Co je chemosyntéza? Jaká je jeho podobnost s fotosyntézou?

V tomto článku budeme uvažovat, které organismy jsou chemosyntéza. Jedná se o jeden ze způsobů krmení živých organismů, které se v přírodě vyskytují u některých bakterií.

Metody krmení organismů

Abychom pochopili, co je chemosyntéza, je nejprve nutné pamatovat, které metody výživy používají různé organismy. Na tomto základě se rozlišují dvě skupiny bytostí: hetero- a autotrofy. První jsou schopni jíst pouze připravené organické látky. Proteiny, tuky a sacharidy absorbují a transformují pomocí specializovaných vakuolů nebo orgánů trávicího systému. Heterotrofy jsou zvířata, houby, některé bakterie.

Typy autotrofů

Autotrofní organismy syntetizují samotné organické látky, které se následně používají k provádění různých životně důležitých procesů. V závislosti na použitém zdroji energie se rozlišují dvě další skupiny organismů. Tato fotografie a hemotrophs. Zástupci prvního z nich jsou rostliny. Syntetizují uhlohydráty na glukózu během fotosyntézy. Tento proces se vyskytuje pouze v zelených plastidech chloroplastů za přítomnosti slunečního světla, vody a oxidu uhličitého. Hemotrofy jsou některé bakterie. Pro syntézu organické hmoty potřebují různé chemické sloučeniny, které oxidují. Podobnosti fotosyntézy a chemosyntézy jsou schopnost organismů nezávisle vytvářet látky, které potřebují, získávat z prostředí uhlík, vodu a minerální soli.

Chemosyntéza: definice pojmu a historie objevu

Podívejme se na to podrobněji. Co je chemosyntéza? To je jeden ze způsobů autotrofické výživy, při kterém dochází k procesu oxidace minerálních sloučenin pro syntézu organických látek. Nyní zjistěte, které organismy jsou chemosyntéza. Taková jedinečná schopnost v přírodě je obsazena pouze určitými typy prokaryotů. Tento proces objevil koncem 19. století ruský mikrobiolog Sergej Nikolajevič Vinogradský. Pracoval v laboratoři ve Štrasburku Anton de Bari, který měl zkušenosti s získáváním energie oxidací síry. Organizmy, které jsou schopny provést tento chemický proces, nazval anorgoksidantami. V průběhu svého výzkumu se vědec podařilo otevřít a dusík fixující bakterie. Před objevením procesu chemosyntézy byly autotrofním organismům přiřazeny pouze fotosyntetické rostliny a modrozelené řasy.

Rozdíly a podobnosti fotosyntézy a chemosyntézy

Oba typy autotrofické výživy jsou výměna plastů nebo asimilace. To znamená, že v průběhu těchto procesů dochází k tvorbě organických látek a výměně plynů. Počátečními činidly jsou minerální sloučeniny. Foto a chemosyntéza jsou způsoby cvičení cyklus látek v biosféře. Všechny druhy autotrofů poskytují nejen pro sebe, ale i další organismy nezbytné pro život. Například při fotosyntéze se uvolňuje kyslík. Je nezbytné, aby všechny živé věci dýchaly. A hemotrophic nitrifikační bakterie převést atmosférický dusík na stav, ve kterém může být asimilován rostlinami.

Mezi těmito druhy potravin však existuje řada rozdílů. Chemosyntéza se vyskytuje u bakteriálních buněk, které neobsahují zelený pigment chlorofylu. A pro oxidaci používají sloučeniny pouze několika látek: síru, dusík, vodík nebo železo. Tento způsob výživy je obzvláště důležitý v místech, kde sluneční světlo není k dispozici. Takže ve velkých hloubkách mohou žít pouze hemotrofové. Pro proces fotosyntézy je solární energie nezbytným předpokladem. Kromě toho se u rostlin tento proces vyskytuje pouze ve specializovaných buňkách obsahujících chlorofyl zeleného pigmentu. Dalším předpokladem fototrofní výživy je přítomnost oxidu uhličitého.

Železné bakterie

Co je chemosyntéza může být zvážena příkladem bakterií, které se transformují sloučeniny železa. Jejich objev patří také SN Vinogradskému. V přírodě jsou široce distribuovány v tělech čerstvé a slané vody. Podstatou jejich chemosyntézy je změna valence železa ze dvou na tři. Současně je uvolněno malé množství energie. Železné bakterie proto musí tento proces provádět velmi intenzivně.

Vzhledem k tomu, že bakterie jsou jedním z nejstarších organismů, v důsledku jejich životně důležité činnosti na planetě vznikly velké ložiska železných a manganových rud. V průmyslu se tyto prokaryoty používají k výrobě čisté mědi.

Serobakterie

Tyto prokaryotes jsou obnoveny sloučeniny síry. Při studiu těchto organismů byl objeven proces chemosyntézy. Pro oxidaci používá tento druh bakterií sírovodík, sulfidy, sulfáty, polythionáty a další látky. A někteří prokaryoti této skupiny hromadí elementární síru během chemosyntézy. To se může stát jak v buňkách, tak i mimo ně. Tato schopnost se používá při řešení problému dodatečného provzdušňování a acidifikace půdy.

Přírodním stanovištěm sirných bakterií je čerstvá a slaná voda. Existují případy symbiózy těchto organismů s tubulárními červy a měkkýši, které žijí v sudech a v dolní zóně.

Bakterie fixující dusík

Význam chemosyntézy v přírodě je z velké části určován aktivitou prokaryotů určujících dusík. Většina z nich žije na kořeny luštěnin a obilovin. Jejich soužití je vzájemně prospěšné. Rostliny poskytují prokaryoty se sacharidy, které byly syntetizovány během fotosyntézy. A bakterie produkují dusík, který je nezbytný pro plný vývoj kořenového systému.

Před objevem cenných vlastností tohoto druhu se věřilo, že listy fazolí mají jedinečnou schopnost. Později bylo zjištěno, že rostliny přímo nepodílejí na procesu fixace dusíku, ale proces je prováděn bakteriemi, které žijí ve svých kořenech.

Tento druh prokaryot provádí dva typy chemických reakcí. V důsledku toho se amoniak převede na dusičnany. Řešení těchto látek vstupují do rostliny pomocí kořenového systému. Takové bakterie se nazývají nitrifikace. Další skupina podobných prokaryot konvertuje dusičnany na plynný dusík. Jsou nazývány denitrifikačními činidly. V důsledku jejich kombinované aktivity dochází v přírodě k nepřetržitému cyklu tohoto chemického prvku.

Bakterie fixující dusík pronikají do kořenů rostlin na místech, kde dochází k poškození kamenných tkání nebo vlasů sací zóny. Jakmile jsou uvnitř, začnou se prokaryotické buňky aktivně rozdělovat, což vede k četným výčnělkům. Jsou viditelné pouhým okem. Osoba používá vlastnost dusíku fixujících bakterií, aby poskytla půdu přírodním dusičnanům, což vede ke zvýšení výnosu.

Příroda a chemosyntéza

Úloha chemosyntézy v přírodě je obtížné přeceňovat. Proces oxidace anorganických sloučenin v přírodě je důležitou složkou obecného cyklu látek v biosféře. Relativní nezávislost chemotrofů na energii slunečního světla z nich dělá jediné obyvatele hlubokých útesů a zlomků z oceánu.

Amoniak a sirovodík, které jsou zpracovávány těmito prokaryoty, jsou jedovaté látky. V tomto případě je hodnota chemosyntézy neutralizovat tyto sloučeniny. Ve vědě je známý termín "podzemní biosféra". Je tvořena výlučně organismy, které pro život nepotřebují světlo ani kyslík. Tato jedinečná vlastnost má anaerobní bakterie.

Takže v článku jsme zjistili, co je chemosyntéza. Podstatou tohoto procesu je oxidace anorganických sloučenin. Chemosyntetické organismy jsou některé typy prokaryotů: síra, železné bakterie a fixace dusíku.