סוגי אורגניזמים שיכולים להשתמש בפוטוסינתזה

מינים פוטוסינתטיים מהווים בסיס לחיים על פני כדור הארץ במובנים רבים. אולי בעיקר, הם ממירים מים, אור שמש ופחמן דו חמצני ליצורים אחרים תוך יצירת סוכר לעצמם. כדור הארץ תומך באורגניזמים רבים שיש להם את הפיגמנט הירוק שבו מתרחשת פוטוסינתזה. חלקם, כמו צמחים, ידועים בתפקידם לספק אוויר ומזון למערכות אקולוגיות רבות. אחרים, כמו אצות, חיידקים מסוימים ואפילו בעלי חיים מסוימים, בעלי יכולת ליצור סוכר משלהם ולהשתמש בו כאנרגיה כימית.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

החיים על פני כדור הארץ תלויים בפוטוסינתזה, תהליך שמשנה פחמן דו חמצני ואור שמש לחמצן וסוכר. צמחים, אצות, ציאנובקטריה ואפילו כמה בעלי חיים עורכים פוטוסינתזה.

לפיטופלנקטון תפקיד חיוני בסביבת כדור הארץ. בדומה לצמחים נפוצים, קטגוריה רחבה זו - הכוללת צמחים חד תאיים, חיידקים ואצות - משתמשת בכלורופיל כדי להמיר פחמן דו חמצני, אור שמש וחומרים מזינים על בסיס מים לחמצן. אורגניזמים מיקרוסקופיים אלה, הנמצאים במים מתוקים ובמים מלוחים, מהווים את בסיס החיים באוקיאנוס, ומספקים כל דבר, החל ממיני פלנקטון גדולים יותר ועד לווייתנים עצומים. בדומה ליערות, הפיטופלנקטון סופג כמויות אדירות של פחמן דו חמצני, ומדענים מעריכים כי אורגניזמים זעירים אלה יוצרים באופן קולקטיבי את חלק האריה של החמצן על פני כדור הארץ. הפיטופלנקטון משתרע על קטגוריות שונות וגדולות יותר של יצורים פוטוסינתזים, אך תרומתם לסביבה היא אולי הגדולה ביותר.

הנפוץ ברוב גופי המים, אצות שונות בגודלן באופן דרמטי בין אורגניזמים זעירים חד תאיים בפלנקטון ועד לבורות אצות בגובה 200 מטר באוקיאנוס. כמו צמחים, מינים של אצות פוטוסינתזה כדי ליצור את האנרגיה הכימית שהם צריכים כדי לשרוד. עם זאת, מיני אצות שונים מצמחים בכך שהם חסרים עלים, שורשים ואברי רבייה מתאימים. מיני אצות שונים מכילים צבעים שונים של כלורופלסטים - ירוק, כחול-ירוק, אדום וחום.

הקבוצה הידועה ביותר של יצורים פוטוסינתזה, צמחים משמשים כחלק חשוב במערכת האקולוגית בעולם. בעלי חיים ימיים ויבשתיים רבים משתמשים במיני צמחים כמזון, ובסביבות גדולות שנוצרות מצמחים תורמים חמצן לאטמוספירה של כדור הארץ - יערות הגשם באמזונס יוצרים כ -20 אחוזים מהעולם חַמצָן. העלים או תחליפי העלים שלהם מכילים כלורופיל, אתר הפוטוסינתזה התורם לצבעם הירוק.

•••מיכאיל קוטוב / iStock / Getty Images

יצורים מיקרוסקופיים ומבוססים על מים, ציאנובקטריה הם בין המינים העתיקים ביותר שקיימים על פני כדור הארץ, המתוארכים יותר מ -3.5 מיליון שנה. יש מדענים המאמינים כי הכלורופלסט בתאי הצמח התפתח באמצעות אנדוזימביוזה, תהליך שראה שציאנובקטריה מתחילה לחיות בתוך תאי הצמח. שותפות זו נוצרה בשלב כלשהו בתקופה הפרוטרוזואית או בקמבריאן. תאי החיידק משתמשים בתאי הצמח כבית, ובתורם הם מייצרים מזון למארחו. אמנם הם קטנים, ציאנובקטריה יוצרת מושבות גדולות מספיק כדי לראות את העין.

בעוד שבעלי חיים רבים אוכלים יצורים פוטוסינתטיים, רק מעטים יכולים לעשות פוטוסינתזה. שבלולי הים גונבים את הגנים שמאפשרים לאצות לפוטוסינתזה בזמן שהם אוכלים אותם ומעבירים את תאי האצות לצאצאיהם. לסלמנדרות מנוקדות יש קשר דומה עם אצות, אם כי כחולייתנים, זה במיוחד מיוחד מכיוון שלרוב היצורים עם קוצים יש מערכות חיסוניות שנוטות להרוג גופים זרים כמו אַצוֹת. יש מדענים שמתארים כי צרעות מזרחיות עשויות לשאוב אנרגיה מאור השמש, אם כי נראה שזה לא מתאים לפוטוסינתזה. חוקרים אחרים משערים כי פוטוסינתזה לעיתים רחוקות התפתחה בבעלי חיים מכמה סיבות: חשיפה לחום ולאור אולטרה סגול עלולה להיות מסוכנת; הצורך בשטחי שטח גדולים מתנגש עם אסטרטגיות הישרדות אחרות בבעלי חיים; וישנן בעיות בריאותיות הקשורות לדיאטות עשירות בסוכר.