すべての生物は、細胞内の代謝、合成、生殖の機械に電力を供給するためにエネルギーを生成する方法を必要とします。 最終的に、すべての生物は分子を使用します ATP(アデノシン三リン酸) この目的のために。
同様に、分子からエネルギーを引き出すには、栄養素と呼ばれるそれらの分子は、見つけやすく、分解しやすいものでなければなりません。 ブドウ糖は、地球上のほとんどの生命にこの説明に適合します。 一部の生物は、食べたものを消化することでブドウ糖を摂取します。 他の人はそれを作るか、他の炭水化物を作らなければなりません。
圧力が極端で栄養素が不足している海面のはるか下では、特定の生物群集は単に生き残るだけでなく繁栄することができます。 偶然ではなく、実際、彼らは周りに集まっている間にそうします 水熱ベント、多くの種が耐えられない極端な熱と化学物質を放出する海底の開口部(ミニチュア火山など)。 これら 化学合成生物 彼らがどのように食物を作るかという点で、好奇心と進化の勝利の両方を表しています。
生物が食物を得る方法
生物は次のように分類できます 原核生物, 膜結合細胞小器官を欠き、無性生殖する細胞、または 真核生物、その細胞は核に囲まれたDNAを持ち、細胞質内に多数の膜結合細胞小器官を特徴としています。 それらの膜結合オルガネラの中にはミトコンドリアがあり、植物では葉緑体があります。
ミトコンドリアは、すべての真核生物が好気的にグルコースを二酸化炭素、水、エネルギーに分解することを可能にします。 葉緑体は、植物が二酸化炭素を摂取できないため、二酸化炭素からブドウ糖を作ることができます。
化学合成は、二酸化炭素からの炭素と他の薬剤からのエネルギーの導出であり、以下に説明します。 したがって、化学合成は光合成と密接に関連しています。 実際、化学合成生物と光合成生物が一緒になって、 独立栄養生物、または摂取するのではなく、自分の食べ物を作る生物のクラス。 ご覧のとおり、これらは原核生物または真核生物のいずれかです。
独立栄養生物とは何ですか?
独立栄養生物 炭素源とエネルギー源が存在する限り、独自の食物を生産または合成できる生物です。 この最小限の炭素源は通常、次の形をしています。 二酸化炭素(CO2)、地球上のほぼすべての場所にある分子。
人間や他の動物はそれを廃棄物として排泄します。 植物や他の独立栄養生物はそれを燃料として使用し、自然界で最も壮大で決定的な生物化学的循環の1つを維持しています。
植物は最もよく知られているタイプの独立栄養生物ですが、他のさまざまなものが地球の生物圏に点在しており、多くの場合、人間の目から遠く離れています。 藻類、植物プランクトン、および特定の細菌は独立栄養生物です。 特に、海の奥深くで生き残ることができるバクテリアは、それらの化学合成代謝のために特に興味深いものです。
化学合成:定義
化学合成 は、特定の化学反応の微生物媒介を介してエネルギーが得られるプロセスです。 化学合成のエネルギー源は、太陽光やその他の光から得られるエネルギーではなく、化学反応(無機物質の酸化)から解放されるエネルギーです。
炭素源はCOのままです2、および酸素(Oとして2)無機分子を操作するには存在する必要がありますが、その無機分子は水素ガス(H2)、硫化水素(H2S)またはアンモニア(NH3)、問題の環境に応じて。 細胞の使用のために形成される炭水化物は、次のような形になります(CH2O)N、これは定義上すべての炭水化物に当てはまるためです。
1つの化学合成方程式は、硫化水素が水と硫黄に酸化されるときの二酸化炭素の炭水化物への変換を示しています。
CO2+ O2 + 4 H2S→CH2O + 4 S + 3 H2O
化学合成細菌と生活例
一部の生物は、海底の通気孔の近くで生き残ることができます。これは、これらが約5〜100°C(41〜212°F)の温度で水を放出するためです。 これは正確に暖かくて歓迎的ではありませんが、適切な酵素装置があれば、一貫性がなく、時には激しい熱がまったく熱がないよりはましです。
これらのいわゆる「バクテリア」 熱水噴出孔コミュニティ 実際に 古細菌、細菌に密接に関連する原核生物(および以前は古細菌と呼ばれていました)。 一例は Methanopyrus kandleri、非常に塩辛くて非常に暖かい環境に非常に簡単に耐えます。 この種は水素ガスからエネルギーを得て、メタン(CH4).