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.процессы (например, в форме крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы используют либо 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
2S
2О
3, как у некоторых пурпурных серных бактерий , или H
2S , 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 [ править ]
Первоначально использовавшийся в другом значении, термин получил свое нынешнее определение после Lwoff и соавторов (1946). [1] [2]
Фотоавтотроф [ править ]
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 . [3] Такие организмы получают энергию для синтеза пищи от света и способны использовать углекислый газ в качестве основного источника углерода. [цитата необходима ]
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, используя свет, окисляют химические вещества, такие как сероводород, а не воду. [ необходима цитата ]
Экология [ править ]
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 . [ необходима цитата ]
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 [4] эндосимбиотической цианобактерии. [5] 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 анаэробов.бактерии, возможно, дали бактериям адаптивное преимущество, которое могло бы позволить цианобактериям более эффективно заселяться. [ необходима цитата ]
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. [ необходима цитата ]
Фотогетеротроф [ править ]
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. [6]
Схема [ править ]
- Автотроф
- Хемоавтотроф
- Фотоавтотроф
- Ретиналофототроф
- Гетеротроф
- Хемогетеротроф
- Фотогетеротроф
См. Также [ править ]
- Основные группы питания
- Прототроф
Ссылки [ править ]
- ^ Lwoff А., CB ван Ниль, PJ Райан и Е.Л. Татум (1946). Номенклатура типов питания микроорганизмов. Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии (5-е изд.), Vol. XI, Биологическая лаборатория, Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, стр. 302–303, [1] .
- ^ Шнайдер, С. К. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. Aufl., Herausgeg. фон К. Линсбауэр. Лейпциг: Энгельманн, [2] .
- ^ Хайн, Роберт (2005). Факты о Файловом словаре биологии . Издание информационной базы. п. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4.
- ^ Хилл, Малкольм С. «Границы производственных возможностей в фототрофе: гетеротрофные симбиозы: компромиссы в выделении фиксированных углеродных пулов и проблемы, которые эти альтернативы представляют для понимания приобретения внутриклеточных сред обитания». Границы микробиологии 5 (2014): 357. PMC . Интернет. 11 марта 2016.
- ^ 3. Джонсон, Льюис, Морган, Рафф, Робертс и Уолтер. «Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты». Молекулярная биология клетки, шестое издание Альберта. 6-е изд. Нью-Йорк: Garland Science, Taylor & Francis Group, 2015. 774+. Распечатать.
- ^ Кэмпбелл, Нил А .; Рис, Джейн Б.; Урри, Лиза А .; Каин, Майкл Л .; Вассерман, Стивен А .; Минорский, Петр V .; Джексон, Роберт Б. (2008). Биология (8-е изд.). п. 564. ISBN 978-0-8053-6844-4.
