FOTOAUTOTRÓFOK: JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2025

A fotoautotróf vagy fototróf organizmus energiaforrásként függ a fénytől, és szervetlen molekulákból szerves molekulákká teszi. Ezt a folyamatot fotoszintézisnek nevezik, és általában ezek a lények képviselik az élelmiszerlánc alapját.

Az élet legfontosabb energiaforrása a napfény, amely a föld felszínére esik. A fényenergiát a fotoszintézis során fogják el. Ennek a folyamatnak az során az energiát elnyelik a klorofill és más pigmentek, majd kémiai energiává alakulnak.

A növények fotoautotróf szervezetek (Kép a Free-Photos-ről a www.pixabay.com oldalon)

A fotoautotrófok általában a fény energiáját használják a CO2 és a víz cukorré alakításához, amelyek ezer szerves molekula alapját képezik. Ezeket a cukrokat a legtöbb élő organizmus képes asszimilálni, nem csak a fotoautotrófok számára.

A "fotoautotroph" szó három, különböző jelentéssel bíró latin nyelvből származik. A fénykép szó, amely azt jelenti, hogy "könnyű", a szó, az autó, ami azt jelenti, hogy "saját", és a trophos, ami azt jelenti: "táplálkozás".

A "fotoautotróf" kifejezés az élőlények sokféle csoportját magában foglalja, ideértve a baktériumok és a protozoák egyes fajait, az összes növényt, algát és zuzmust. Ezen kívül van egy egyedi állatfaj, amely ötvözi a fotoautotróf és a heterotróf tulajdonságokat.

A fotoautotróf tulajdonságai

A fotoautotróf organizmusok kötelező tulajdonsága a fényérzékeny pigmentek jelenléte. A fényérzékeny pigment egy molekula, amely fotonok formájában képes érzékelni és elnyelni a fény energiáját.

A fototrofok képesek abszorbeálni és a fényből származó energiát kémiai energiává abszorbeálni és átalakítani. Ezt az energiát a szerves molekulák tárolják a fotoszintézis metabolikus folyamatán keresztül.

A fotoautotróf és fotoszintetikus lények nagy része klorofill molekulákat tartalmaz, mivel ez a fő pigment, amely a fotoszintézis kezdeti lépéseinek végrehajtásáért felelős. A klorofill jelenléte miatt szinte az összes fotoautotróf zöld színű.

A fotoautotrófia egy egysejtű szervezetekben, például cianobaktériumokban és néhány protozoában, vagy makroszkopikus többsejtű szervezetekben, például algákban, zuzmókban és növényekben található meg.

A fotoautotróf organizmusok gyakorlatilag minden ökoszisztémában eloszlanak és méretük nagyon változó, mivel kicsik lehetnek, mint egy Euglena, vagy olyan nagyok, mint egy óriás szekinoa.

Az Antarktisz kivételével a növények a föld szinte teljes felületét lefedik, és a fotoautotróf organizmusok fő képviselői. A növényekben a formák gazdag változatossága egyedileg és tökéletesen alkalmazkodik az éghajlathoz és a szárazföldi ökoszisztémákhoz.

Példák fotoautotróf szervezetekre

A fotoautotróf élőlények nagy sokszínűsége van, mivel egy adaptáció lehetővé tette az azt megszerző szervezetek számára, hogy bármilyen állapotban és ökoszisztémában életben maradjanak, mindaddig, amíg fény jelen vannak.

- Cianobaktériumok

Cianobaktériumok (Forrás: Patrioter6 az en.wikibooks webhelyen a Wikimedia Commonson keresztül)

A cianobaktériumok vagy az oxifotobaktériumok a prokarióta doménhez tartoznak. Egysejtű szervezetek, kloroplasztokkal rendelkeznek, ezért képesek fotoszintézisre. Ezen fajok belső membránjai a növények kloroplasztjaiban tiroid-szerű „fotoszintetizáló lamellákat” tartalmaznak.

Az összes cianobaktérium klorofill A-val és biliproteikus pigmentekkel rendelkezik, például phycobilins vagy phycocyanins. Ezen pigmentek kombinációja a cianobaktériumok sejtjeiben jellemzõ kék-zöld színüket adja.

Ezek az organizmusok szétszórtan vannak a bioszférában, és jellemzőek a tavakra, tavakra, nedves talajokra és a lebomló nedves szerves anyagokra. Általános képviselők, mivel a fotoautotrófia lehetővé teszi számukra túl különleges körülmények elkerülését, csak napfényre van szükségük.

- Protozoa

Fénykép egy Volvox fajról (Forrás: craigpemberton a Wikimedia Commons segítségével)

A fotoautotróf protozókban az euglena található. Mindezen organizmusok mikroszkopikusak, flagelizáltak és a Mastigophora csoportba sorolhatók.

Az euglenidae-kat számos alkalommal egysejtű algaként sorolták be. A legfrissebb tanulmányok azonban kimutatták, hogy a fotoszintézis útján történő táplálkozáson kívül a pinocitózis révén kihasználhatják a környezetben található egyes anyagokat is.

Az Euglenidae fajok szabadon élnek, édesvízben élnek (néhány faj sós víz), és többnyire magányosak. Nagyon sokféle formájuk van, és lehet hosszúkás, gömb alakú, petesejtes vagy lándzsa alakú.

Mivel fotoszintézisűek, pozitív fototaktikussággal rendelkeznek (érzékenyek a fénystimulásokra), és elülső flagellumuk alján meghosszabbodnak, amely fényenergia fotoreceptorként működik.

Az Euglenidae fotoautotrógák is (Forrás: David J. Patterson a Wikimedia Commons segítségével)

Fotoszintetikus pigmentekként klorofill A és B, fikobilinok, β-karotinok és neoxanthin és diadinoxanthint típusú xanthophyll-ek vannak. Sok esetben az euglenidae-k nem felelnek meg minden táplálkozási szükségletüknek fotoszintézis révén, tehát a B1 és B12 vitamint a környezetből kell elnyelniük.

- Zuzmók

A zuzmókat az algák és a gombák közötti szimbiotikus asszociáció határozza meg; ezért mind heterotróf (a gomba révén), mind fotoautotróf (az alga) organizmusok.

A két fajta organizmus közötti asszociáció mindkét fél számára előnyös, mivel az alga kihasználhatja a gomba által biztosított szubsztrátot a növekedéshez; míg a gomba fotoszintézissel táplálkozhat az algák által termelt cukrokból.

A zuzmók nem felelnek meg a taxonómiai csoportnak, de tipikusan a szimbiónás gomba típusa szerint vannak osztályozva. Az összes gombát alkotó gombák az Ascomycota menedékjoghoz tartoznak, a Fungi királyságon belül.

- Egysejtű algák, növények és makroszkopikus algák

Az egysejtű algák a vízi ökoszisztémákban talán a leggyakoribb fotoautotróf szervezetek; míg a növények a legszélesebb körű makroorganizmusok a szárazföldi ökoszisztémákban.

Mind az algáknak, mind a növényeknek víz és szén-dioxid jelenlétére van szükségük a fotoszintézis végrehajtásához és táplálkozási igényeik kielégítéséhez.

Egysejtű algák

Ha vesz egy kis vizet bármilyen pocsolya, tó, lagúna, folyó, tenger vagy bármely más víztömeg közül, és mikroszkóp alatt megfigyeli, akkor millió apró apró zöld színű flagellate életformát talál, amelyek többsége bizonyosan egysejtű algák..

Szinte az egysejtű algáknak van egy vagy több flagella és általában szabad életű, bár vannak fajok, amelyek telepekben élnek. Ezen algák többsége fotoautotróf organizmus, de vannak esetekben heterotróf algák is.

Ezeket a bolygó egyik legfontosabb oxigéntermelőjének tekintik, és egyes szerzők szerint ők az óceánok elsődleges elsődleges termelői, mivel ők az élelmiszerlánc alapját képezik.

Növények

A növények olyan szárazföldi szárazföldi szervezetek, amelyeket egy test két részre oszt, azaz egy légi és egy földi. A földi részet a gyökér alkotja, míg a légi részt a szár alkotja, amely viszont fel van osztva a szárra, a levelekre és a virágokra.

Hihetetlenül sokféle formájúak, és fotoszintézissel állítják elő magukat, akárcsak az összes többi fotoautotróf.

A növények azonban azok az élőlények, amelyek jobban specializálódtak a fényenergia felhasználására, mivel több millió sejtük van a levelekben, amelyek kifejezetten a nap folyamán folyamatosan fotoszintetizálódnak.

Makroszkopikus algák

A makroszkopikus algák a növények képviselői vizes közegben. Ezek nagyrészt vízi környezetben merülnek fel, és telepesek minden olyan helyet, ahol van egy megfelelő szubsztrátum, amelyhez ragaszkodni lehet.

Makró alga fényképe (Forrás: W. carter a Wikimedia Commons segítségével)

A glaukofiták csoportjába tartozó algák azon algacsoport, amelyet a szárazföldi növényekkel leginkább rokonnak tekintnek. Néhány szerzõ azonban az algákat az algákkal együtt osztályozza.

- Állatok

Az Elysia chlorotica tengeri meztelencukor, amelyet általában „keleti smaragdnak” neveznek, kihasználhatja az általa fogyasztott kloroplasztok fotoautotróf organizmusokban gazdag étrendje révén történő felhasználását, mivel a tengeri moszat nedvszívásán él.

Az életedből a kloroplasztok előnyeit kleptoplasztikának nevezik. Ennek a jelenségnek köszönhetően a meztelen medencék életben maradnak, ha fotoasszimilálódnak olyan helyeken, ahol napfény van, hosszú ideig nem fogyasztanak ételt.

Irodalom

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G. és Sonnewald, U. (2013). Strasburger növénytudomány: beleértve a prokariótákat és a gombákat (1. kötet). Berlin, Németország: Springer.
2. Brusca, RC és Brusca, GJ (2005). Gerinctelen állatok (No. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Price, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME és Bhattacharya, D. (2018). Aktív gazdaszervezet válasz az alga szimbólumokra az Elysia chlorotica tengeri meztelencsigaban. Molekuláris biológia és evolúció, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., és Richmond, A. (1996). Lapos, ferde moduláris fotoreaktor a fotoautotrofok kültéri tömegtermeléséhez. Biotechnology and Bioengineering, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Kutatás a botanikus kertekben. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., és Miyake, C. (2019). A vízi fotoautotrófokban az elektronsüllyedés előkészítésének stratégiáinak összehasonlító elemzése. Fotoszintézis-kutatás, 139 (1–3), 401–411.
7. Willey, JM, Sherwood, L. és Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley és Klein mikrobiológiája. McGraw-Hill felsőoktatás.