Phototroph (prokaryoottien aineenvaihdunta): Mikä se on?

Vaikka ne näyttävät ensi silmäyksellä hyvin erilaisilta tai jopa vähemmän kehittyneiltä, ​​prokaryooteilla on ainakin yksi yhteinen piirre kaikkien muiden organismien kanssa: ne vaativat polttoainetta valtaa heidän elämäänsä. Prokaryootit, joka sisältää organismeja bakteereissa ja arkeissa, ovat hyvin erilaisia ​​aineenvaihdunnassa tai kemiallisissa reaktioissa, joita organismit käyttävät polttoaineen tuottamiseen.

Esimerkiksi yksi prokaryoottien luokka, nimeltään Extremophileskukoistavat olosuhteissa, jotka hävittäisivät muut elämänmuodot, kuten syvällä meressä sijaitsevien hydrotermisten tuuletusaukkojen ylikuumentunut vesi. Nämä rikkibakteerit käsittelevät veden lämpötilat jopa 750 Fahrenheit-astetta hienosti, ja ne saavat polttoaineensa tuuletusaukoista löytyvästä rikkivedystä.

Jotkut tärkeimmistä prokaryooteista luottavat fotonien talteenottoon polttoaineen tuottamiseksi fotosynteesin avulla. Nämä organismit ovat valotrofit.

Sana valotrofi antaa ensimmäisen vihjeen paljastaa mikä tekee näistä organismeista tärkeitä. Se tarkoittaa kreikan kielellä "kevyttä ravintoa". Yksinkertaisesti sanottuna fototrofit ovat organismeja, jotka saavat energiansa fotoneista tai valohiukkasista. Luultavasti tiedät sen jo

Tämä prosessi ei kuitenkaan rajoitu kasveihin. Monet prokaryoottiset ja eukaryoottiset organismit tekevät fotosynteesiä oman ruoan valmistamiseksi, mukaan lukien fotosynteettiset bakteerit ja jotkut levät.

Vaikka fotosynteesi on samanlainen kaikkien sitä tekevien organismien keskuudessa, bakteerien fotosynteesiprosessi on vähemmän monimutkainen kuin kasvien fotosynteesi.

Aivan kuten vihreät kasvit, fototrofiset bakteerit käyttävät pigmenttejä sieppaamaan fotoneja fotosynteesin energialähteinä. Bakteereille nämä ovat bakterioklorofyylit löytyy plasmakalvosta (pikemminkin kuin kloroplastit kuten kasvi klorofylli pigmentit).

Bakterioklorofyllejä on seitsemässä tunnetussa lajikkeessa, jotka on merkitty a, b, c, d, e, c_s tai g. Kukin muunnos on rakenteellisesti erilainen ja kykenee siksi absorboimaan tietyn tyyppisen valon spektristä, aina infrapunasäteilystä punaiseen ja kaukana punaiseen. Fototrofisen bakteerin sisältämän bakterioklorofyllin tyyppi riippuu sen lajista.

Aivan kuten kasvien fotosynteesi, bakteerien fotosynteesi tapahtuu kahdessa vaiheessa: valoreaktiot ja tummat reaktiot.

vuonna kevyt vaihe, bakterioklorofyylit sieppaavat fotoneja. Tämän valoenergian absorbointiprosessi innostaa bakterioklorofylliä, laukaisee elektronien siirtymävälineen ja lopulta tuottaa adenosiinitrifosfaatti (ATP) ja nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti (NADPH).

vuonna pimeä vaihe, niitä ATP- ja NADPH-molekyylejä käytetään kemiallisissa reaktioissa, jotka muuttavat hiilidioksidin orgaaniseksi hiileksi prosessilla, jota kutsutaan hiilikiinnitykseksi.

Erilaiset bakteerit tuottavat polttoainetta kiinnittämällä hiiltä eri tavoin käyttämällä hiililähdettä, kuten hiilidioksidia. Esimerkiksi syanobakteerit käyttävät Calvin-sykli. Tämä mekanismi käyttää yhdistettä, jossa on viisi hiiltä, ​​nimeltään RuBP, saadakseen yhden hiilidioksidimolekyylin ja muodostamaan molekyylin, jossa on kuusi hiiltä. Tämä jakautuu kahteen yhtä suureen osaan ja puolet poistuu syklistä sokerimolekyylinä.

Toinen puoli muuttuu molekyyliksi, jossa on viisi hiiltä, ​​ATP: n ja NADPH: n aiheuttamien reaktioiden ansiosta. Sitten sykli alkaa uudelleen. Muut bakteerit luottavat päinvastoin Krebs-sykli, joka on sarja kemiallisia reaktioita, joissa käytetään elektronidonoreita (kuten vetyä, sulfidia tai tiosulfaattia) orgaanisen hiilen tuottamiseksi epäorgaanisista yhdisteistä hiilidioksidista ja vedestä.

Fotosynteesiä käyttävät fototrofit (kutsutaan valokuvaautrofit) muodostavat ruokaketjun perustan. Muut organismit, jotka eivät pysty suorittamaan fotosynteesiä, saavat polttoaineensa käyttämällä fotoautotrofisia organismeja elintarvikkeiden lähteenä.

Koska he eivät voi muuttaa valoa polttoaineeksi yksin, nämä organismit yksinkertaisesti syövät organismeja, jotka käyttävät kehoaan ja käyttävät kehoaan energialähteenä. Koska hiilen kiinnittäminen käyttää hiilidioksidia polttoaineen tuottamiseen sokerimolekyylien muodossa, fototrofit auttavat vähentämään ylimääräistä hiilidioksidia ilmakehässä.

Fototrofit voivat jopa olla vastuussa ilmakehän vapaasta hapesta, jonka avulla voit hengittää ja menestyä maapallolla. Tämä mahdollisuus - nimeltään suuri hapetustapahtuma - ehdottaa sitä syanobakteerit fotosynteesin suorittaminen ja hapen vapauttaminen sivutuotteena tuotti lopulta liikaa happea absorboimaan rauta ympäristössä.

Tästä ylimäärästä tuli osa ilmakehää ja muotoiltu evoluutio planeetalla siitä pisteestä eteenpäin, jolloin ihmiset voivat lopulta nousta esiin.