אילו אורגניזמים מבצעים פוטוסינתזה?

רוב היצורים על כדור הארץ, אם לא כולם, מסתמכים על פוטוסינתזה בצורה כזו או אחרת. זה מייחס חשיבות יתרה לאורגניזמים הפוטוסינתטיים העיקריים, צמחים, אצות וחיידקים מיוחדים, אך בני המשפחה Animalia גם הסתגלו לשימוש בתהליך. מינים אלה, הנקראים אוטוטרופים, קולטים מים, פחמן דו חמצני ואת האור מהשמש ומשתמשים בהם ליצירת סוכר פשוט לשימושם. התהליך משחרר סוכר, חמצן ומים.

מינים כמו צמחים, האוטוטרופים המפורסמים ביותר, יוצרים את התרכובות הנחוצות לנשימה תאית, תהליך מבוצע על ידי הטרוטרופים, כמו בני אדם, אשר נושמים פנימה את החמצן המשחרר על ידי הצמחים ומצידם נושפים פחמן דוּ תַחמוֹצֶת. בני אדם ובעלי חיים רבים אחרים אוכלים גם צמחים ואצות לספיגת הסוכר שהם יוצרים. הקשר הזה בין הטרוטרופים לאוטוטרופים מניע את החיים על כדור הארץ.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

צמחים, אצות, חיידקים ואפילו כמה בעלי חיים פוטוסינתזה. תהליך חיוני לחיים, הפוטוסינתזה משתמשת בפחמן דו חמצני, במים ובאור שמש, וממיר אותו לסוכר, מים וחמצן.

פוטוסינתזה בצמחים מתרחשת באברונים מיוחדים הנקראים כלורופלסטים. הממוקמים בתאי צמח ספציפיים כגון תאי עלים, כלורופלסטים מופיעים ברוב המינים המשתמשים בפוטוסינתזה חמצן, אשר - כשמו כן הוא - משחרר חמצן. אורגניזמים אחרים, כמו בני אדם, אוכלים צמחים למזונות. יערות הגשם, המארחים מגוון מדהים של חיי צמחים, מייצרים 20 אחוז מהחמצן של כדור הארץ.

כמו צמחים, גם במיני אצות יש כלורופלסט. אצות הן אורגניזמים חד תאיים שיש להם גופים זעירים, שאת חלקם לא ניתן לראות ללא סיוע של מיקרוסקופ. עם זאת, ניתן לראות מהחלל פריחת אצות, אוספים גדולים של אצות בודדות. אוספים מקרוסקופיים של אצות יכולים לגדול עד 165 מטר ולעתים קרובות ניתן למצוא אותם ב"יערות "גדולים. פיטופלנקטון, א קטגוריה רחבה של אורגניזמים פוטוסינתזים מיקרוסקופיים (בעיקר אצות), יוצרים כ -70 אחוזים מכדור הארץ חַמצָן.

התיאוריה האנדוסימביוטית גורסת כי כלורופלסטים המצויים באצות ובצמחים עשויים להיות מקורם בציאנובקטריה חמצנית, סיווג נוסף של מינים פוטוסינתטיים. לפני כ -1.5 מיליון שנה, אורגניזמים חופשיים אלה עברו לתאי צמח, שם השניים החלו בשותפות מועילה הדדית. בעוד שחלק מהחיידקים משתמשים בפחמן דו חמצני ומשחררים חמצן, אחרים כמו חיידקי גופרית ירוקים וסגולים משתמשים בגופרית בתהליך הפוטוסינתטי.

יש מדענים שמתארים כי בעלי חיים אינם פוטוסינתזים מכיוון שהתהליך דורש כמויות גדולות של שטח פנים, מה שהופך את המין לקל יותר לציד ולאכילה. אחרים טוענים שזה עניין של תזונה או שחשיפה רבה יותר לשמש עלולה להגביר את הסיכון של אורגניזם להתחמם יתר על המידה. עם זאת, כמה מיני בעלי חיים כן עושים בו שימוש. לדוגמא, חלק משבלולי הים גונבים את המידע הגנטי מאצות המרכיבות את תזונתן, ומאפשרים להם ליצור מזון משלהם כאוטוטרופים.