Фототроф - Phototroph

Земные и водные фототрофы: растения растут на упавшем бревне, плавающем в воде, богатой водорослями.

Фототрофы ( Gr : φῶς, φωτός = свет, τροϕή = питание) - это организмы, которые осуществляют захват фотонов для производства сложных органических соединений (таких как углеводы) и приобретения энергии. Они используют энергию от света проводить различные клеточные метаболические процессы. Распространенное заблуждение, что фототрофы обязательно фотосинтезируют . Многие, но не все, фототрофы часто фотосинтезируют: они анаболически превращают углекислый газ в органический материал, который используется структурно, функционально или в качестве источника для более поздних катаболических процессов (например, в форме крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы либо используют цепи переноса электронов, либо прямую протонную накачку, чтобы установить электрохимический градиент, который используется АТФ-синтазой , чтобы обеспечить валюту молекулярной энергии для клетки. Фототрофы могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами . Если их донорами электронов и водорода являются неорганические соединения (например, Na
2
S
2
О
3
, как у некоторых пурпурных серных бактерий , или H
2
S
, как у некоторых зеленых серных бактерий ) их также можно назвать литотрофами , поэтому некоторые фотоавтотрофы еще называют фотолитоавтотрофами. Примеры фототрофных организмов: Rhodobacter capsulatus , Chromatium , Chlorobium и т. Д.

История

Первоначально использовавшийся в другом значении, термин получил свое нынешнее определение после Lwoff и соавторов (1946).

Фотоавтотроф

Большинство известных фототрофов являются автотрофами , также известными как фотоавтотрофы , и могут фиксировать углерод . Они могут быть противопоставлены хемотрофами , которые получают энергию от окисления от доноров электронов в их среде. Фотоавтотрофы способны синтезировать собственную пищу из неорганических веществ, используя свет в качестве источника энергии. Зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии - фотоавтотрофы. Фотоавтотрофные организмы иногда называют голофитными . Такие организмы получают энергию для синтеза пищи из света и способны использовать углекислый газ в качестве основного источника углерода.

Кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для захвата световой энергии и окисляют воду, «расщепляя» ее на молекулярный кислород. Напротив, аноксигенные фотосинтезирующие бактерии имеют вещество, называемое бактериохлорофиллом, которое поглощает преимущественно неоптические длины волн, для захвата световой энергии, живут в водной среде и будут, используя свет, окислять химические вещества, такие как сероводород, а не воду.

Экология

В экологическом контексте фототрофы часто являются источником пищи для соседней гетеротрофной жизни. В наземной среде растения являются преобладающим разнообразием, в то время как водная среда включает ряд фототрофных организмов, таких как водоросли (например, водоросли ), другие простейшие (например, эвглена ), фитопланктон и бактерии (например, цианобактерии ). Глубина, на которую солнечный или искусственный свет может проникать в воду, так что может происходить фотосинтез, известна как фотическая зона .

Цианобактерии, которые представляют собой прокариотические организмы, осуществляющие кислородный фотосинтез, обитают во многих условиях окружающей среды, включая пресную воду, моря, почву и лишайник . Цианобактерии осуществляют фотосинтез, подобный растениям, потому что органеллы растений, которые осуществляют фотосинтез, происходят от эндосимбиотических цианобактерий. Эта бактерия может использовать воду в качестве источника электронов для проведения реакций восстановления CO 2 . Эволюционно способность цианобактерий выживать в кислородных условиях, которые считаются токсичными для большинства анаэробных бактерий, могла дать бактериям адаптивное преимущество, которое могло позволить цианобактериям более эффективно заселять их.

Photolithoautotroph является автотрофным организмом , который использует энергию света, а также неорганические доноры электронов (например, Н 2 О, Н 2 , Н 2 S) и СО 2 в качестве углеродного источника. Примеры включают растения.

Фотогетеротроф

В отличие от фотоавтотрофов, фотогетеротрофы - это организмы, энергия которых зависит исключительно от света, а для углерода - в основном от органических соединений. Фотогетеротрофы производят АТФ посредством фотофосфорилирования, но используют органические соединения, полученные из окружающей среды, для создания структур и других биомолекул.

Схема

Блок-схема для определения того, является ли вид автотрофом, гетеротрофом или подтипом

Смотрите также

Рекомендации