FOTOAUTROFY: CHARAKTERISTIKY A PRÍKLADY - BIOLÓGIE

Tieto photoautotrophs alebo Fototrofní organizmy sú závislé na svetlo ako zdroj energie a aby to organické molekuly z anorganických molekúl. Tento proces je známy ako fotosyntéza a vo všeobecnosti tieto bytosti predstavujú základ potravinového reťazca.

Najdôležitejším zdrojom energie pre život je slnečné svetlo, ktoré dopadá na zemský povrch. Svetelná energia sa zachytáva počas fotosyntézy. Počas tohto procesu sa energia absorbuje chlorofylom a inými pigmentmi a potom sa premieňa na chemickú energiu.

Rastliny sú fotoautotropné organizmy (Obrázok z fotografií zadarmo na www.pixabay.com)

Fotoautotrofy všeobecne využívajú energiu svetla na premenu CO2 a vody na cukry, ktoré sú základom pre tisíce organických molekúl. Tieto cukry sa dajú prispôsobiť väčšine živých organizmov, nielen fotoautotrofov.

Slovo „fotoautotrop“ je odvodené z troch slov prevzatých z latinčiny, ktoré majú rôzny význam. Slovo fotografia, čo znamená „svetlo“, slovo auto, čo znamená „vlastný“ a slovo trofos, čo znamená „výživa“.

Termín „fotoautotrop“ zahŕňa mnoho rôznych skupín živých vecí, vrátane niektorých druhov baktérií a prvokov, všetkých rastlín, rias a lišajníkov. Okrem toho existuje jedinečný živočíšny druh, ktorý kombinuje fotoautotropné a heterotrofné vlastnosti.

Charakteristiky fotoautotrofov

Povinnou charakteristikou fotoautotropných organizmov je prítomnosť fotocitlivých pigmentov. Fotocitlivý pigment je molekula schopná vnímať a absorbovať svetelnú energiu vo forme fotónov.

Fototrofy majú schopnosť absorbovať a premieňať svetelnú energiu (zo svetla) na chemickú energiu. Táto energia sa ukladá v organických molekulách prostredníctvom metabolického procesu fotosyntézy.

Väčšina fotoautotropných a fotosyntetických bytostí má molekuly chlorofylu, pretože to je hlavný pigment zodpovedný za vykonávanie počiatočných krokov fotosyntézy. V dôsledku prítomnosti chlorofylu majú takmer všetky fotoautrofy zelenú farbu.

Fotoautotropia sa nachádza v jednobunkových organizmoch, ako sú cyanobaktérie a niektoré protozoá, alebo v makroskopických viacbunkových organizmoch, ako sú riasy, lišajníky a rastliny.

Fotoautotropné organizmy sú rozptýlené prakticky vo všetkých ekosystémoch a ich veľkosť je veľmi variabilná, pretože môžu byť malé ako Euglena alebo veľké ako obrovská sekvoja.

S výnimkou Antarktídy pokrývajú rastliny takmer celý povrch Zeme a sú hlavnými predstaviteľmi fotoautotropných organizmov. V rámci rastlín existuje bohatá paleta foriem, jedinečne a dokonale prispôsobená všetkým klimatickým a suchozemským ekosystémom.

Príklady fotoautotropných organizmov

Fotoautotropné živé bytosti majú veľkú rozmanitosť, pretože ide o adaptáciu, ktorá organizmom, ktoré ju získali, dokázala prežiť v akomkoľvek stave a ekosystéme, pokiaľ sú v prítomnosti svetla.

- Cyanobaktérie

Cyanobacteria (Zdroj: Patrioter6 na en.wikibooks prostredníctvom Wikimedia Commons)

Cyanobaktérie alebo oxyphotobaktérie patria do prokaryotickej domény. Sú to jednobunkové organizmy, majú chloroplasty, a preto sú schopné fotosyntézy. Vnútorné membrány týchto druhov obsahujú tylokoidné „fotosyntetizujúce lamely“ vo vnútri chloroplastov rastlín.

Všetky cyanobaktérie majú chlorofyl A a biliproteínové pigmenty, ako sú fykobilíny alebo fykocyaníny. Kombinácia týchto pigmentov vo vnútri buniek cyanobaktérií im dáva charakteristickú modro-zelenú farbu.

Tieto organizmy sú rozptýlené po celej biosfére a sú typické pre jazerá, rybníky, mokré pôdy a rozpadajúce sa organické látky. Sú to všeobecné strany, pretože ich fotoautotropia im umožňuje upustiť od niektorých príliš špecifických podmienok, ktoré potrebujú iba slnečné svetlo.

- Protozoa

Fotografia druhu Volvox (Zdroj: craigpemberton prostredníctvom Wikimedia Commons)

V rámci fotoautotropných prvokov je euglena. Všetky tieto organizmy sú mikroskopické, bičíkovité a sú klasifikované v skupine Mastigophora.

Pri mnohých príležitostiach boli euglenidae klasifikované ako jednobunkové riasy. Nedávne štúdie však ukázali, že okrem kŕmenia fotosyntézou môžu pomocou pinocytózy využiť aj niektoré látky v životnom prostredí.

Euglenidae žijú voľne, žijú v sladkej vode (málo druhov je slaná voda) a väčšinou sú osamelí. Majú širokú škálu tvarov a môžu byť predĺžené, sférické, vejčité alebo kopijovité.

Pretože sú fotosyntetické, majú pozitívny fototakticizmus (sú citlivé na svetelné podnety) a majú rozšírenie na spodnej časti predného bičíka, ktorý pôsobí ako fotoreceptor pre svetelnú energiu.

Euglenidae sú tiež photoautotrogos (Zdroj: David J. Patterson prostredníctvom Wikimedia Commons)

Ako fotosyntetické pigmenty obsahujú chlorofyl A a B, fycobilíny, β-karotény a neoxantíny a dantinoxantínové xantofyly. V mnohých prípadoch euglenidae nespĺňajú všetky svoje nutričné potreby prostredníctvom fotosyntézy, takže musia prijímať vitamín B1 a B12 z prostredia.

- Lišejníky

Lišky sú definované symbiotickým spojením rias a húb; preto sú obe heterotrofné (cez huby) a fotoautotropné (cez riasy) organizmy.

Spojenie medzi týmito dvoma druhmi organizmov je výhodné pre obidva, pretože riasy môžu na rast využiť výhodu substrátu poskytnutého hubou; zatiaľ čo huba sa môže živiť cukrami produkovanými riasami prostredníctvom fotosyntézy.

Lišky nezodpovedajú taxonomickej skupine, ale zvyčajne sa klasifikujú podľa typu symbiontovej huby. Všetky huby, ktoré tvoria lišajníky, patria do kmeňa Ascomycota v rámci kráľovstva Fungi.

- Jednobunkové riasy, rastliny a makroskopické riasy

Jednobunkové riasy sú možno najrozšírenejšími fotoautotropnými organizmami vo vodných ekosystémoch; zatiaľ čo rastliny sú najhojnejšie makroorganizmy v suchozemských ekosystémoch.

Riasy aj rastliny potrebujú prítomnosť vody a oxidu uhličitého, aby mohli vykonávať fotosyntézu a boli schopné podporovať svoje výživové požiadavky.

Jednobunkové riasy

Ak si vezmete trochu vody z akejkoľvek kaluže, jazera, lagúny, rieky, mora alebo akéhokoľvek iného útvaru vody a pozorujete ju pod mikroskopom, nájdete milióny malých bičíkovitých životných foriem zelenej farby, z ktorých väčšina je určite jednobunková riasa. ,

Takmer všetky jednobunkové riasy majú jednu alebo viac bičíkov a sú vo všeobecnosti voľne žijúce, hoci v kolóniách žijú niektoré druhy. Väčšina z týchto rias sú fotoautotrofné organizmy, vyskytujú sa však prípady heterotrofných rias.

Sú považovaní za jedného z hlavných producentov kyslíka na planéte a niektorí autori sa domnievajú, že sú hlavnými primárnymi producentmi v oceánoch, pretože sú na základoch potravinového reťazca.

rastliny

Rastliny sú priesvitné suchozemské organizmy, ktoré sa vyznačujú telom rozdeleným na dve časti: jednu vzdušnú a jednu suchozemskú. Pozemná časť je tvorená koreňom, zatiaľ čo vzdušná časť je tvorená kmeňom, ktorý je ďalej rozdelený na kmeň, listy a kvety.

Majú neuveriteľný počet rôznych tvarov a produkujú svoje vlastné jedlo pomocou fotosyntézy, rovnako ako všetky ostatné fotoautotrofy.

Rastliny sú však živé bytosti, ktoré sa najviac špecializujú na používanie svetelnej energie, pretože v listoch majú milióny buniek, ktoré sú špeciálne usporiadané tak, aby sa počas dňa nepretržite fotosyntetizovali.

Makroskopické riasy

Makroskopické riasy sú zástupcami rastlín vo vodných médiách. Zvyčajne žijú ponorené vo vodnom prostredí a kolonizujú sa na akomkoľvek mieste, na ktorom je prítomný vhodný substrát, na ktorý sa môžu držať.

Fotografie makro rias (Zdroj: W. carter prostredníctvom Wikimedia Commons)

Riasy zo skupiny glaukofytov sú skupinou rias, ktorá sa považuje za najviac príbuznú suchozemským rastlinám. Niektorí autori však riasy klasifikujú spolu s prvokmi.

- Zvieratá

Morská slina Elysia chlorotica, obyčajne známa ako „východný smaragd“, môže využívať chloroplasty, ktoré konzumuje, prostredníctvom svojej stravy bohatej na fotoautotrofné organizmy, pretože žije saním miazgy z morských rias.

Proces využívania chloroplastov z vášho jedla je známy ako kleptoplastika. Vďaka tomuto fenoménu môže slimák prežiť produkciou fotoasimilátov na miestach, kde je slnečné svetlo, bez dlhého jedenia jedla.

Referencie

Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Prírodné vedy v Štrasburgu: vrátane prokaryotov a húb (zväzok 1). Berlín, Nemecko: Springer.
Brusca, RC, a Brusca, GJ (2005). Bezstavovce (č. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
Chan, CX, Vaysberg, P., Cena, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME, a Bhattacharya, D. (2018). Aktívna reakcia hostiteľa na riasové symbionty v morskej slnku Elysia chlorotica. Molekulárna biológia a vývoj, 35 (7), 1706-1711.
Hu, Q., Guterman, H. a Richmond, A. (1996). Plochý sklonený modulárny fotobioreaktor pre vonkajšiu hromadnú kultiváciu fotoautotrofov. Biotechnology and Bioengineering, 51 (1), 51-60.
Raven, PH (1981). Výskum v botanických záhradách. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., & Miyake, C. (2019). Porovnávacia analýza stratégií na prípravu elektrónových záchytov vo vodných fotoautotropoch. Fotosyntéza, 139 (1-3), 401-411.
Willey, JM, Sherwood, L. a Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley a Kleinova mikrobiológia. McGraw-Hill Higher Education.

FOTOAUTROFY: CHARAKTERISTIKY A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026