สิ่งมีชีวิตทั้งหมดต้องการวิธีการผลิตพลังงานเพื่อให้พลังงานแก่กลไกการเผาผลาญอาหาร สังเคราะห์และการสืบพันธุ์ภายในเซลล์ของพวกมัน ในที่สุด สิ่งมีชีวิตทุกชนิดก็ใช้โมเลกุล เอทีพี (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต) เพื่อจุดประสงค์นี้.
ในทางกลับกัน เพื่อให้ได้พลังงานจากโมเลกุล โมเลกุลเหล่านั้น ที่เรียกว่าสารอาหาร จะต้องหาง่ายและย่อยสลายได้ง่าย กลูโคสเหมาะกับคำอธิบายนี้สำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลก สิ่งมีชีวิตบางชนิดได้รับกลูโคสจากการย่อยสิ่งที่พวกเขากิน คนอื่นต้องทำหรือทำคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ
ภายใต้พื้นผิวมหาสมุทรที่ซึ่งแรงกดดันรุนแรงและขาดแคลนสารอาหาร ชุมชนของสิ่งมีชีวิตบางกลุ่มไม่เพียงแต่สามารถอยู่รอดได้เท่านั้น แต่ยังเจริญเติบโตได้ด้วย แท้จริงแล้วไม่ใช่โดยบังเอิญ พวกมันทำในขณะที่รวมกลุ่มกัน ไฮโดรเทอร์มอลช่องระบายอากาศ, ช่องเปิดบนพื้นทะเลที่ปล่อยความร้อนสูงและสารเคมีที่หลายชนิดไม่สามารถทนได้ (เช่น ภูเขาไฟขนาดเล็ก) เหล่านี้ สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์เคมี แสดงถึงความอยากรู้อยากเห็นและชัยชนะของวิวัฒนาการในแง่ของวิธีการทำอาหาร
สิ่งมีชีวิตได้รับอาหารอย่างไร
สิ่งมีชีวิตสามารถจำแนกได้เป็น โปรคาริโอต, เซลล์ที่ไม่มีออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนและสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือ
ไมโทคอนเดรียยอมให้ยูคาริโอตทั้งหมดสลายกลูโคสโดยใช้ออกซิเจนไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน คลอโรพลาสต์ช่วยให้พืชสร้างกลูโคสจากคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากไม่สามารถกินเข้าไปได้
การสังเคราะห์ทางเคมีคือการได้มาของคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์บวกกับพลังงานจากสารอื่นๆ ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง การสังเคราะห์ทางเคมีจึงเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ในความเป็นจริง สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์เคมีและสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงประกอบขึ้นเป็น autotrophsหรือชั้นของสิ่งมีชีวิตที่ทำกินเองมากกว่ากินเข้าไป สิ่งเหล่านี้อาจเป็นโปรคาริโอตหรือยูคาริโอตก็ได้ อย่างที่คุณเห็น
ออโตโทรฟคืออะไร?
ออโตโทรฟ คือสิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตหรือสังเคราะห์อาหารของพวกมันเองได้ตราบเท่าที่มีแหล่งคาร์บอนและแหล่งพลังงานอยู่ แหล่งคาร์บอนที่น้อยที่สุดนี้มักจะอยู่ในรูปของ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)ซึ่งเป็นโมเลกุลที่แทบจะทุกที่บนและเหนือโลก
มนุษย์และสัตว์อื่นๆ ขับถ่ายเป็นขยะ พืชและออโตโทรฟอื่น ๆ ใช้มันเป็นเชื้อเพลิง รักษาวัฏจักรทางชีวเคมีที่ยิ่งใหญ่และชัดเจนที่สุดของธรรมชาติ
พืชเป็นประเภทออโตโทรฟที่คุ้นเคยที่สุด แต่มีพืชอื่นๆ อีกหลายชนิดที่กระจายอยู่ในชีวมณฑลทั่วโลก ซึ่งมักจะห่างไกลจากสายตามนุษย์ สาหร่าย แพลงก์ตอนพืช และแบคทีเรียบางชนิดเป็นออโตโทรฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบคทีเรียที่สามารถอยู่รอดได้ในทะเลลึกเป็นที่สนใจเป็นพิเศษเนื่องจากการเผาผลาญทางเคมีของพวกมัน
การสังเคราะห์ทางเคมี: คำจำกัดความ
การสังเคราะห์ทางเคมี เป็นกระบวนการที่พลังงานได้มาจากการไกล่เกลี่ยของจุลินทรีย์ในปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง แหล่งพลังงานสำหรับการสังเคราะห์ทางเคมีคือพลังงานที่ปลดปล่อยจากปฏิกิริยาเคมี (การออกซิเดชันของสารอนินทรีย์) มากกว่าพลังงานที่เก็บเกี่ยวจากแสงแดดหรือแสงอื่นๆ
แหล่งคาร์บอนยังคงเป็นCO2และออกซิเจน (เช่น O2) จะต้องมีอยู่เพื่อดำเนินการกับโมเลกุลอนินทรีย์ แต่โมเลกุลอนินทรีย์นั้นอาจเป็นก๊าซไฮโดรเจน2), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) หรือแอมโมเนีย (NH3) ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เป็นปัญหา ไม่ว่าคาร์โบไฮเดรตจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการใช้งานของเซลล์จะมีรูปแบบ (CH2อ)นู๋เนื่องจากสิ่งนี้เป็นจริงสำหรับคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดตามคำจำกัดความ
สมการการสังเคราะห์ทางเคมีหนึ่งแสดงการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์โบไฮเดรตเมื่อไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกออกซิไดซ์เป็นน้ำและกำมะถัน:
CO2+ โอ2 + 4 ชั่วโมง2S → CH2O + 4 S + 3 H2โอ
แบคทีเรียสังเคราะห์เคมีและตัวอย่างชีวิต
สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถอยู่รอดได้ในบริเวณใกล้เคียงกับช่องระบายอากาศใต้ท้องทะเล เพราะสิ่งเหล่านี้จะปล่อยน้ำออกมาโดยมีอุณหภูมิประมาณ 5 ถึง 100 °C (41 ถึง 212 °F) นี่ไม่ใช่ความอบอุ่นและเป็นมิตร แต่ความร้อนที่ไม่คงที่และบางครั้งรุนแรงก็ดีกว่าไม่มีความร้อนเลย หากคุณมีอุปกรณ์ที่ใช้เอนไซม์ที่เหมาะสม
"แบคทีเรีย" บางชนิดในสิ่งเหล่านี้เรียกว่า ชุมชนปล่องไฮโดรเทอร์มอล เป็นจริง อาร์เคีย, สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตที่เกี่ยวข้องกับแบคทีเรียอย่างใกล้ชิด (และเดิมเรียกว่าอาร์คีแบคทีเรีย) ตัวอย่างหนึ่งคือ Methanopyrus kandleriซึ่งทนต่อสภาพแวดล้อมที่เค็มจัดและอบอุ่นมากได้อย่างง่ายดายผิดปกติ สายพันธุ์นี้ได้รับพลังงานจากก๊าซไฮโดรเจนและปล่อยก๊าซมีเทน (CH .)4).