Які царства здатні фотосинтезувати?

Живі організми організовані в різні таксони, або групи, в системі, відомій як таксономія. Коли Карл Ліннеус вперше розпочав класифікацію рослин і тварин у середині 1700-х років, існувало два царства: plantae (рослини) та animalia (тварини).

З часом ці королівства кардинально змінилися, коли робляться нові відкриття та пропонуються нові класифікаційні системи. У 1990 році Карл Р. Вуз та його колеги висунули три доменні системи: бактерії, археї та еукарії (мається на увазі будь-який організм, що має ядро ​​в клітинах).

Через вісім років зоолог на ім'я Томас Кавалер-Сміт запропонував систему із шістьма царствами, де Королівство Бактерії (також відоме як Monera) мало два підрозділи Eubacteria (справжні бактерії) і Архебактерії.

У 2015 році Кавалер-Сміт та його колеги переглянули цю систему і включили її зараз сім царств: Бактерії, Археї, Протиста (протисти), Хроміста (водорості), Гриби, Plantae (несудинні та судинні рослини) та Анімалія (тварини).

Деякі організми здатні за допомогою фотосинтезу забирати енергію від сонця, вуглекислого газу та води і перетворювати її в хімічну енергію. Фотосинтез перетворює ці сполуки в кисень, який викидається в атмосферу, і органічні речовини, такі як цукор або вуглеводи. Однак із семи царств лише деякі включають фотосинтезуючі організми. Які королівства можуть фотосинтезувати?

Вперше протистське королівство запропонував німецький зоолог Ернст Геклель в 1866 році. Це було третє на той час царство, яке мало на меті створити місце для мікроорганізми. Протисти не зовсім тваринне чи рослинне життя, і їм не вистачає ядра, що робить їх прокаріотичними. Проте протести складають більше чверті світового фотосинтезу! Протисти можуть включати динофлагеляти, діатомові водорості та багатоклітинні водорості.

Фотосинтетичні протисти часто мають симбіотичні стосунки з іншими організмами, які їх оточують. Фотосинтетичні динофлагелати, що мешкають навколо коралових поліпів, фіксують неорганічний вуглець від сонячного світла, надаючи сусіднім коралам додаткову енергію та поживні речовини для створення карбонатного каркасу кальцію. Протисти є первинними виробниками, що означає, що вони знаходяться внизу харчового ланцюга і забезпечують продовольством багато водних видів.

Це царство включає всіх судинні та несудинні рослини, такі як мохи, папороті, хвойні та квіткові рослини. Практично всі рослини здатні фотосинтезувати, за винятком кількох паразитарних форм.

Рослинні клітини мають багато різних органел, які виконують функції, необхідні для виживання рослини. Одним із видів органел є хлоропласт. Лише приблизно 0,001 мм товщиною без хлоропластів рослини не змогли б фотосинтезувати.

Два пігменти, хлорофіл a і хлорофілу b, надають хлоропластам зелений колір, тому також листя рослин зелені. Хлоропласти є енергетичні електростанції які створюють і зберігають їжу за допомогою фотосинтезу.

Особи королівства Хроміста не тісно пов’язані з рослинами та іншими водоростями. Вони відрізняються від інших організмів тим, що мають хлорофіл c, на відміну від a або b, і не накопичуйте енергію в крохмалях. Деякі мікроскопічні діатомові водорості з кремнієвими скелетами та гігантськими кельпами в океанах підпадають під царство Хроміста. Більшість із них є фотосинтезуючими, і вони є найбільш важливими у водних екосистемах.

Ціанобактерії, також відомі як синьо-зелені водорості, також є фотосинтетичними організмами. Хоча вони нагадують водорості, які є протистами, їм не вистачає мембранного ядра, що робить їх прокаріоти, класифікованими в царстві Бактерії.

На відміну від рослин, які мають два типи пігментів хлорофілу, ціанобактерії мають лише хлорофіл aна додаток до інших, таких як синій пігмент фікобілін, який допомагає надати їм синьо-зелений колір, жовті каротиноїди, а іноді і червоний пігмент, фікоеритрин.

Ціанобактерії можна знайти в деяких найсуворіших середовищах на землі, наприклад, у гарячих джерелах, під замороженими озерами та під скелями в палючих пустелях. Більшість з них здатні рости лише там, де присутнє світло.

Як і бактерії, археям також не вистачає ядра та зв’язаних з мембраною органел. Існує лише один фотосинтетичний археон, Галобактерія, який фотосинтезується зовсім інакше, ніж рослини та бактерії. Замість того, щоб використовувати хлорофіл з великою кількістю білків, він використовує один білок (який називається бактеріородопсином) для поглинання світла за допомогою форми вітаміну А.