Pierwsze i nowoczesne organizmy fotosyntezujące

Niektóre organizmy są w stanie uchwycić energię światła słonecznego i wykorzystać go do produkcji związków organicznych. Proces ten znany jako fotosynteza jest potrzebna do utrzymania życia, ponieważ zapewnia energię zarówno dla producentów, jak i konsumentów. Organizmy fotosyntetyczne, znane również jako fotoutotrofs, są organizmami zdolnymi do procesu fotosyntezy i obejmują wyższe rośliny, niektórzy protistry (algi i Eurlen), a także bakterie.

Gdy fotosynteza, energia lekka jest przekształcana w energię chemiczną, która jest przechowywana jako glukoza (cukier). Związki nieorganiczne (dwutlenek węgla, woda i światło słoneczne) stosuje się do wytwarzania glukozy, tlenu i wody. Organizmy fotosyntetycznych stosuje się węgiel w celu uzyskania cząsteczek organicznych (węglowodany, lipidy i białka), które są niezbędne do budowy masy biologicznej.

Tlen utworzony w postaci fotosyntezy produktów ubocznych, wykorzystywanych przez wiele organizmów, w tym roślin i zwierząt, do oddychania komórkowego. Większość organizmów polega na fotosyntezie, bezpośrednio lub pośrednio, dla składników odżywczych. Organizmy heterotroficzne, takie jak zwierzęta, większość bakterii i grzybów nie są w stanie fotosyntezy ani wytwarzać związków biologicznych z źródeł nieorganicznych. W ten sposób muszą spożywać organizmy fotoilowe i inne autotropki dla składników odżywczych.

Pierwsze organizmy fotosyntezowe

Niewiele wiemy o najwcześniejszych źródeł i organizmach fotosyntezy. Były wiele propozycji, gdzie i jak powstał ten proces, ale nie ma bezpośrednich dowodów, aby potwierdzić żadnego z możliwych początków. Istnieją imponujące dowody na to, że pierwsze organizmy fotosyntetyczne pojawiły się na Ziemi od około 3,2 do 3,5 miliarda lat temu w postaci Stromatolitów, struktur warstwowych podobnych do formularzy, które tworzą nowoczesne cyjanobakterie. Istnieje również izotopowy dowód fiksacji węgla węgla około 3,7-3,8 mld lat temu, chociaż nie ma nic, co wskazało, że te organizmy były fotosyntezy. Wszystkie te oświadczenia o wczesnej fotosyntezie są bardzo sprzeczne i spowodowały wiele sporów w społeczności naukowej.

Chociaż uważa się, że życie po raz pierwszy pojawił się na Ziemi około 3,5 miliarda lat temu, prawdopodobnie wczesne organizmy nie miały metabolizacji tlenu. Zamiast tego polegały na minerałach rozpuszczonych w gorącej wodzie wokół wulkanicznego erox. Możliwe, że cyjanobakterie zaczęli produkować tlen jako produkt uboczny fotosyntezy. Gdy stężenie tlenu wzrasta w atmosferze, zaczął trucić wiele innych form wczesnego życia. Doprowadziło to do ewolucji nowych organizmów, które mogłyby używać tlenu w procesie znanym jako oddychanie.

Nowoczesne organizmy fotosyntezowe

Do głównych organizmów, które poddawane recyklingowi energię słońca w związkach organicznych obejmują:

• Rośliny;
• Algi (Diatomy glonów, fitoplankton, zielone algi);
• Evglen;
• Bakterie - cyjanobakteria i anoksygenowe bakterie fotosyntetyczne.

Fotosynteza w roślinach

Fotosynteza roślin występuje w specjalistycznych organiach komórek roślinnych, zwanych chloroplastami. Chloroplasty występują w liściach roślin i zawierają pigment chlorofilu. Ten zielony pigment pochłania energię oświetleniową wymaganą do procesu fotosyntezy. Chloroplasty zawierają wewnętrzny system membrany składający się z struktur o nazwie ThylaCoids, które służą w miejscach w zakresie transformacji energii światła do energii chemicznej. Dwutlenek węgla zamienia się w węglowodany w procesie znanym jako mocowanie węgla lub cykl Calvin. Węglowodany mogą być przechowywane jako skrobia używana podczas oddychania lub do produkcji celulozy. Tlen, który powstaje w procesie, jest uwalniany do atmosfery przez pory w liściach roślin, zwany pyłem.

Rośliny i cykl składników odżywczych

Rośliny odgrywają ważną rolę w cyklu składników odżywczych, w szczególności, węgla i tlenu. Rośliny wodne i naziemne (rośliny kwitnące, mchaty i paprocie) pomagają regulować węgiel w atmosferze, usuwając dwutlenek węgla z powietrza. Rośliny są również ważne dla wytwarzania tlenu, który jest uwalniany do powietrza jako cennego produktu ubocznego fotosyntezy.

Algi i fotosynteza

Algi są organizmami eukariotycznymi, które mają charakterystykę obu roślin i zwierząt. Podobnie jak zwierzęta, algi mogą karmić materiałem organicznym w ich środowisku. Niektóre glony zawierają również organelle i struktury znalezione w komórkach zwierzęcych, takich jak flagella i centrioli. Podobnie jak rośliny, algi zawierają organelle fotosyntetyczne, zwane chloroplastami. Chloroplasty zawierają chlorofil - zielony pigment, który pochłania energię światła do fotosyntezy. Algi mają również inne pigmenty fotosyntetyczne, takie jak karotenoidy i ficobilines.

Algi mogą być jednokomórkowe lub istnieją w dużych organizmach wielokomórkowych. Żyją w różnych siedliskach, w tym solonych i świeżych mediach wodnych, mokra gleba lub rasa. Algi fotosyntetyczny, znany jako fitoplankton, znajdują się zarówno w morzu, jak iw słodkowodnym medium. Sea Phitoplankton składa się z diatomów i dinoflagellami. Fitoplankton fitoplanktonu obejmuje zielone algi i cyjanobakterie. Phitoplankton unosi się w pobliżu powierzchni wody, aby uzyskać najlepszy dostęp do światła słonecznego, który jest niezbędny do fotosyntezy. Algi fotosyntetyczny są niezbędne dla globalnego cyklu substancji, takich jak węgiel i tlen. Wchłaniają dwutlenek węgla z atmosfery i generują więcej niż połowa tlenu na poziomie planetarnym.

Evglen

Evglen - arkusze jednokomórkowe, które zostały sklasyfikowane według typu Evglen (Euglenophyta) z algami ze względu na jego zdolność do fotosyntezy. Obecnie naukowcy uważają, że nie są glonami, ale nabyli swoje umiejętności fotosyntetyczne poprzez stosunki endosimbiotyczne z zielonymi algami. W ten sposób Evglen został umieszczony w typologii Evglenosa (Euglenozoa).

Bakterie fotosyntetyczne:

Cyjanobakteria

Cyanobakteria to bakterie photostyntetyczne tlen. Zbierają energię słoneczną, absorbując dwutlenek węgla i wydalać tlen. Jako rośliny i algi, cyjanobakterie zawierają chlorofil i konwertować dwutlenek węgla w glukozie przez mocowanie węgla. W przeciwieństwie do roślin eukariotycznych i glonów, cyjanobakterii są organizmami prokariotycznymi. Brakuje im otaczonej membrany jądra, chloroplastych i innych organelli znajdujących się w komórkach roślinnych i algowych. Zamiast tego Cyanobakterie mają podwójną zewnętrzną błonę komórkową i składaną wewnętrzną membrany thylacoid, które są używane w fotosyntezie. Cyanobakteria jest również zdolny do mocowania azotu, proces konwersji azotu atmosferycznego w amoniaku, azotynowi i azotanowi. Substancje te są wchłaniane przez rośliny do syntezy związków biologicznych.

Cyanobakterie znajdują się w różnych biomach naziemnych i środowiskach wodnych. Niektóre z nich są uważane za ekstremumiecie, ponieważ żyją w niezwykle trudnych warunkach, takich jak gorące źródła i zbiorniki przerzeźnowa. Cyanobakteria istnieją również jako Fitoplankton i może żyć w innych organizmach takich jak grzyby (porosty), najprostsze i rośliny. Zawierają pigmenty fikerytru i fikotynę, która jest odpowiedzialna za kolor niebiesko-zielony. Bakterie te są czasami błędnie nazywane niebiesko-zielonymi algami, chociaż nie należą do nich.

Bakterie anoksygenowe

Atoksygneniczne bakterie fotosyntetyczne to fotoleotrofs (syntezy żywności za pomocą światła słonecznego), które nie produkują tlenu. W przeciwieństwie do cyanobakterii, roślin i glonów, bakterie te nie używają wody jako dawcy elektronów w obwodzie transportu elektronowego w produkcji ATP. Zamiast tego stosują wodór, siarkowodór lub siarkę jako głównych dawców elektronów. Bakterie anoksygenowe różnią się również od cyjanobakterii, ponieważ nie mają chlorofilu do absorbowania światła. Zawierają bakteriochlorofil, który jest zdolny do absorbowania krótszych fal światła niż chlorofil. W ten sposób bakterie z bakteriohlorofilami są zwykle występują w strefach głębokich wody, w których mogą przenikać krótsze długości fal światła.

Przykłady anoksygennych bakterii fotosyntetycznych obejmują fioletowe i zielone bakterie. Purpurowe komórki bakteryjne są różnymi formami (sferyczny, pręt, spirala) i mogą być ruchome lub nie ruchome. Purpurowe bakterie siarki są zwykle występujące w środowiskach wodnych i źródłach siarkowych, w których występuje siarczowodór i nie ma tlenu. Fioletowe bakterie norcelacyjne stosują stężenia niższej siarczku niż bakterie Magenta Sulfur. Zielone komórki bakteryjne zwykle mają kształt kulisty lub prętowy, a głównie nie ruchomy. Zielone bakterie siarki stosują siarczkę lub siarkę do fotosyntezy i nie mogą żyć z tlenem. Kwitną w wodoodpornych mediach wodnych, a czasami tworzą zielonkawo lub brązowy kolor w ich siedliskach.