Mitkä valtakunnat pystyvät fotosyntetisoimaan?

Elävät organismit on organisoitu erilaisiin taksonittai ryhmät järjestelmässä, joka tunnetaan nimellä taksonomia. Kun Carl Linneaus alkoi luokitella kasveja ja eläimiä 1700-luvun puolivälissä, oli kaksi valtakuntaa: plantae (kasvit) ja animalia (eläimet).

Ajan myötä nämä valtakunnat ovat muuttuneet rajusti uusien löytöjen myötä ja ehdotetaan uusia luokitusjärjestelmiä. Vuonna 1990 Carl R. Woese ja hänen kollegansa esittivät kolme domeenijärjestelmää: bakteerit, Archaea ja Eukarya (eli kaikki organismit, joiden soluissa on ydin).

Kahdeksan vuotta myöhemmin zoologi nimeltä Thomas Cavalier-Smith ehdotti kuuden valtakunnan järjestelmää, missä valtakunta Bakteereilla (tunnetaan myös nimellä Monera) oli kaksi Eubacteria (todelliset bakteerit) ja Arkkibakteerit.

Vuonna 2015 Cavalier-Smith ja kollegat tarkistivat järjestelmän nyt seitsemän valtakuntaa: Bakteerit, Archaea, Protista (protistit), Chromista (levät), Sienet, Plantae (muut kuin verisuonet ja verisuonekasvit) ja Animalia (eläimet).

Jotkut organismit pystyvät fotosynteesin avulla ottamaan energiaa auringosta, hiilidioksidista ja vedestä ja muuttamaan sen kemialliseksi energiaksi. Fotosynteesi muuttaa nämä yhdisteet hapeksi, joka vapautuu ilmakehään, ja orgaanisiksi aineiksi, kuten sokeriksi tai hiilihydraateiksi. Seitsemästä valtakunnasta vain osa sisältää kuitenkin fotosynteettisiä organismeja. Mitkä valtakunnat voivat syntetisoida?

Saksalainen eläintieteilijä Ernst Haecklel ehdotti protistivaltiota ensimmäisen kerran vuonna 1866. Se oli tuolloin kolmas valtakunta, jonka oli tarkoitus luoda paikka mikro-organismit. Protistit eivät ole aivan eläinten tai kasvien elämää, ja heiltä puuttuu ydin, joka tekee niistä prokaryoottisia. Silti protistit muodostavat yli neljänneksen maailman fotosynteesistä! Protisteja voivat olla dinoflagellaatit, piilevät ja monisoluiset levät.

Fotosynteettisillä protisteilla on usein symbioottiset suhteet muihin ympäröiviin organismeihin. Korallipolyyppien ympärillä elävät fotosynteettiset dinoflagellaatit kiinnittävät epäorgaanista hiiltä auringonvalosta antamalla läheisille koralleille ylimääräistä energiaa ja ravinteita kalsiumkarbonaattirungon luomiseksi. Protistit ovat alkutuottajia, mikä tarkoittaa, että he ovat ravintoketjun lopussa ja tarjoavat ruokaa monille vesilajeille.

Tämä valtakunta sisältää kaiken verisuoni- ja ei-verisuonikasvit, kuten sammalet, saniaiset, havupuut ja kukkivat kasvit. Lähes kaikki kasvit pystyvät fotosynteesiin lukuun ottamatta muutamia loisia.

Kasvisoluilla on monia erilaisia ​​organelleja, jotka suorittavat kasvien selviytymisen kannalta välttämättömiä toimintoja. Yksi organellityyppi on kloroplasti. Vain noin 0,001 mm paksu, ilman kloroplasteja, kasvit eivät pystyisi fotosynteesiin.

Kaksi pigmenttiä, klorofylli a ja klorofylli b, antaa kloroplastille vihreän värin, minkä vuoksi kasvien lehdet ovat vihreitä. Kloroplastit ovat energiaa tuottavia voimalaitoksia jotka luovat ja varastoivat ruokaa fotosynteesin avulla.

Chromistan yksilöt eivät ole läheisessä yhteydessä kasveihin tai muihin leviin. Ne eroavat muista organismeista, koska niillä on klorofylli c, toisin kuin a tai b, ja älä säilytä energiaa tärkkelyksissä. Jotkut mikroskooppiset piilevät, joissa on piidioksidirunkoja ja jättimäisiä merilevää valtamerissä, kuuluvat kaikki valtakunnan Chromistan alaisuuteen. Useimmat ovat fotosynteettisiä, ja ne ovat tärkeimpiä vesiekosysteemeissä.

Syanobakteerit, tunnetaan myös nimellä sinileväovat myös fotosynteettisiä organismeja. Vaikka ne muistuttavatkin leviä, jotka ovat protisteja, niiltä puuttuu kalvoon sitoutunut ydin, mikä tekee niistä prokaryooteja, jotka luokitellaan valtakunnan bakteereihin.

Toisin kuin kasvit, joissa on kahden tyyppisiä klorofyllipigmenttejä, syanobakteereissa on vain klorofylli amuiden, kuten sinisen pigmentin fykobilliinin lisäksi, joka auttaa antamaan heille sinivihreän värinsä, keltaiset karotenoidit ja joskus punaisen pigmentin, fykoerytriinin.

Syanobakteereja voi esiintyä joissakin maan ankarimmissa ympäristöissä, kuten kuumissa lähteissä, jäätyneiden järvien alla ja kivien alla paahtavissa aavikoissa. Suurin osa pystyy kasvamaan vain siellä, missä valoa on läsnä.

Kuten bakteereista, arkealaisista puuttuu myös ydin ja membraaniin sitoutuneet organellit. On vain yksi fotosynteettinen arkeoni, Halobakteeri, joka fotosyntetisoituu hyvin eri tavalla kuin kasvit ja bakteerit. Sen sijaan, että käytettäisiin klorofylliä monien proteiinien kanssa, se käyttää yhtä proteiinia (kutsutaan bakteriorodopsiiniksi) absorboimaan valoa A-vitamiinin muodossa.