PHOTOAUTOTROPHS: EGENSKAPER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De photoautotrophs eller fototrofiska organismer är beroende ljus som energikälla och göra det organiska molekyler från oorganiska molekyler. Denna process kallas fotosyntes och i allmänhet representerar dessa varelser basen i livsmedelskedjan.

Den viktigaste energikällan för livet är solljus som faller på jordens yta. Ljusenergi fångas upp under fotosyntesen. Under denna process absorberas energi av klorofyll och andra pigment och omvandlas sedan till kemisk energi.

Växter är fotoautotrofa organismer (Bild från Free-Photos på www.pixabay.com)

Photoautotrophs använder vanligtvis ljusens energi för att omvandla CO2 och vatten till socker, som är basen för tusentals organiska molekyler. Dessa sockerarter kan assimileras av de flesta levande organismer, inte bara fotoautotrofer.

Ordet "fotoautotroph" härrör från tre ord från latin som har olika betydelser. Ordet foto, som betyder "lätt", ordet bil, som betyder "eget" och ordet trophos, som betyder "näring."

Uttrycket "fotoautotrof" omfattar många olika grupper av levande saker, inklusive vissa arter av bakterier och protozoer, alla växter, alger och lavar. Dessutom finns det en unik djurart som kombinerar fotoautotrofiska och heterotrofiska egenskaper.

Egenskaper hos fotoautotrofer

Ett obligatoriskt kännetecken för fotoautotrofa organismer är förekomsten av ljuskänsliga pigment. Ett fotokänsligt pigment är en molekyl som kan upptäcka och ta upp ljusenergi i form av fotoner.

Fototrofer har förmågan att absorbera och omvandla ljusenergi (från ljus) till kemisk energi. Denna energi lagras i organiska molekyler genom den metabola processen för fotosyntes.

De flesta av de fotoautotrofiska och fotosyntetiska varelserna har klorofyllmolekyler, eftersom detta är det huvudsakliga pigmentet som ansvarar för att utföra de första stegen i fotosyntesen. På grund av förekomsten av klorofyll är nästan alla fotoautotrofer gröna i färgen.

Fotoautotrofi finns i encelliga organismer som cyanobakterier och vissa protozoer, eller i makroskopiska flercelliga organismer som alger, lavar och växter.

Fotoautotrofiska organismer är spridda i praktiskt taget alla ekosystem och deras storlek är mycket varierande, eftersom de kan vara lika små som en Euglena eller så stor som en gigantisk sequoia.

Med undantag för Antarktis täcker växter nästan hela jordytan och är de huvudsakliga företrädarna för fotoautotrofa organismer. Inom växter finns det en rik variation av former, unikt och perfekt anpassade till alla klimat och markbundna ekosystem.

Exempel på fotoautotrofa organismer

Det finns en stor mångfald av fotoautotrofiska levande enheter, eftersom det är en anpassning som gav organismerna som förvärvade den förmågan att överleva i alla tillstånd och ekosystem, så länge de är i närvaro av ljus.

- Cyanobakterier

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

Cyanobakterier eller oxyphotobacteria tillhör den prokaryota domänen. De är encelliga organismer, de har kloroplaster och därför kan de fotosyntes. De inre membranen av dessa arter har tylakoidliknande "fotosyntesiserande lameller" i kloroplasterna hos växter.

Alla cyanobakterier har klorofyll A och biliproteiska pigment såsom phycobilins eller phycocyanins. Kombinationen av dessa pigment i cellerna i cyanobakterier ger dem deras karakteristiska blågröna färg.

Dessa organismer är spridda över hela biosfären och är typiska för sjöar, dammar, våta jordar och förfallna våta organiska ämnen. De är generalister, eftersom deras fotoautotrofi tillåter dem att undvika vissa för specifika förhållanden, som bara behöver solljus.

- Protozoer

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

Inom de fotoautotrofiska protozonerna finns euglena. Alla dessa organismer är mikroskopiska, flagellerade och klassificeras inom Mastigophora-gruppen.

Vid många tillfällen har euglenidae klassificerats som encelliga alger. Nya studier har emellertid visat att de, förutom matning genom fotosyntes, kan dra fördel av vissa ämnen i miljön genom pinocytos.

Euglenidae är frilivande, lever i färskt vatten (få arter är saltvatten) och är mestadels ensamma. De har en mängd olika former och kan vara långsträckta, sfäriska, äggformade eller lanceolerade.

Eftersom de är fotosyntetiska har de en positiv fototakticism (de är känsliga för ljusstimuli) och har en vidgning vid basen av deras främre flagellum som fungerar som en fotoreceptor för ljusenergi.

Euglenidae är också fotoautotrogos (Källa: David J. Patterson via Wikimedia Commons)

De har som fotosyntetiska pigment klorofyll A och B, phycobiliner, ß-karotener och neoxanthin och diadinoxantintyp xantofyll typ. I många fall uppfyller euglenidae inte alla sina näringsbehov genom fotosyntes, så de måste äta vitamin B1 och B12 från miljön.

- Lavar

Lav definieras av den symbiotiska föreningen mellan alger och svampar; därför är de båda heterotrofa (genom svampen) och fotoautotrofa (genom algen) organismer.

Föreningen mellan de två typerna av organismer är fördelaktig för båda, eftersom algerna kan dra fördel av det underlag som svampen tillhandahåller för att växa; medan svampen kan livnära sig på socker som alger produceras genom fotosyntes.

Lavar motsvarar inte en taxonomisk grupp, men klassificeras typiskt enligt typen av symbiont-svamp. Alla svampar som utgör lavar tillhör Ascomycota phylum, inom svampriket.

- Unicellulära alger, växter och makroskopiska alger

Unicellulära alger är kanske de vanligaste fotoautotrofa organismerna i vattenlevande ekosystem; medan växter är de vanligaste makroorganismerna i markekosystem.

Både alger och växter behöver närvaro av vatten och koldioxid för att kunna utföra fotosyntes och för att kunna stödja deras näringsbehov.

Unicellulära alger

Om du tar lite vatten från någon pöl, sjö, lagun, flod, hav eller någon annan vattenkropp och observerar det under ett mikroskop, hittar du miljontals små flagellate livsformer av grön färg, de flesta är säkert encelliga alger. .

Nästan alla encelliga alger har en eller flera flageller och är i allmänhet frittlevande, även om det finns vissa arter som lever i kolonier. De flesta av dessa alger är fotoautotrofa organismer, men det finns fall av heterotrofa alger.

De anses vara en av de viktigaste syreproducenterna på planeten och vissa författare anser att de är de främsta primära producenterna i haven, eftersom de ligger i basen i livsmedelskedjan.

växter

Växter är sätta, markbundna organismer som kännetecknas av en kropp som är uppdelad i två delar: en antenn och en markbunden. Den markbundna delen består av roten, medan den luftiga delen består av stammen, som i sin tur är uppdelad i stammen, bladen och blommorna.

De har otroligt många olika former och de producerar sin egen mat genom fotosyntes, precis som alla andra fotoautotrofer.

Växter är dock de levande varelserna som har specialiserat sig mest på användning av ljusenergi, eftersom de har miljoner celler i sina blad, specifikt arrangerade för att kontinuerligt fotosyntesa under dagen.

Makroskopiska alger

Makroskopiska alger är företrädare för växter i vattenhaltiga media. Dessa lever för det mesta nedsänkta i vattenmiljöer och koloniserar var som helst där det finns ett lämpligt underlag att hålla fast vid.

Fotografi av en makroalga (Källa: W. carter via Wikimedia Commons)

Algerna i gruppen glaukofyter är den grupp alger som anses vara mest relaterade till markväxter. Vissa författare klassificerar dock alger tillsammans med protozoer.

- Djur

Havsslakan Elysia chlorotica, allmänt känd som ”östra smaragd”, kan dra fördel av kloroplasterna som den äter genom sin diet som är rik på fotoautotrofa organismer, eftersom den lever på sug av sap från tång.

Processen att dra fördel av kloroplast från din mat kallas kleptoplasti. Tack vare detta fenomen kan snigeln överleva genom att producera fotoassimilater på platser där det finns solljus, utan att äta mat på länge.

referenser

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Strasburger-växtvetenskaper: inklusive prokaryoter och svampar (vol. 1). Berlin, Tyskland: Springer.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Ryggradslösa djur (nr. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Price, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME, & Bhattacharya, D. (2018). Aktivt värdrespons på algsymboler i havssnegeln Elysia chlorotica. Molekylärbiologi och evolution, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., & Richmond, A. (1996). En platt lutande modulär fotobioreaktor för utomhusmassodling av fotoautotrofer. Bioteknik och bioingenjör, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Forskning i botaniska trädgårdar. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., & Miyake, C. (2019). Jämförande analys av strategier för beredning av elektronisk sänkor i vattenlevande fotoautotrofer. Fotosyntesundersökning, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley och Kleins mikrobiologi. McGraw-Hill högre utbildning.