Organizmi, ki uporabljajo fotosintezo

Nekateri organizmi so sposobni zajeti energijo iz sončne svetlobe in jo izkoristiti za proizvodnjo organskih spojin. Ta postopek, znan kot fotosinteza, je bistvenega pomena za življenje, saj zagotavlja energijo za oba proizvajalci in potrošniki. Fotosintetski organizmi, znani tudi kot fotoavtrotrofi, so organizmi, ki so sposobni fotosinteze. Nekateri od teh organizmov vključujejo višje rastline, nekateri protetiki (alge in euglena) in bakterije.

V fotosinteza, svetlobna energija se pretvori v kemično energijo, ki se shrani v obliki glukoze (sladkorja). Anorganske spojine (ogljikov dioksid, voda in sončna svetloba) se uporabljajo za proizvodnjo glukoze, kisika in vode. Fotosintetski organizmi uporabljajo ogljik za ustvarjanje organskih molekul (ogljikovi hidrati, lipidov, in beljakovine) in graditi biološko maso. Kisik, ki nastane kot dvoproizvod fotosinteze, uporabljajo številni organizmi, tudi rastline in živali, za celično dihanje. Večina organizmov se za neposredno prehrano zanaša na fotosintezo, neposredno ali posredno. Heterotrofni (

Fotosinteza v rastline se pojavlja v specializiranih organele klical kloroplasti. Kloroplasti najdemo v rastlini listi in vsebujejo pigment klorofil. Ta zeleni pigment absorbira svetlobo, potrebno za fotosintezo. Kloroplasti vsebujejo sistem notranjih membran, sestavljen iz struktur, imenovanih tilakoidi, ki služijo kot mesta pretvorbe svetlobne energije v kemično energijo. Ogljikov dioksid se v procesu, ki ga poznamo kot fiksacija ogljika ali cikel Calvin, pretvori v ogljikove hidrate. The ogljikovi hidrati so lahko shranjeni v obliki škroba, uporabljeni med dihanjem ali uporabljeni pri proizvodnji celuloze. Kisik, ki nastaja v tem procesu, se sprošča v ozračje skozi pore v listih rastlin, znanih kot stomati.

Rastline igrajo pomembno vlogo v cikel hranil, zlasti ogljik in kisik. Vodne rastline in kopenske rastline (cvetoče rastline, mahovi in ​​praproti) pomagajo uravnavati atmosferski ogljik z odstranjevanjem ogljikovega dioksida iz zraka. Rastline so pomembne tudi za proizvodnjo kisika, ki se v dragocenost sprošča v zrak stranski produkt fotosinteze.

Alge so evkariontski organizmi, ki imajo lastnosti obeh rastline in živali. Tako kot živali se tudi alge lahko v svojem okolju hranijo z organskimi snovmi. Nekatere alge vsebujejo tudi organele in strukture, ki jih najdemo v živalskih celicah, kot so flagele in centriole. Tako kot rastline tudi alge vsebujejo fotosintetske organele, imenovane kloroplasti. Kloroplasti vsebujejo klorofil, zeleni pigment, ki absorbira svetlobo za fotosintezo. Alge vsebujejo tudi druge fotosintetske pigmente, kot so karotenoidi in fikobilini.

Alge so lahko enocelične ali pa obstajajo kot velike večcelične vrste. Živijo v različnih habitatih, vključno s soljo in sladko vodo vodna okolja, vlažna tla ali na vlažnih skalah. Fotosintetske alge, znane kot fitoplankton, najdemo tako v morskem kot v sladkovodnem okolju. Večina morskega fitoplanktona je sestavljena iz diatomi in dinoflagelati. Večino sladkovodnih fitoplanktonov sestavljajo zelene alge in cianobakterije. Fitoplankton plava v bližini površine vode, da bi imel boljši dostop do sončne svetlobe, potrebne za fotosintezo. Fotosintetske alge so bistvenega pomena za svetovni svet cikel hranil kot so ogljik in kisik. Iz ozračja odstranjujejo ogljikov dioksid in ustvarijo več kot polovico svetovne oskrbe s kisikom.

Euglena so enocelični protetiki v rodu Euglena. Ti organizmi so bili uvrščeni v tipizacijo Euglenophyta z algami zaradi njihove fotosintetske sposobnosti. Znanstveniki zdaj verjamejo, da niso alge, vendar so svoje fotosintetske sposobnosti pridobili z endosimbiotičnim odnosom z zelenimi algami. Kot tak, Euglena so bili dani v tipičnost Euglenozoa.

Cianobakterije so kisikove fotosintezebakterije. Pridobivajo sončno energijo, absorbirajo ogljikov dioksid in oddajajo kisik. Tako kot rastline in alge tudi cianobakterije vsebujejo klorofil in ogljikov dioksid pretvori v sladkor s pomočjo ogljikove fiksacije. Za razliko od evkariontskih rastlin in alg so cianobakterije prokariotski organizmi. Manjka jim vezana membrana jedro, kloroplasti, in druge organele Najdeno v rastline in alge. Namesto tega imajo cianobakterije dvojno zunanjo celična membrana in zložene notranje tilakoidne membrane, ki se uporabljajo v fotosinteza. Cianobakterije so sposobne tudi fiksacije dušika, procesa, s katerim se atmosferski dušik pretvori v amoniak, nitrit in nitrat. Te snovi rastline absorbirajo, da sintetirajo biološke spojine.

Cianobakterije najdemo v različnih kopenski biomi in vodna okolja. Nekateri veljajo ekstremofili saj živijo v izjemno ostrih okoljih, kot so vroči tiski in hipersalinski zalivi. Cianobakterije Gloeocapsa lahko celo preživijo težke razmere v vesolju. Cianobakterije obstajajo tudi kot fitoplankton in lahko živijo znotraj drugih organizmov, kot so glive (lišaji), protestnikiin rastline. Cianobakterije vsebujejo pigmente fikoetrinin in fikocijanin, ki so odgovorni za njihovo modro-zeleno barvo. Te bakterije zaradi svojega videza včasih imenujemo modrozelene alge, čeprav sploh niso alge.

Anoksigeni fotosintetiki bakterije so fotoavtrotrofi (sintetiziramo hrano s sončno svetlobo), ki ne proizvajajo kisika. Za razliko od cianobakterij, rastlin in alg te bakterije ne uporabljajo vode kot darovalca elektronov elektronska transportna veriga med proizvodnjo ATP. Namesto tega uporabljajo vodik, vodikov sulfid ali žveplo kot darovalce elektronov. Anoksigene fotosintetske bakterije se od cianobacerije razlikujejo tudi po tem, da nimajo klorofila, ki bi absorbiral svetlobo. Vsebujejo bakterioklorofil, ki lahko absorbira svetlobo krajših valovnih dolžin kot klorofil. Bakterije z bakterioklorofilom najdemo v globokih vodnih conah, kjer lahko prodrejo krajše valovne dolžine svetlobe.

Primeri anoksigenih fotosintetskih bakterij vključujejo vijolične bakterije in zelene bakterije. Vijolične bakterijske celice prihajajo v a raznolikost oblik (sferične, palice, spiralno) in te celice so lahko gibljive ali nemotilne. Vijolične žveplove bakterije običajno najdemo v vodnih okoljih in žveplovih vrelcih, kjer je vodikov sulfid in kisik odsoten. Vijolične bakterije brez žvepla uporabljajo nižje koncentracije sulfida kot vijolične žveplove bakterije in žveplo odlagajo zunaj svojih celic, namesto znotraj svojih celic. Zelene bakterijske celice so navadno kroglaste ali paličaste oblike, celice pa so predvsem nemobilne. Zelene žveplove bakterije uporabljajo sulfid ali žveplo za fotosintezo in ob prisotnosti kisika ne morejo preživeti. Zunanje celice odlagajo žveplo. Zelene bakterije uspevajo v vodnih habitatih, bogatih s sulfidi in včasih tvorijo zelenkasto ali rjavo cvetovo.