สปีชีส์สังเคราะห์แสงเป็นพื้นฐานสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกในหลาย ๆ ด้าน บางทีที่สะดุดตาที่สุดคือพวกมันเปลี่ยนน้ำ แสงแดด และคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจนสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในขณะที่ทำน้ำตาลสำหรับตัวเอง โลกสนับสนุนสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่มีเม็ดสีเขียวซึ่งเกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง บางชนิด เช่น พืช ขึ้นชื่อในเรื่องบทบาทในการให้อากาศและการยังชีพแก่ระบบนิเวศมากมาย บางชนิด เช่น สาหร่าย แบคทีเรียบางชนิด และแม้แต่สัตว์บางชนิด ก็มีความสามารถในการสร้างน้ำตาลของตัวเองและใช้เป็นพลังงานเคมี
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
สิ่งมีชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และแสงแดดให้เป็นออกซิเจนและน้ำตาล พืช สาหร่าย ไซยาโนแบคทีเรีย และแม้แต่สัตว์บางชนิดก็ทำการสังเคราะห์ด้วยแสง
แพลงก์ตอนพืช: จำเป็นสำหรับอากาศ
แพลงก์ตอนพืชมีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของโลก คล้ายกับพืชทั่วไป หมวดหมู่กว้างๆ นี้ ซึ่งรวมถึงพืชเซลล์เดียว แบคทีเรีย และสาหร่าย ใช้คลอโรฟิลล์ในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ แสงแดด และสารอาหารจากน้ำเป็นออกซิเจน พบทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้เป็นพื้นฐานของชีวิตในมหาสมุทร โดยให้ทุกอย่างตั้งแต่แพลงก์ตอนขนาดใหญ่ไปจนถึงวาฬขนาดมหึมาที่มีอาหาร คล้ายกับป่า แพลงก์ตอนพืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมหาศาล และนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้สร้างส่วนแบ่งของออกซิเจนบนโลกรวมกันเป็นสิงโต แพลงก์ตอนพืชมีสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงประเภทต่าง ๆ ที่ใหญ่ขึ้น แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันต่อสิ่งแวดล้อมอาจเป็นเรื่องที่ใหญ่ที่สุด
สาหร่าย: จากกล้องจุลทรรศน์ถึง Macroscopic to
โดยทั่วไปในแหล่งน้ำส่วนใหญ่ สาหร่ายมีขนาดแตกต่างกันอย่างมากตั้งแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กในแพลงก์ตอนไปจนถึงสาหร่ายเคลป์ที่สูง 200 ฟุตในมหาสมุทร เช่นเดียวกับพืช สาหร่ายสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างพลังงานเคมีที่พวกมันต้องการเพื่อความอยู่รอด อย่างไรก็ตาม สาหร่ายชนิดนี้แตกต่างจากพืชตรงที่พวกมันไม่มีใบ ราก และอวัยวะสืบพันธุ์ที่เหมาะสม สาหร่ายหลายชนิดมีสีที่แตกต่างกันของคลอโรพลาสต์ – เขียว น้ำเงิน-เขียว แดง และน้ำตาล
พืช: ให้อาหารโลก
กลุ่มสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่รู้จักกันดีที่สุด พืชทำหน้าที่เป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศของโลก สัตว์น้ำและสัตว์บกหลายชนิดใช้พันธุ์พืชเป็นอาหาร และสภาพแวดล้อมที่ใหญ่ประกอบด้วยพืช ให้ออกซิเจนแก่ชั้นบรรยากาศของโลก – ป่าฝนอเมซอนสร้างประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของโลก ออกซิเจน ใบหรือสารทดแทนใบประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นที่ตั้งของการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งก่อให้เกิดสีเขียว
ไซยาโนแบคทีเรีย: เครื่องสังเคราะห์แสงตัวแรก?
•••Mikhail Kotov / iStock / Getty Images
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและอาศัยน้ำ เป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดในโลก มีอายุเก่าแก่กว่า 3.5 ล้านปี นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าคลอโรพลาสต์ในเซลล์พืชวิวัฒนาการผ่านเอนโดซิมไบโอซิส ซึ่งเป็นกระบวนการที่เห็นไซยาโนแบคทีเรียเริ่มมีชีวิตอยู่ภายในเซลล์พืช ความร่วมมือครั้งนี้เกิดขึ้นในช่วง Proterozoic หรือ Cambrian เซลล์แบคทีเรียใช้เซลล์พืชเป็นบ้านและในทางกลับกันก็ผลิตอาหารสำหรับโฮสต์ แม้ว่าไซยาโนแบคทีเรียจะมีขนาดเล็ก แต่ไซยาโนแบคทีเรียจะสร้างอาณานิคมที่ใหญ่พอที่จะมองเห็นได้
สัตว์: หายากแต่ไม่เคยได้ยินมาก่อน
ในขณะที่สัตว์หลายชนิดกินสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง แต่มีเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ทากทะเลขโมยยีนที่ช่วยให้สาหร่ายสังเคราะห์แสงได้ในขณะที่พวกมันกินพวกมันและส่งต่อเซลล์ของสาหร่ายไปยังลูกหลานของพวกมัน ซาลาแมนเดอร์ที่เห็นมีความสัมพันธ์คล้าย ๆ กับสาหร่ายแม้ว่าจะเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังโดยเฉพาะ พิเศษเพราะสัตว์ที่มีหนามส่วนใหญ่มีระบบภูมิคุ้มกันที่มักจะฆ่าสิ่งแปลกปลอม เช่น สาหร่าย นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งทฤษฎีว่าแตนตะวันออกอาจดึงพลังงานจากแสงแดด แม้ว่าจะไม่ได้ดูเป็นการสังเคราะห์แสงที่เหมาะสมก็ตาม นักวิจัยคนอื่น ๆ ตั้งทฤษฎีว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงแทบไม่มีวิวัฒนาการในสัตว์ด้วยเหตุผลหลายประการ: การสัมผัสกับความร้อนและแสงอัลตราไวโอเลตอาจเป็นอันตรายได้ ความต้องการพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ขัดแย้งกับกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดอื่น ๆ ในสัตว์ และมีข้อกังวลเรื่องสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับอาหารที่มีน้ำตาลสูง