Kemosynteesifaasit, organismit, erot fotosynteesin kanssa

Se kemosynteesi Se on tiettyjen autotrofisten organismien ominainen biologinen prosessi, jotka hyödyntävät kemiallista energiaa epäorgaanisten aineiden muuntamiseksi orgaaniseksi aineeksi. Se eroaa fotosynteesistä, jossa jälkimmäinen käyttää auringonvalon energiaa.

Kemosynteesiä kykenevät organismit ovat yleensä prokaryooteja, kuten bakteereja ja muita mikro -organismeja, kuten kaaria, jotka poimii energiaa reaktioista, joihin liittyy hyvin pienten yhdisteiden hapettuminen.

Valokuvaus: Riftia Pachypla, kemosynteettinen organismi (lähde: Noa Okitos Explorer -ohjelma, Rift Expedition 2011 [julkinen alue] Wikimedia Commonsin kautta)

Yleisimmät esimerkit kemiallisista bakteereista ovat nitrifioivat bakteerit, jotka hapettavat ammoniumin tuottamaan typpidioksidia, samoin kuin rikkibakteereja, jotka kykenevät hapettamaan rikkihappoa, rikkiä ja muita rikkiyhdisteitä.

[TOC]

Konseptin alkuperä

Mikrobiologi Sergei Winogradsky, vuonna 1890, oli ensimmäinen tutkija, joka puhui kemiallisten prosessien mahdollisesta olemassaolosta, koska hän oletti, että fotosynteesin tulisi olla samanlainen prosessi, joka käytti energialähdettä, joka on erilainen kuin auringonvalossa auringonvaloon.

Pfeffer kuitenkin keksi vuonna 1897 termi "kemosynteesi" vuonna 1897. Winogradskyn teoriat todistettiin vuonna 1977 ”Alvin” sukellusveneen tekemän retkikunnan aikana kohti valtameren syviä vesiä, Galapagos -saarten ympärillä.

Tässä retkikunnassa sukellusveneessä olevat tutkijat löysivät bakteeriekosysteemejä, jotka säilyttävät epäorgaanisen aineen ja muiden symbioosissa joidenkin selkärangattomien merieläinten kanssa.

Tällä hetkellä erilaisia ​​kemosynteettisiä ekosysteemejä tunnetaan maailmanlaajuisesti, erityisesti meri- ja meriympäristöihin ja vähemmässä määrin maanpäällisillä ekosysteemeillä. Näissä ympäristöissä kemosynteettiset mikro -organismit edustavat orgaanisen aineen tärkeitä primaarisia tuottajia.

Vaihe

Kemosynteesi esiintyy melkein aina keskipitkällä aerobisten ja anaerobisten ympäristöjen rajapinnalla, joissa anaerobisen hajoamisen ja suurten happimäärien lopputuotteet ovat keskittyneet.

Kuten fotosynteesi, kemosynteesillä on hyvin määriteltyjä vaiheita: oksidatiivinen ja biosynteettinen. Ensimmäinen käyttää epäorgaanisia yhdisteitä ja toisen orgaanisen aineen aikana tapahtuu.

Hapettumisvaihe

Tämän ensimmäisen vaiheen aikana ja harkittujen organismien tyypistä riippuen erityyppiset vähentyneet epäorgaaniset yhdisteet, kuten ammoniakki, rikki ja sen johdannaiset, rauta, jotkut typen johdannaiset, vety jne.

Tässä vaiheessa näiden yhdisteiden hapettuminen vapauttaa ADP -fosforylaation hyödyntämää energiaa, joka muodostaa ATP: n, joka on yksi elävien olennoiden tärkeimmistä energiavaluutista ja lisäksi vähentäen tehoa syntyy NADH -molekyylien muodossa.

Se voi palvella sinua: Jaliscon kasvisto ja eläimistö: edustavat lajit

Kemosynteettisen prosessin erityispiirteet liittyy siihen, minkä osan tuotetun ATP: n osaa käytetään elektroniketjun käänteisen kuljetuksen kuljettamiseen, jotta NADH: n muodossa on enemmän pelkistäviä aineita.

Yhteenvetona voidaan todeta.

Biosynteesivaihe

Orgaanisen aineen (hiilihapotettujen yhdisteiden) biosynteesi tapahtuu ATP: n korkean energian sidosten sisältämän energian käytön ansiosta ja NADH -molekyyleissä varastoidun vähentävän tehon ansiosta.

Tämä kemosynteesin toinen vaihe on "homologinen", johon se tapahtuu fotosynteesin aikana, koska hiiliatomien kiinnitys on annettu orgaanisissa molekyyleissä.

Samalla hiilidioksidi (CO2) kiinnitetään orgaanisten hiilien muodossa, kun taas ATP: stä tulee ADP ja epäorgaaninen fosfaatti.

Kemosynteettiset organismit

On olemassa erityyppisiä kemosynteettisiä mikro -organismeja, jotka ovat joitain lääkäreitä ja toisia velvollisia. Tämä tarkoittaa, että jotkut riippuvat yksinomaan kemosynteesistä energian ja orgaanisen aineen saamiseksi, ja toiset tekevät sen, jos ympäristöolosuhteet ovat ne.

Kemosynteettiset mikro -organismit eivät ole kovin erilaisia ​​kuin muista mikro -organismeista, koska ne saavat myös energiaa elektronien kuljetusprosesseista, joissa mukana on molekyylejä, kuten flavinas, quinonat ja sytokromit.

Tästä energiasta he kykenevät syntetisoimaan solukomponentit sisäisesti syntetisoiduista sokereista hiilidioksidin pelkistävän assimilaation ansiosta.

Jotkut kirjoittajat katsovat, että kemosynteettiset organismit voidaan jakaa kemio-organoautotrofeihin ja kemio-litoautotrofeihin, sen tyypin mukaan, josta ne uuttaa energiaa, joka voi olla orgaaninen tai epäorgaaninen, vastaavasti.

Prokaryootien osalta suurin osa kemosynteettisistä organismeista on gram -negatiivisia bakteereja, yleensä genrejä Pseudomonas ja muut liittyvät. Näiden joukossa ovat:

- Bakteerit.

- Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan rikki- ja rikkiyhdisteitä (Bakteeririkki-A.

- Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan vety (Vetybakteerit-A.

- Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan rautaa (Rautabakteerit-A.

Kemosynteettiset mikro -organismit käyttävät eräänlaista energiaa, joka menetetään biosfäärijärjestelmässä. Nämä muodostavat suuren osan monien ekosysteemien biologisesta monimuotoisuudesta ja väestötiheydestä, joissa orgaanisen aineen käyttöönotto on hyvin rajallinen.

Voi palvella sinua: Sisäinen erityinen kilpailu: Ominaisuudet, tyypit ja esimerkit

Sen luokittelu liittyy yhdisteisiin, jotka kykenevät käyttämään elektronien luovuttajia.

Bakteerit

Winogradsky löysi heidät vuonna 1890, ja jotkut tähän mennessä kuvattuista genreistä muodostavat aggregaatit, joita ympäröivät sama kalvo. Ne ovat yleensä eristettyjä maanpäällisistä ympäristöistä.

Nitrifikaatio merkitsee ammoniumhapetusta (NH4) nitriiteille (NO2-) ja nitriteille (NO2-) nitraateille (NO3-). Kaksi tähän prosessiin osallistuvia bakteeriryhmiä, jotka usein esiintyvät samassa elinympäristössä, molemmat tyyppiset yhdisteet käyttävät hiililähteenä hiilidioksidia.

Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan rikki- ja rikkiyhdisteitä

Nämä ovat bakteereja, jotka kykenevät hapettamaan epäorgaanisia rikkiyhdisteitä ja rikkivaraston solun sisälle tietyissä osastoissa. Tässä ryhmässä jotkut valinnaisten ja pakollisten bakteerien eri tyylilajit ja ei -turhamaiset bakteerit luokitellaan.

Nämä organismit kykenevät käyttämään rikkiyhdisteitä, jotka ovat erittäin myrkyllisiä useimmille organismeille.

Tämän tyyppisissä bakteereissa yleisimmin käyttämä yhdiste on H2S -kaasu (rikkihappo). He voivat kuitenkin käyttää myös perusrikkiä, tiosulfaatteja, poliitikkoja, metallisulfideja ja muita molekyylejä, kuten elektronin luovuttajia.

Jotkut näistä bakteereista ansaitsevat happojen pH: ta kasvaa, joten ne tunnetaan happofiilisinä bakteereina, kun taas toiset voivat tehdä sen neutraalissa pH: ssa, lähempänä "normaalisuutta".

Monet näistä bakteereista voivat muodostaa ”sänkyjä” tai biofilmejä erityyppisissä ympäristöissä, mutta etenkin kaivosteollisuuden viemäreissä, rikkivärissä ja valtamereisissä sedimenteissä.

Niitä kutsutaan yleensä värittömiin bakteereihin, koska ne eroavat muista vihreistä ja violetista bakteereista, jotka ovat fotoautotrofioita, joita heillä ei ole minkäänlaista pigmenttejä, sen lisäksi, että he eivät tarvitse auringonvaloa.

Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan vety

Tässä ryhmässä on bakteereja, jotka kykenevät kasvamaan mineraaliväliaineissa ilmakehillä, joissa on runsaasti vetyä ja happea ja joiden ainoa hiililähde on hiilidioksidi.

Tässä ovat gram -negatiivisia ja grampositiivisia bakteereja, jotka kykenevät kasvamaan heterotrofisissa olosuhteissa ja joilla voi olla erityyppisiä aineenvaihduntoja.

Vety kertyy orgaanisten molekyylien anaerobisesta repeämästä, joka saavutetaan eri fermentiivisillä bakteereilla. Tämä elementti on tärkeä kemosynteettisten bakteerien ja kaarien lähde.

Mikro -organismit, jotka kykenevät käyttämään sitä elektronin luovuttajana.

Se voi palvella sinua: Ranskan kasvisto ja eläimistö: Päälajit

Bakteerit, jotka kykenevät hapettamaan rautaa ja mangaania

Tämä bakteeriryhmä pystyy käyttämään mangaanin tai raudan hapettumisen tuotettua energiaa rautatilassa sen rautatilaan. Se sisältää myös bakteerit, jotka kykenevät kasvamaan tiosulfaattien, kuten epäorgaanisten vedyn luovuttajien, läsnä ollessa.

Ekologisesta näkökulmasta hapettelevat rauta- ja magnesiumbakteerit ovat tärkeitä ympäristön vieroitusten kannalta, koska liuenneiden myrkyllisten metallien pitoisuus vähenee.

Symbioottiset organismit

Vapaiden elämäbakteerien lisäksi on joitain selkärangattomia eläimiä, jotka asuvat epämiellyttävässä ympäristössä ja jotka liittyvät tietyntyyppisiin kemiallisiin bakteereihin selviytyäkseen.

Ensimmäisten symbienin löytäminen tapahtui jättiläisputkimatotutkimuksen jälkeen, Riftia pachypla, ruuansulatuskanavan puuttuminen ja saa elintärkeää energiaa bakteerien tekemistä reaktioista, joihin se liittyy.

Erot fotosynteesillä

Kemosynteettisten organismien erottuvin ominaisuus on, että ne yhdistävät kyvyn käyttää epäorgaanisia yhdisteitä energian ja pelkistimen tehon saamiseksi sekä hiilidioksidimolekyylien tehokkaasti kiinnittämiseen. Jotain, joka voi tapahtua täysin auringonvalon puuttuessa.

Fotosynteesin suorittavat kasvit, levät ja jonkinlaiset bakteerit ja alkueläimet. Käytä auringonvalon energiaa ajaaksesi hiilidioksidin ja veden (fotolyysi) muutosta happea ja hiilihydraatteja tuottamalla ATP: tä ja NADH: ta.

Kemosynteesi puolestaan ​​hyödyntää kemiallista energiaa, joka vapautuu oksidien vähentämisreaktioista hiilidioksidimolekyylien asettamiseen ja sokerien tuottamiseen ja veteen energian saamisen ansiosta ATP: n muodossa ja vähentämällä tehoa.

Kemosynteesissä, toisin kuin fotosynteesi, pigmenttejä ei ole mukana eikä happea tuoteta toissijaisena tuotteena.

Viitteet

1. Dubilier, n., Bergin, c., & Lott, c. (2008). Symbioottinen monimuotoisuus merieläimissä: kemosynteesin hyödyntämisen taide. Luontoarvostelut mikrobiologia, 6(10), 725-740.
2. Engel, a. S. (2012). Kemoautotrophy. Luolan tietosanakirja, (1997), 125-134.
3. ENGAGER, E., Ross, f., & Bailey, D. (2009). Biologian käsitteet (13. ed.-A. McGraw-Hill.
4. Kinne tai. (1975). Meriekologia. (JOMPIKUMPI. Kinne, Ed.-A, Laskenta. Viihdyttää. (2. painos., Osa. Ii). John Wiley & Sons. https: // doi.org/10.1145/973801.973803
5. Lue, h. (1962). IV. Sub -ajatukset kemosynteesin energiasta. Symposium autrofiasta.
6. Tahti, m., & Lovett, G. (2013). Perustuotanto: ekosysteemien perusta. Sisään Ekosysteemitieteen perusteet (PP. 27-51). Elsevier Inc.