PHOTOAUTOTROPHS: EGENSKAPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De photoautotrophs eller fototrofe organismer er avhengig av lys som en energikilde, og gjøre det organiske molekyler fra uorganiske molekyler. Denne prosessen er kjent som fotosyntese, og generelt representerer disse vesener basen i næringskjeden.

Den viktigste energikilden for livet er sollys som faller på jordoverflaten. Lysenergi fanges opp under fotosyntesen. Under denne prosessen blir energi absorbert av klorofyll og andre pigmenter, og blir deretter omdannet til kjemisk energi.

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

Photoautotrophs bruker vanligvis lysets energi på å konvertere CO2 og vann til sukker, som er grunnlaget for tusenvis av organiske molekyler. Disse sukkerartene er i stand til å bli assimilert av de fleste levende organismer, ikke bare fotoautotrofer.

Ordet "fotoautotroph" stammer fra tre ord hentet fra latin som har forskjellige betydninger. Ordet foto, som betyr "lett", ordet bil, som betyr "eget" og ordet trophos, som betyr "ernæring."

Begrepet "fotoautotrof" omfatter mange forskjellige grupper av levende ting, inkludert noen arter av bakterier og protozoer, alle planter, alger og lav. I tillegg er det en unik dyreart som kombinerer fotoautotrofiske og heterotrofe egenskaper.

Kjennetegn på fotoautotrofer

Et obligatorisk kjennetegn ved fotoautotrofe organismer er tilstedeværelsen av lysfølsomme pigmenter. Et lysfølsomt pigment er et molekyl som er i stand til å oppfatte og absorbere lysenergi i form av fotoner.

Fototrofer har muligheten til å absorbere og konvertere lysenergi (fra lys) til kjemisk energi. Denne energien lagres i organiske molekyler gjennom den metabolske prosessen med fotosyntesen.

De fleste av de fotoautotrofe og fotosyntetiske vesener har klorofyllmolekyler, siden dette er det viktigste pigmentet som har ansvaret for å utføre de første trinnene i fotosyntesen. På grunn av tilstedeværelsen av klorofyll er nesten alle fotoautotrofer grønne i fargen.

Fotoautotrofi finnes i encellede organismer som cyanobakterier og noen protozoer, eller i makroskopiske flercellede organismer som alger, lav og planter.

Fotoautotrofiske organismer er spredt i praktisk talt alle økosystemer, og deres størrelse er svært varierende, da de kan være så små som en Euglena eller så store som en gigantisk sequoia.

Med unntak av Antarktis dekker planter nesten hele jordoverflaten og er de viktigste representantene for fotoautotrofiske organismer. Innen planter er det et rikt utvalg av former, unikt og perfekt tilpasset alle klimaer og landlige økosystemer.

Eksempler på fotoautotrofiske organismer

Det er et stort mangfold av fotoautotrofiske levende enheter, siden det er en tilpasning som ga organismer som skaffet den muligheten til å overleve i enhver tilstand og økosystem, så lenge de er i nærvær av lys.

- Cyanobacteria

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

Cyanobacteria eller oxyphotobacteria tilhører det prokaryote domene. De er encellede organismer, de har kloroplaster og derfor er de i stand til fotosyntese. De indre membranene av disse artene har thylakoidlignende “fotosyntetiserende lameller” i kloroplastene til planter.

Alle cyanobakterier har klorofyll A og biliproteiske pigmenter som phycobilins eller phococyanins. Kombinasjonen av disse pigmentene inne i cellene i cyanobakterier gir dem deres karakteristiske blågrønne farge.

Disse organismene er spredt over hele biosfæren og er typiske for innsjøer, dammer, våt jordsmonn og råtnende våt organisk materiale. De er generalister, siden deres fotoautotrofi lar dem avkrefte noen for spesifikke forhold, og trenger bare sollys.

- Protozoer

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

Innenfor de fotoautotrofiske protozoer er euglena. Alle disse organismer er mikroskopiske, flagellerte og er klassifisert i Mastigophora-gruppen.

Ved mange anledninger er euglenidae blitt klassifisert som encellede alger. Nyere studier har imidlertid vist at de, i tillegg til fôring gjennom fotosyntesen, kan dra nytte av noen stoffer i miljøet gjennom pinocytose.

Euglenidae er frittlevende, lever i ferskvann (få arter er saltvann) og er stort sett ensomme. De har et stort utvalg av former, og kan være langstrakte, sfæriske, eggformede eller lansete.

Siden de er fotosyntetiske, har de positiv fototaktisisme (de er følsomme for lysstimuli), og de har en forstørrelse ved foten av deres fremre flagellum som fungerer som en fotoreseptor for lysenergi.

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

De har som fotosyntetiske pigmenter klorofyll A og B, phycobilins, ß-karotener og neoxanthin og diadinoxanthin xantofylltype. I mange tilfeller oppfyller euglenidae ikke alle ernæringsbehovene deres gjennom fotosyntesen, så de må innta vitamin B1 og B12 fra miljøet.

- Lichens

Lav er definert av den symbiotiske forbindelsen mellom alger og sopp; derfor er de begge heterotrofiske (gjennom soppen) og fotoautotrofiske (gjennom algen) organismer.

Forbindelsen mellom de to typer organismer er fordelaktig for begge, siden algen kan dra nytte av underlaget som soppen gir for å vokse; mens soppen kan livnære seg i sukkerene som produseres av algene gjennom fotosyntesen.

Lav tilsvarer ikke en taksonomisk gruppe, men klassifiseres typisk i henhold til typen symbiont-sopp. Alle soppene som utgjør lavene tilhører Ascomycota phylum, innen Fungi-riket.

- Cellulære alger, planter og makroskopiske alger

Enscellulære alger er kanskje de mest tallrike fotoautotrofiske organismer i vannlevende økosystemer; mens planter er de mest forekommende makroorganismer i terrestriske økosystemer.

Både alger og planter trenger tilstedeværelse av vann og karbondioksid for å kunne utføre fotosyntese og for å kunne oppfylle deres ernæringsmessige behov.

Enscellulære alger

Hvis du tar litt vann fra en hvilken som helst søle, lagune, elv, hav eller annen vannmasse og observerer det under et mikroskop, vil du finne millioner av bittesmå flagellate livsformer i grønn farge, de fleste av dem er sikkert enscellede alger. .

Nesten alle encellede alger har en eller flere flageller og er generelt frittlevende, selv om det er noen arter som lever i kolonier. De fleste av disse algene er fotoautotrofiske organismer, men det er tilfeller av heterotrofe alger.

De regnes som en av hovedprodusentene av oksygen på planeten, og noen forfattere vurderer at de er de viktigste primærprodusentene i verdenshavene, siden de er i bunnen av næringskjeden.

planter

Planter er seteraktige terrestriske organismer som er preget av en kropp som er delt inn i to deler: en antenne og en terrestrisk. Den jordlige delen består av roten, mens luftpartiet består av stilken, som igjen er delt inn i stilken, blader og blomster.

De har utrolig mange forskjellige former, og de produserer sin egen mat gjennom fotosyntesen, akkurat som alle andre fotoautotrofer.

Imidlertid er planter de levende vesener som har spesialisert seg mest på bruk av lysenergi, siden de har millioner av celler i bladene, spesielt beregnet på å kontinuerlig fotosynteser i løpet av dagen.

Makroskopiske alger

Makroskopiske alger er representanter for planter i vandige medier. Disse lever for det meste nedsenket i vannmiljøer, og koloniserer hvor som helst der det er tilstedeværelse av et passende underlag å feste seg til.

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

Algene i gruppen av glaukofytter er den gruppen alger som regnes som mest relatert til landplanter. Noen forfattere klassifiserer imidlertid alger sammen med protosoer.

- Dyr

Havsluggen Elysia chlorotica, ofte kjent som "østlige smaragd", kan dra nytte av kloroplastene den bruker gjennom dietten sin som er rik på fotoautotrofe organismer, siden den lever på sug av sap fra tang.

Prosessen med å dra nytte av kloroplastene fra maten din er kjent som kleptoplastikk. Takket være dette fenomenet kan sneglen overleve ved å produsere fotoassimilater på steder der det er sollys, uten å spise mat på lenge.

referanser

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Strasburger plantevitenskap: inkludert prokaryoter og sopp (Vol. 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 vertsrespons på algsymbolter i havsluggen Elysia chlorotica. Molekylærbiologi og evolusjon, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., & Richmond, A. (1996). En flat skrå modulær fotobioreaktor for massedyrking av fotoautotrofer utendørs. Bioteknologi og bioingeniør, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Forskning i botaniske hager. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., & Miyake, C. (2019). Sammenlignende analyse av strategier for å klargjøre elektronvasker i akvatiske fotoautotrofer. Fotosynteseforskning, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley og Kleins mikrobiologi. McGraw-Hill høyere utdanning.