Prvé a moderné fotosyntesingové organizmy

Niektoré organizmy sú schopné zachytiť energiu slnečného žiarenia a použiť ho na výrobu organických zlúčenín. Tento proces známy ako fotosyntéza je potrebný na udržanie života, pretože poskytuje energiu pre výrobcov aj spotrebiteľov. Photosyntetické organizmy, tiež známe ako fotoAutotrophy, sú organizmy schopné fotosyntézy proces, a zahŕňajú vyššie rastliny, niektoré protistické (riasy a EURLEN), ako aj baktérie.

Keď sa fotosyntéza, svetelná energia prevedie na chemickú energiu, ktorá je uložená ako glukóza (cukor). Anorganické zlúčeniny (oxid uhličitý, voda a slnečné svetlo) sa používajú na produkciu glukózy, kyslíka a vody. Photosyntetické organizmy sa používajú uhlík na získanie organických molekúl (sacharidy, lipidy a proteíny), ktoré sú potrebné na budovanie biologickej hmoty.

Kyslík vytvorený vo forme fotosyntézy vedľajšieho produktu, ktorý používa mnohé organizmy, vrátane rastlín a zvierat, pre bunkové dýchanie. Väčšina organizmov sa spolieha na fotosyntézu, priamo alebo nepriamo, pre živiny. Heterotrofické organizmy, ako sú zvieratá, väčšina baktérií a húb nie sú schopné fotosyntézy alebo produkujúce biologické zlúčeniny z anorganických zdrojov. Musia teda konzumovať fotoyntétové organizmy a iné autotropy pre živiny.

Prvé fotosyntevné organizmy

Vieme veľmi málo o najstarších zdrojoch a organizmoch fotosyntézy. Tam boli početné návrhy, kde a ako tento proces vznikol, ale neexistujú priame dôkazy na potvrdenie žiadneho z možných pôvodov. Existujú impozantné dôkazy o tom, že prvé fotosyntetické organizmy sa objavili na Zemi z približne 3,2 až 3,5 miliardy rokoch vo forme stromatolitov, vrstvené štruktúry podobné formy, ktoré tvoria niektoré moderné kyanobaktérie. Existuje aj izotopový dôkaz upevňovania uhlíka približne 3,7-3,8 miliardy rokoch, hoci nič nenaznačilo, že tieto organizmy boli fotosyntéza. Všetky tieto vyhlásenia o skorom fotosyntéze sú veľmi protichodné a spôsobili mnoho sporov vo vedeckej komunite.

Aj keď sa predpokladá, že život prvýkrát sa objavil na Zemi asi 3,5 miliardy rokoch, pravdepodobne skoré organizmy neboli metabolizovaný kyslík. Namiesto toho sa spoliehali na minerály rozpustené v horúcej vode okolo sopečného eroxu. Je možné, že Cyanobaktéria začala produkovať kyslík ako vedľajší produkt fotosyntézy. Ako sa koncentrácia kyslíka zvyšuje v atmosfére, začal otráviť mnoho ďalších foriem včasného života. To viedlo k vývoju nových organizmov, ktoré by mohli použiť kyslík v procese známej ako dýchanie.

Moderné fotosyntethising organizmy

K hlavným organizmom, ktoré recyklovali energia Slnka v organických zlúčeninách, zahŕňajú:

• Rastliny;
• Riasy (diatómy rias, fytoplanktón, zelené riasy);
• Evglen;
• Baktérie - kyanobaktérie a anoxygénne fotosyntetické baktérie.

Fotosyntéza v rastlinách

Fotosyntéza rastlín sa vyskytuje v špecializovaných organodiach rastlinných buniek, nazývaných chloroplasty. Chloroplasty sa nachádzajú v listoch rastlín a obsahujú pigment chlorofyl. Tento zelený pigment absorbuje osvetľovaciu energiu potrebnú pre proces fotosyntézy. Chloroplasty obsahujú vnútorný membránový systém pozostávajúci zo štruktúr nazývaných tyylakoidy, ktoré slúžia ako na miestach transformácie svetelnej energie do chemickej energie. Oxid uhličitý sa zmení na sacharidy v procese známej ako fixácii uhlíka alebo cyklistického cyklu. Sacharidy môžu byť skladované ako škrob, ktorý sa používa počas dýchania alebo na výrobu celulózy. Kyslík, ktorý je vytvorený v tomto procese, sa uvoľňuje do atmosféry cez póry v listoch rastlín, nazývaných prach.

Rastliny a cyklus živín

Rastliny hrajú dôležitú úlohu v cykle živín, najmä uhlíka a kyslíka. Vodné a pozemné rastliny (kvitnúce rastliny, machy a paprade) pomáhajú regulovať uhlík v atmosfére, odstránenie oxidu uhličitého zo vzduchu. Rastliny sú tiež dôležité pre výrobu kyslíka, ktorý sa uvoľňuje do vzduchu ako cenný vedľajší produkt fotosyntézy.

Riasy a fotosyntéza

Riasy sú eukaryotické organizmy, ktoré majú charakteristiky rastlín a zvierat. Rovnako ako zvieratá, riasy sa môžu živiť organickým materiálom v ich prostredí. Niektoré riasy tiež obsahujú organely a štruktúry nachádzajúce sa v živočíšnych bunkách, ako je napríklad bičík a centrioli. Rovnako ako rastliny, riasy obsahujú fotosyntetické organely, nazývané chloroplasty. Chloroplasty obsahujú chlorofyl - zelený pigment, ktorý absorbuje svetelnú energiu pre fotosyntézu. Riasy majú aj iné fotosyntetické pigmenty, ako sú karotenoidy a ficobilines.

Riasy môžu byť jednobunkové alebo existujú vo veľkých mnohobunkových organizmoch. Žijú v rôznych biotopoch, vrátane solených a čerstvých vodných médií, mokrej pôdy alebo plemena. Fotosyntetické riasy, známe ako Phytoplankton, sa nachádzajú v mori, ako aj v sladkovodnom médiu. Sea PhytopLankton sa skladá z diatómov a dinoflageluje. Sladkovodný fytoplanktón zahŕňa zelené riasy a kyanobaktérie. Fytoplanktón pláva v blízkosti povrchu vody, aby ste získali najlepší prístup k slnečnému žiareniu, ktoré je potrebné pre fotosyntézu. Fotosyntetické riasy sú životne dôležité pre globálny cyklus látok, ako je uhlík a kyslík. Absorbujú oxid uhličitý z atmosféry a vytvárajú viac ako polovicu kyslíka na planétovej úrovni.

Englen

Evglen - jednobunkové listy, ktoré boli klasifikované podľa typu Evglen (EUGLENOPHYTA) s riasmi kvôli jeho schopnosti fotosyntézy. V súčasnosti vedci veria, že nie sú riasy, ale získali svoje fotosyntetické schopnosti prostredníctvom endosymbiotických vzťahov so zelenými riasami. Evglen sa teda umiestnil do typológie Evglenosa (EUGLENZOA).

Fotosyntetické baktérie:

Kyanobaktéria

Cyanobaktérie je kyslík fotosyntetické baktérie. Zbierajú slnečnú energiu, absorbujú oxid uhličitý a vylučujú kyslík. Ako rastliny a riasy, kyanobaktérie obsahujú chlorofyl a konvertujú oxid uhličitý v glukóze cez fixáciu uhlíka. Na rozdiel od eukaryotických rastlín a rias sú kyanobaktérie prokaryotické organizmy. Množia obklopenú membránu jadra, chloroplasty a iné organely nájdené v rastlinách a bunkách rias. Namiesto toho majú kyanobaktérie dvojitej vonkajšej bunkovej membrány a zložené vnútorné typyloakidné membrány, ktoré sa používajú v fotosyntéze. Cyanobaktérie je tiež schopný upevnenie dusíka, spôsob konverzie atmosférického dusíka v amoniaku, dusitate a nitráte. Tieto látky sa absorbujú rastlinami na syntézu biologických zlúčenín.

Cyanobaktérie sa nachádzajú v rôznych pozemných biomes a vodných prostrediach. Niektoré z nich sú považované za extrocity, pretože žijú v mimoriadne drsných podmienkach, ako sú horúce pramene a hyperweed nádrže. Cyanobaktérie tiež existujú ako fytoplanktón a môže žiť v iných organizmoch, ako sú huby (lišajníky), najjednoduchšie a rastliny. Obsahujú ficherytrinové pigmenty a fikotín, ktorý je zodpovedný za ich modrú farbu. Tieto baktérie sú niekedy mylne nazývané modro zelené riasy, aj keď im nepatria.

ANYGENYGENICKÉ BAKTERIA

Anoxygénne fotosyntetické baktérie sú fotoautotrophy (syntetizovať potraviny pomocou slnečného svetla), ktoré nevytvárajú kyslík. Na rozdiel od kyanobaktérií, rastlín a rias, tieto baktérie nepoužívajú vodu ako donor elektrónov v okruhu prepravy elektrónov pri výrobe ATP. Namiesto toho používajú vodík, sírovodík alebo síru ako hlavné darčeky elektrónov. Anoxygénne baktérie sa tiež líšia od kyanobaktérií v tom, že nemajú chlorofyl, aby absorbovali svetlo. Obsahujú bakteriochlorofll, ktorý je schopný absorbovať kratšie vlny svetla ako chlorofyl. Baktérie s bakteriohlorofylom sa teda zvyčajne nachádzajú v zónach hlbokých vodných pásiem, kde kratšie vlnové dĺžky svetla môžu preniknúť.

Príklady anoxygénnych fotosyntetických baktérií zahŕňajú fialové a zelené baktérie. Fialové bakteriálne bunky sú rôzne formy (sférické, tyče, špirála) a môžu byť pohyblivé alebo nie hnuteľné. Fialové aulfurové baktérie sa zvyčajne nachádzajú vo vodných médiách a sírových zdrojoch, kde je prítomný sírovodík a nie je prítomný žiadny kyslík. Fialové normálne baktérie používajú nižšie koncentrácie sulfidu ako purpurové baktérie síry. Zelené bakteriálne bunky majú zvyčajne sférický alebo tyčový tvar, a väčšinou nie sú pohyblivé. Zelené baktérie síry používajú sulfid alebo síru pre fotosyntézu a nemôžem žiť s kyslíkom. Prekvitajú vo vodných vodných médiách a niekedy tvoria zelenku alebo hnedú farbu v ich biotopoch.