Први и модерни фотосинтезивни организми

Некои организми можат да ја фатат енергијата на сончевата светлина и да ја користат за производство на органски соединенија. Овој процес познат како фотосинтеза е потребен за одржување на животот, бидејќи обезбедува енергија за производителите и потрошувачите. Фотосинтетички организми, исто така познати како photoautthrophs, се организми способни за процесот на фотосинтеза, и вклучуваат повисоки растенија, некои протести (алги и Eurlen), како и бактерии.

Кога фотосинтезата, светлината е претворена во хемиска енергија, која се чува како гликоза (шеќер). Неоргански соединенија (јаглерод диоксид, вода и сончева светлина) се користат за производство на гликоза, кислород и вода. Фотосинтетички организми се користат јаглерод за да се добијат органски молекули (јаглени хидрати, липиди и протеини), кои се неопходни за градење на биолошка маса.

Кислород формиран во форма на фотосинтеза нус-производ, кој се користи од страна на многу организми, вклучувајќи растенија и животни, за клеточно дишење. Повеќето организми се потпираат на фотосинтеза, директно или индиректно, за хранливи материи. Херотрофските организми, како што се животните, повеќето бактерии и печурки не се способни за фотосинтеза или производство на биолошки соединенија од неоргански извори. Така, тие мора да консумираат фотонитни организми и други автопати за хранливи материи.

Првите фотосинтеризирани организми

Знаеме многу малку за најраните извори и организми на фотосинтеза. Имаше бројни предлози за тоа каде и како се појави овој процес, но не постојат директни докази за да се потврди било кое од можните потекло. Постојат импресивни докази дека првите фотосинтетички организми се појавија на Земјата од околу 3,2 до 3,5 милијарди години во форма на строматолити, слоевит структури слични на форми кои формираат некои модерни цијанобактерии. Исто така постои и изотопски доказ за јаглеродна фиксација на јаглерод околу 3,7-3,8 милијарди години, иако нема ништо што посочи дека овие организми биле фотосинтеза. Сите овие изјави за раните фотосинтеза се многу контрадикторни и предизвикаа многу спорови во научната заедница.

Иако се верува дека животот за прв пат се појави на Земјата пред околу 3,5 милијарди години, веројатно раните организми не метаболизираат кислород. Наместо тоа, тие се потпираа на минерали растворени во топла вода околу вулкански Ерокс. Можно е дека цијанобактериите почнале да произведуваат кислород како нус-производ на фотосинтеза. Бидејќи концентрацијата на кислород се зголемува во атмосферата, тој почнал да ги отруе многу други форми на раниот живот. Ова доведе до еволуција на нови организми кои би можеле да користат кислород во процесот познат како дишење.

Современи фотосинжени организми

На главните организми кои ја рециклираат енергијата на сонцето во органски соединенија вклучуваат:

• Растенија;
• Алги (дијатоми на алги, фитопланктон, зелени алги);
• Evlen;
• Бактерии - цијанобактерии и аноксигенски фотосинтетички бактерии.

Фотосинтеза во растенија

Фотосинтеза на растенија се јавува во специјализирани органодери на зеленчук клетки, наречени хлоропласти. Хлоропластите се наоѓаат во лисјата на растенијата и содржат хлорофил пигмент. Овој зелен пигмент ја апсорбира енергијата на осветлување потребна за процесот на фотосинтеза. Хлоропластите содржат внатрешен мембрански систем кој се состои од структури наречени thylacoids, кои служат како на места во трансформација на светлината на енергија во хемиска енергија. Јаглерод диоксид се претвора во јаглени хидрати во процес познат како јаглерод фиксација или калвински циклус. Јагленохидратите можат да се складираат како скроб што се користи за време на дишењето или за производство на целулоза. Кислород кој е формиран во процесот се ослободува во атмосферата преку порите во лисјата на растенијата, наречена прашина.

Растенија и циклус на хранливи материи

Растенијата играат важна улога во циклусот на хранливи материи, особено, јаглерод и кислород. Вода и копнени растенија (цветни растенија, мов и ferns) помагаат да се регулира јаглерод во атмосферата, отстранување на јаглерод диоксид од воздухот. Растенијата се исто така важни за производство на кислород, кој се ослободува во воздухот како вреден нус-производ на фотосинтеза.

Алги и фотосинтеза

Алгите се еукариотски организми кои имаат карактеристики на двете растенија и животни. Како и животните, алгите можат да се хранат со органски материјал во нивната околина. Некои алги, исто така, содржат органели и структури пронајдени во животинските клетки, како што се Flagella и Centrioli. Како растенија, алгите содржат фотосинтетички органели, наречени хлоропласти. Хлоропластите содржат хлорофил - зелен пигмент, кој ја апсорбира светлината енергија за фотосинтеза. Алги, исто така, имаат и други фотосинтетички пигменти, како што се каротеноиди и фикобини.

Алгите можат да бидат едноклеточни или постојат во големи мултичелучни организми. Тие живеат во различни живеалишта, вклучувајќи солени и свежи медиуми за вода, влажна почва или раса. Фотосинтетички алги, познати како phytoplankton, се наоѓаат и во морето и во слатководниот медиум. Море Phytoplankton се состои од дијатоми и динофлагелати. Слаткоден фитопланктон вклучува зелени алги и цијанобактерии. Фитопланктонот лебди во близина на површината на водата за да го добие најдобриот пристап до сончевата светлина, што е неопходно за фотосинтеза. Фотосинтетички алги се од витално значење за глобалниот циклус на супстанции, како што се јаглерод и кислород. Тие апсорбираат јаглерод диоксид од атмосферата и генерираат повеќе од половина од кислородот на планетарното ниво.

Evlen

Evlen - едноклеточни листови кои беа класифицирани според типот Evgleen (Euglenophyta) со алги поради неговата способност за фотосинтеза. Во моментов, научниците веруваат дека не се алги, туку ги стекнале своите фотосинтетички способности преку ендосимски односи со зелени алги. Така, Евреен беше ставен во типологијата Евгленоза (Еугленозоа).

Фотосинтетички бактерии:

Цијанобактерии

Цијанобактерии е кислород Фотосинтетички бактерии. Тие собираат соларна енергија, апсорбираат јаглероден диоксид и излачуваат кислород. Како растенија и алги, цијанобактериите содржат хлорофил и конвертираат јаглерод диоксид во гликоза преку јаглеродна фиксација. За разлика од еукариотските растенија и алги, цијанобактериите се прокариотски организми. Тие немаат опкружена мембрана на јадрото, хлоропласти и други органели пронајдени во растенија и алги клетки. Наместо тоа, цијанобактерии имаат двојна надворешна клеточна мембрана и преклопени внатрешни тилачоиди мембрани, кои се користат во фотосинтезата. CyAnobacteria е исто така способен за одредување на азот, процес на конвертирање атмосферски азот во амонијак, нитрит и нитрат. Овие супстанции се апсорбираат од растенија за синтеза на биолошки соединенија.

Цијанобактерии се наоѓаат во разни терестријални биоми и водни средини. Некои од нив се сметаат за екстремии, бидејќи живеат во исклучително тешки услови, како што се топли извори и хиперви резервоари. Цијанобактерии, исто така, постојат како фитопланктон и можат да живеат во други организми како што се печурки (лишаи), наједноставни и растенија. Тие содржат фикиртрин пигменти и фикотин кој е одговорен за нивната сино-зелена боја. Овие бактерии понекогаш се нарекуваат сино-зелени алги, иако не им припаѓаат.

Аноксигенски бактерии

Аноксигенските фотосинтетички бактерии се photautotrophs (синтетизираат храна со сончева светлина) кои не произведуваат кислород. За разлика од Cyanobacteria, растенија и алги, овие бактерии не користат вода како електронски донатор во електронски транспортно коло во производството на АТП. Наместо тоа, тие користат водород, водород сулфид или сулфур како главни електронски донатори. Аноксигенските бактерии, исто така, се разликуваат од цијанобактерии во тоа што тие немаат хлорофил за апсорбирање на светлина. Тие содржат бактериохлорофил, кој е способен за апсорпција на пократки бранови на светлина од хлорофил. Така, бактериите со бактериохолорофил обично се наоѓаат во длабоки водни зони каде што може да навлезат пократки бранови должини на светлина.

Примери на аноксигенски фотосинтетички бактерии вклучуваат виолетови и зелени бактерии. Виолетова бактериски клетки се различни форми (сферични, прачки, спирала), и тие можат да бидат подвижни или не подвижни. Виолетова сулфур бактерии обично се наоѓаат во водени медиуми и сулфурни извори каде што е присутен водород сулфид и не е присутен кислород. Виолетова нора-бактерии користат пониски сулфид концентрации од магента сулфур бактерии. Зелените бактериски клетки обично имаат сферична или прачка форма, и најчесто не се движат. Зелените сулфур бактерии користат сулфид или сулфур за фотосинтеза и не можат да живеат со кислород. Тие процветаат во медиумите богати со вода и понекогаш формираат зеленикава или кафеава боја во нивните живеалишта.