظام يُعرف باسم التصنيف. عندما بدأ كارل لينيوس في تصنيف النباتات والحيوانات لأول مرة في منتصف القرن الثامن عشر ، كانت هناك مملكتان: نباتات (نباتات) وحيوانات (حيوانات).

بمرور الوقت ، تغيرت هذه الممالك بشكل كبير مع الاكتشافات الجديدة ، واقتراح أنظمة تصنيف جديدة. في عام 1990 ، كارل ر. طرح Woese وزملاؤه نظام المجالات الثلاثة: البكتيريا والعتائق وحقيقيات النوى (أي أي كائن حي به نواة في خلاياه).

بعد ثماني سنوات ، اقترح عالم الحيوان توماس كافاليير سميث نظامًا من ستة ممالك ، حيث المملكة البكتيرية (المعروفة أيضًا باسم Monera) تحتوي على قسمين فرعيين من Eubacteria (البكتيريا الحقيقية) و العتائق.

في عام 2015 ، راجع كافاليير سميث وزملاؤه هذا النظام ليشمل الآن سبع ممالك: البكتيريا, العتيقة, الطلائعيات (الخلية)، كروميستا (الطحالب)، الفطريات, النبات (النباتات غير الوعائية والأوعية الدموية) و الحيوان (الحيوانات).

بعض الكائنات الحية قادرة على استخدام التمثيل الضوئي لأخذ الطاقة من الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء وتحويلها إلى طاقة كيميائية. يحول التمثيل الضوئي هذه المركبات إلى أكسجين ، يتم إطلاقه في الغلاف الجوي ، ومواد عضوية ، مثل السكر أو الكربوهيدرات. ومع ذلك ، فمن بين الممالك السبع ، تشتمل بعضها فقط على كائنات حية ضوئية. ما الممالك التي يمكنها التمثيل الضوئي؟

اقترح عالم الحيوان الألماني إرنست هيكلل المملكة الأولى عام 1866. كانت المملكة الثالثة في ذلك الوقت ، وكان الغرض منها إنشاء مكان لها الكائنات الدقيقة. الطلائعيات ليست حيوانية أو نباتية تمامًا ، وتفتقر إلى نواة تجعلها بدائية النواة. ومع ذلك ، فإن الطلائعيات تشكل أكثر من ربع عملية التمثيل الضوئي في العالم! يمكن أن تشمل الطلائعيات الدينوفلاجيلات والدياتومات والطحالب متعددة الخلايا.

غالبًا ما يكون لطلائع التمثيل الضوئي علاقات تكافلية مع الكائنات الحية الأخرى من حولهم. تعمل السوطيات الضوئية التي تعيش حول البوليبات المرجانية على إصلاح الكربون غير العضوي من ضوء الشمس ، مما يمنح الشعاب المرجانية المجاورة طاقة ومغذيات إضافية لإنشاء هيكل عظمي من كربونات الكالسيوم الطلائعيات هم المنتجون الأساسيون ، مما يعني أنهم في أسفل السلسلة الغذائية ويوفرون الغذاء للعديد من الأنواع المائية.

هذه المملكة تشمل الجميع النباتات الوعائية وغير الوعائية، مثل الطحالب والسراخس والصنوبريات والنباتات المزهرة. جميع النباتات تقريبًا قادرة على التمثيل الضوئي باستثناء بعض الأشكال الطفيلية.

تحتوي الخلايا النباتية على العديد من العضيات المختلفة التي تؤدي وظائف أساسية لبقاء النبات. نوع واحد من العضية هو البلاستيدات الخضراء. فقط بسمك 0.001 مم تقريبًا ، بدون البلاستيدات الخضراء ، لن تتمكن النباتات من التمثيل الضوئي.

صبغتان ، كلوروفيل أ والكلوروفيل ب، يعطي البلاستيدات الخضراء اللون الأخضر ، وهذا هو السبب في أن أوراق النبات خضراء. البلاستيدات الخضراء هي القوى المنتجة للطاقة التي تصنع وتخزن الطعام من خلال التمثيل الضوئي.

لا يرتبط الأفراد في المملكة Chromista ارتباطًا وثيقًا بالنباتات أو الطحالب الأخرى. وهي تختلف عن الكائنات الحية الأخرى لأنها تحتوي على الكلوروفيل ج، في مقابل أ أو ب، ولا تخزن الطاقة في النشويات. بعض الدياتومات المجهرية مع الهياكل العظمية السيليكا وعشب البحر العملاقة في المحيطات كلها تقع تحت مملكة Chromista. معظمها عبارة عن عملية بناء ضوئي ، وهي الأكثر أهمية في النظم البيئية المائية.

البكتيريا الزرقاء ، والمعروفة أيضًا باسم طحلب اخضر مزرق، هي أيضًا كائنات حية ضوئية. على الرغم من أنها تشبه الطحالب ، وهي من الطلائعيات ، إلا أنها تفتقر إلى نواة مرتبطة بالغشاء ، مما يجعلها بدائيات النوى ، المصنفة في البكتيريا في المملكة.

على عكس النباتات ، التي تحتوي على نوعين من أصباغ الكلوروفيل ، تحتوي البكتيريا الزرقاء على الكلوروفيل فقط أ، بالإضافة إلى غيرها مثل الصباغ الأزرق phycobillin ، والذي يساعد في منحهم اللون الأزرق والأخضر ، والكاروتينات الصفراء وأحيانًا الصباغ الأحمر ، Phycoerythrin

يمكن العثور على البكتيريا الزرقاء في بعض أقسى البيئات على وجه الأرض ، مثل الينابيع الحارة ، وتحت البحيرات المتجمدة وتحت الصخور في الصحاري الحارقة. معظمهم قادرون فقط على النمو حيث يوجد الضوء.

مثل البكتيريا ، تفتقر العتائق أيضًا إلى النواة والعضيات المرتبطة بالغشاء. لا يوجد سوى آثار ضوئية واحدة ، هالوباكتيريوم، الذي يقوم بعملية التركيب الضوئي بشكل مختلف تمامًا عن النباتات والبكتيريا. بدلاً من استخدام الكلوروفيل مع العديد من البروتينات ، فإنه يستخدم بروتينًا واحدًا (يسمى بكتيريورودوبسين) لامتصاص الضوء باستخدام شكل من أشكال فيتامين أ.