FOTOAUTOTROFI: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2025

U photoautotrophs ili fototrofnih organizmi ovise Svjetlosni izvor energije, a čine ga organska molekula iz anorganskih molekula. Taj je postupak poznat kao fotosinteza i, općenito, ta bića predstavljaju osnovu u prehrambenom lancu.

Najvažniji izvor energije za život je sunčeva svjetlost koja pada na površinu zemlje. Energija svjetla uhvaćena je tijekom fotosinteze. Tijekom ovog procesa energija se apsorbira klorofilom i drugim pigmentima, a zatim se pretvara u kemijsku energiju.

Biljke su fotoautotrofni organizmi (Slika s Free-Photos na www.pixabay.com)

Fotoautotrofi obično koriste energiju svjetlosti za pretvaranje CO2 i vode u šećere, koji su osnova za tisuće organskih molekula. Te šećere može asimilirati većina živih organizama, a ne samo fotoautotrofi.

Riječ "fotoautotroph" potječe od tri riječi uzete iz latinskog jezika koje imaju različita značenja. Riječ fotografija, što znači "svjetlost", riječ automobil, što znači "vlastiti", a riječ trophos, što znači "prehrana".

Izraz "fotoautotrof" obuhvaća mnogo različitih skupina živih bića, uključujući neke vrste bakterija i protozoa, sve biljke, alge i lišajeve. Uz to, postoji jedinstvena životinjska vrsta koja kombinira fotoautotrofne i heterotrofne karakteristike.

Karakteristike fotoautotrofa

Obvezna karakteristika fotoautotrofnih organizama je prisutnost fotoosjetljivih pigmenata. Fotosenzibilni pigment je molekula sposobna opažati i apsorbirati svjetlosnu energiju u obliku fotona.

Fototrofi imaju sposobnost apsorbiranja i pretvaranja svjetlosne energije (iz svjetlosti) u kemijsku energiju. Ta se energija pohranjuje u organskim molekulama kroz metabolički proces fotosinteze.

Većina fotoautotrofnih i fotosintetskih bića posjeduju molekule klorofila, budući da je ovo glavni pigment koji je zadužen za provođenje početnih koraka fotosinteze. Zbog prisutnosti klorofila, gotovo svi fotoautotrofi su zelene boje.

Fotoautotrofija se nalazi u jednoćelijskim organizmima poput cijanobakterija i nekih protozoa, ili u makroskopskim višećelijskim organizmima kao što su alge, lišaji i biljke.

Fotoautotrofni organizmi su raspršeni u gotovo svim ekosustavima, a njihova je veličina vrlo promjenjiva, jer mogu biti velika poput Euglene ili velika kao džinovska sekvoja.

S izuzetkom Antarktike, biljke pokrivaju gotovo cijelu površinu zemlje i glavni su predstavnici fotoautotrofičnih organizama. Unutar biljaka postoji bogata raznolikost oblika, jedinstveno i savršeno prilagođena svim klimama i kopnenim ekosustavima.

Primjeri fotoautotrofnih organizama

Postoji velika raznolikost fotoautotrofičnih živih bića, jer je to prilagodba koja je organizmima koji su je stekli omogućila preživjeti u bilo kojem stanju i ekosustavu, sve dok su u prisutnosti svjetlosti.

- Cijanobakterije

Cijanobakterije (Izvor: Patrioter6 u en.wikibooks putem Wikimedia Commonsa)

Cijanobakterije ili oksifotobakterije pripadaju prokariotskoj domeni. Oni su jednoćelijski organizmi, imaju kloroplaste i, stoga, sposobni su za fotosintezu. Unutarnje membrane ovih vrsta posjeduju "fotosintezirajuće lamele" slične tilakoidima unutar kloroplasta biljaka.

Sve cijanobakterije sadrže klorofil A i biliprotenske pigmente, poput fitkobilina ili fikocijanina. Kombinacija ovih pigmenata unutar stanica cijanobakterija daje im karakterističnu plavo-zelenu boju.

Ti su se organizmi raspršili po biosferi i tipični su za jezera, bare, vlažna tla i propadaju vlažne organske tvari. Oni su generalisti jer im fotoautotrofija omogućava da se oslobode nekih previše specifičnih stanja, za koje je potrebna samo sunčeva svjetlost.

- Protozoa

Fotografija vrste Volvox (Izvor: craigpemberton putem Wikimedia Commons)

Unutar fotoautotrofnih protozoa su euglene. Svi su ovi organizmi mikroskopski, flagelirani i svrstani su u skupinu Mastigophora.

U mnogim su slučajevima euglenidae klasificirane kao jednoćelijske alge. No, nedavna istraživanja pokazala su da, osim što se hrane kroz fotosintezu, mogu iskoristiti i neke tvari u okolišu putem pinocitoze.

Euglenidae su slobodno živi, ​​žive u slatkoj vodi (nekoliko vrsta je slana voda) i većinom su samotne. Imaju veliku raznolikost oblika, a mogu biti izduženi, sferični, ovoidni ili lanceolatni.

Budući da su fotosintetični, imaju pozitivan fototakticizam (osjetljivi su na svjetlosne podražaje) te imaju povećanje u podnožju svog prednjeg flagela koji djeluje kao fotoreceptor za svjetlosnu energiju.

Euglenidae su također photoautotrogos (Izvor: David J. Patterson putem Wikimedia Commons)

Kao fotosintetski pigmenti sadrže klorofil A i B, fikobiline, β-karotene i ksantofile tipa diksinoksant i diadinoksantin. U mnogim slučajevima euglenidae ne zadovoljavaju sve svoje prehrambene potrebe fotosintezom, pa moraju unositi vitamin B1 i B12 iz okoliša.

- lišajevi

Lišajevi su definirani simbiotskom povezanošću algi i gljiva; prema tome, oni su i heterotrofni (kroz gljivice) i fotoautotrofni (kroz alge) organizmi.

Povezanost između dvije vrste organizama je povoljna za obje, jer alge mogu iskoristiti supstrat kojeg gljiva razvija; dok se gljiva može hraniti šećerima koje proizvode alge fotosintezom.

Lišaji ne odgovaraju taksonomskoj skupini, ali se obično klasificiraju prema vrsti gljivica simbionata. Sve gljivice koje čine lišajevi pripadaju rodu Ascomycota, unutar Fungi kraljevstva.

- Jednoćele alge, biljke i makroskopske alge

Jednoćelijske alge su možda najzastupljeniji fotoautotrofni organizmi unutar vodenih ekosustava; dok su biljke najzastupljeniji makroorganizmi u kopnenim ekosustavima.

Alge i biljke trebaju prisutnost vode i ugljičnog dioksida da bi mogle provesti fotosintezu i biti u stanju poduprijeti svoje prehrambene potrebe.

Jednoćele alge

Ako uzmete malo vode iz bilo koje lokve, jezera, lagune, rijeke, mora ili bilo koje druge vodene površine, i promatrate je pod mikroskopom, naći ćete milijune sitnih ivericastih životnih oblika zelene boje, od kojih su većina sigurno jednoćelijske alge., Gotovo sve jednoćelijske alge imaju jednu ili više flagela i uglavnom su slobodne životinje, iako postoje neke vrste koje žive u kolonijama. Većina tih algi su fotoautotrofični organizmi, ali postoje i slučajevi heterotrofnih algi.

Smatraju se jednim od glavnih proizvođača kisika na planeti, a neki autori smatraju da su glavni primarni proizvođači u oceanima, budući da su oni u bazi prehrambenog lanca.

Bilje

Biljke su sjedeći zemaljski organizmi koje karakterizira tijelo podijeljeno na dva dijela: jedan zračni i jedan zemaljski. Zemaljski dio sastoji se od korijena, dok se zračni dio sastoji od stabljike koja se zauzvrat dijeli na stabljiku, lišće i cvijeće.

Imaju nevjerojatan broj različitih oblika i vlastitu hranu proizvode fotosintezom, baš kao i svi drugi fotoautotrofi.

Međutim, biljke su živa bića koja su se najviše specijalizirala za korištenje svjetlosne energije, budući da u svojim listovima imaju milijunske ćelije, posebno uređene za kontinuiranu fotosintezu tijekom dana.

Makroskopske alge

Makroskopske alge predstavnici su biljaka u vodenom mediju. Oni, uglavnom, žive potopljeni u vodenim sredinama, kolonizirajući bilo koje mjesto na kojem postoji odgovarajuća supstrat.

Fotografija makroalgi (Izvor: W. carter putem Wikimedia Commonsa)

Alge skupine glaukofita su ona skupina algi koja se smatra najprirodnijom zemaljskim biljkama. Međutim, neki autori klasificiraju alge zajedno s protozoama.

- životinje

Morski puž Elysia chlorotica, općenito poznat kao "istočni smaragd", može iskoristiti kloroplaste koje konzumira svojom prehranom bogatom fotoautotrofičnim organizmima, jer živi usisavanjem soka iz morskih algi.

Postupak iskorištavanja kloroplasta iz vaše hrane poznat je kao kleptoplastika. Zahvaljujući ovom fenomenu, gnoj može preživjeti proizvodeći fotoasimilate na mjestima gdje ima sunčeve svjetlosti, bez dugog konzumiranja hrane.

Reference

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Znanost o biljkama u Strasburgeru: uključujući prokariote i gljivice (svezak 1). Berlin, Njemačka: Springer.
2. Brusca, RC, i Brusca, GJ (2005). Beskralježnjaci (br. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Price, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME, & Bhattacharya, D. (2018). Aktivni odgovor domaćina na simbionte algi u morskom pužu Elysia chlorotica. Molekularna biologija i evolucija, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., & Richmond, A. (1996). Plosnati nagnuti modularni fotobioreaktor za masovnu uzgoj fotoautotrofa. Biotehnologija i bioinžinjering, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Istraživanje botaničkih vrtova. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., i Miyake, C. (2019). Usporedna analiza strategija za pripremu ponora elektrona u vodenim fotoautotrofima. Istraživanje fotosinteze, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L., i Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley i Kleinova mikrobiologija. McGraw-Hill visoko obrazovanje.