PHOTOAUTOTROPHS: EGENSKABER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De photoautotrophs eller fototrofe organismer er afhængige lys som energikilde og gøre det organiske molekyler fra uorganiske molekyler. Denne proces er kendt som fotosyntese, og generelt repræsenterer disse væsener basen i fødekæden.

Den vigtigste energikilde i livet er sollys, der falder på jordoverfladen. Lysenergi indfanges under fotosyntesen. Under denne proces absorberes energi af klorofyll og andre pigmenter og omdannes derefter til kemisk energi.

Planter er fotoautotrofiske organismer (billede fra Free-Photos på www.pixabay.com)

Photoautotrophs bruger normalt lysets energi til at omdanne CO2 og vand til sukker, som er grundlaget for tusinder af organiske molekyler. Disse sukkerarter er i stand til at blive assimileret af de fleste levende organismer, ikke kun fotoautotrofer.

Ordet "fotoautotroph" stammer fra tre ord hentet fra latin med forskellige betydninger. Ordet foto, der betyder "lys", ordet auto, som betyder "eget" og ordet trophos, som betyder "ernæring.

Udtrykket "fotoautotrof" omfatter mange forskellige grupper af levende ting, herunder nogle arter af bakterier og protozoer, alle planter, alger og lav. Der er desuden en unik dyreart, der kombinerer fotoautotrofiske og heterotrofiske egenskaber.

Karakteristika ved fotoautotrofer

En obligatorisk egenskab ved fotoautotrofiske organismer er tilstedeværelsen af ​​lysfølsomme pigmenter. Et lysfølsomt pigment er et molekyle, der er i stand til at opfatte og absorbere lysenergi i form af fotoner.

Fototrofer har evnen til at absorbere og konvertere lysenergi (fra lys) til kemisk energi. Denne energi lagres i organiske molekyler gennem den metabolske proces med fotosyntesen.

De fleste af de fotoautotrofiske og fotosyntetiske væsener har chlorophyllmolekyler, da dette er det vigtigste pigment, der er ansvarlig for udførelsen af ​​de indledende trin i fotosyntesen. På grund af tilstedeværelsen af ​​klorofyl er næsten alle fotoautotrofier grønne farver.

Fotoautotrofi findes i encellede organismer såsom cyanobakterier og nogle protozoer eller i makroskopiske multicellulære organismer såsom alger, lav og planter.

Fotoautotrofiske organismer er spredt i næsten alle økosystemer, og deres størrelse er meget variabel, da de kan være så små som en Euglena eller så store som en gigantisk sequoia.

Med undtagelse af Antarktis dækker planter næsten hele jordoverfladen og er de vigtigste repræsentanter for fotoautotrofiske organismer. Inden for planter er der en rig række former, unikt og perfekt tilpasset alle klimaer og jordbaserede økosystemer.

Eksempler på fotoautotrofiske organismer

Der er en stor mangfoldighed af fotoautotrofiske levende enheder, da det er en tilpasning, der gav organismerne, der erhvervede den evnen til at overleve i enhver tilstand og økosystem, så længe de er i nærværelse af lys.

- Cyanobakterier

Cyanobacteria (Kilde: Patrioter6 på en.wikibooks via Wikimedia Commons)

Cyanobakterier eller oxyphotobacteria hører til det prokaryote domæne. De er encellede organismer, de har chloroplaster, og derfor er de i stand til fotosyntesen. De indre membraner af disse arter besidder thylakoidlignende “fotosyntetiserende lameller” i planternes kloroplast.

Alle cyanobakterier har chlorophyll A og biliproteiske pigmenter såsom phycobilins eller phycocyanins. Kombinationen af ​​disse pigmenter inde i cellerne i cyanobakterier giver dem deres karakteristiske blågrønne farve.

Disse organismer er spredt over hele biosfæren og er typiske for søer, damme, våd jord og forfaldende vådt organisk stof. De er generalister, da deres fotoautotrofi tillader dem at undlade nogle for specifikke forhold, hvor de kun behøver sollys.

- Protozoer

Fotografi af en Volvox-art (Kilde: craigpemberton via Wikimedia Commons)

Inden for de fotoautotrofiske prototoser er euglena. Alle disse organismer er mikroskopiske, flagellerede og klassificeres inden for Mastigophora-gruppen.

Ved mange lejligheder er euglenidae blevet klassificeret som encellede alger. Nylige studier har imidlertid vist, at de ud over at fodre gennem fotosyntesen også kan drage fordel af nogle stoffer i miljøet gennem pinocytose.

Euglenidae er fritlivende, lever i ferskvand (få arter er saltvand) og er for det meste ensomme. De har en lang række former og kan være langstrakte, sfæriske, ægformede eller lansetformede.

Da de er fotosyntetiske, har de positiv fototaktisme (de er følsomme over for lysstimuli), og de har en udvidelse ved bunden af ​​deres forreste flagellum, der fungerer som en fotoreseptor for lysenergi.

Euglenidae er også fotoautotrogos (Kilde: David J. Patterson via Wikimedia Commons)

De har som fotosyntetiske pigmenter chlorophyll A og B, phycobiliner, ß-carotener og neoxanthin og diadinoxanthine xanthophylls. I mange tilfælde imødekommer euglenidae ikke alle deres ernæringsmæssige behov gennem fotosyntesen, så de skal indtage vitamin B1 og B12 fra miljøet.

- Lav

Lav defineres af den symbiotiske forbindelse mellem alger og svampe; derfor er de begge heterotrofiske (gennem svampen) og fotoautotrofiske (gennem algen) organismer.

Forbindelsen mellem de to typer organismer er fordelagtig for begge, da algen kan drage fordel af det underlag, som svampen leverer til at vokse; mens svampen kan fodre med det sukker, der produceres af algerne gennem fotosyntesen.

Lav svarer ikke til en taksonomisk gruppe, men klassificeres typisk i henhold til typen af ​​symbiont-svamp. Alle svampe, der udgør lavarter, hører til Ascomycota phylum inden for Fungi-rige.

- Unicellulære alger, planter og makroskopiske alger

Unicellulære alger er måske de mest rigelige fotoautotrofiske organismer i akvatiske økosystemer; mens planter er de mest rigelige makroorganismer i terrestriske økosystemer.

Både alger og planter har brug for tilstedeværelse af vand og kuldioxid for at udføre fotosyntesen og for at kunne understøtte deres ernæringsmæssige behov.

Enscellulære alger

Hvis du tager lidt vand fra en hvilken som helst vandpyt, sø, lagune, flod, hav eller enhver anden vandmasse og observerer det under et mikroskop, finder du millioner af små flagellate livsformer i grøn farve, hvoraf de fleste helt sikkert er unicellulære alger..

Næsten alle encellede alger har en eller flere flageller og er generelt fritlevende, selvom der er nogle arter, der lever i kolonier. De fleste af disse alger er fotoautotrofiske organismer, men der er tilfælde af heterotrofiske alger.

De betragtes som en af ​​de største producenter af ilt på planeten, og nogle forfattere mener, at de er de primære primære producenter i verdenshavene, da de er i bunden af ​​fødekæden.

Planter

Planter er sædvanlige terrestriske organismer, der er kendetegnet ved en krop, der er opdelt i to dele: en antenne og en terrestrisk. Den jordiske del består af roden, mens luftdelen består af stammen, som igen er opdelt i stilken, blade og blomster.

De har utroligt mange forskellige former, og de producerer deres egen mad gennem fotosyntesen, ligesom alle andre fotoautotrofer.

Imidlertid er planter de levende væsener, der har specialiseret sig mest i brugen af ​​lysenergi, da de har millioner af celler i deres blade, specielt arrangeret til kontinuerligt fotosyntetisering i løbet af dagen.

Makroskopiske alger

Makroskopiske alger er repræsentanter for planter i vandige medier. Disse lever for det meste nedsænket i vandmiljøer og koloniserer ethvert sted, hvor der er tilstedeværelse af et passende underlag, der kan klamres fast.

Fotografi af en makroalge (Kilde: W. carter via Wikimedia Commons)

Algene i gruppen af ​​glaukofytter er den gruppe af alger, der betragtes som mest relateret til jordplanter. Nogle forfattere klassificerer dog alger sammen med protozoer.

- Dyr

Havsluggen Elysia chlorotica, almindeligvis kendt som ”østlig smaragd”, kan drage fordel af de kloroplaster, den spiser gennem sin diæt rig på fotoautotrofe organismer, da den lever på suget af saft fra tang.

Processen med at drage fordel af chloroplaster fra din mad er kendt som kleptoplasty. Takket være dette fænomen kan sneglen overleve ved at producere fotoassimilater på steder, hvor der er sollys, uden at spise mad i lang tid.

Referencer

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Strasburger plantevidenskaber: inkl. Prokaryoter og svampe (bind. 1). Berlin, Tyskland: Springer.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Virvelløse dyr (nr. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Price, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME, & Bhattacharya, D. (2018). Aktiv vært-respons på algsymbionioner i søsluggen Elysia chlorotica. Molekylærbiologi og evolution, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., & Richmond, A. (1996). En flad skrå modulær fotobioreaktor til udendørs massedyrkning af fotoautotrofer. Bioteknologi og bioingeniørarbejde, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Forskning i botaniske haver. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., & Miyake, C. (2019). Sammenligningsanalyse af strategier til fremstilling af elektronvaske i akvatiske fotoautotrofer. Fotosynteseforskning, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley og Kleins mikrobiologi. McGraw-Hill videregående uddannelse.