Organizmi koji koriste fotosintezu

Neki su organizmi sposobni uhvatiti energiju sunčevom svjetlošću i koristiti je za proizvodnju organskih spojeva. Taj postupak, poznat kao fotosinteza, bitno je za život jer pruža energiju za oboje proizvođači i potrošači. Fotosintetski organizmi, poznati i kao fotoautotrofi, su organizmi koji su sposobni za fotosintezu. Neki od tih organizama uključuju i više bilje, neki protisti (alge i Euglena), i bakterija.

U fotosinteza, svjetlosna energija se pretvara u kemijsku energiju, koja se pohranjuje u obliku glukoze (šećera). Neorganski spojevi (ugljični dioksid, voda i sunčeva svjetlost) koriste se za proizvodnju glukoze, kisika i vode. Fotosintetski organizmi koriste ugljik za stvaranje organskih molekula (ugljikohidrati, lipidi, i proteini) i izgraditi biološku masu. Kisik proizveden kao bi-produkt fotosinteze koriste mnogi organizmi, uključujući biljke i životinje, za stanično disanje. Većina se organizama za ishranu oslanja na fotosintezu, bilo izravno ili neizravno. Heterotrofni (hetero-

Fotosinteza u bilje javlja se u specijaliziranim organele zvao kloroplasta. Kloroplasti se nalaze u biljkama lišće i sadrže pigment klorofil. Ovaj zeleni pigment apsorbira svjetlosnu energiju potrebnu da se dogodi fotosinteza. Kloroplasti sadrže sustav unutarnje membrane koji se sastoji od struktura koje se nazivaju tilakoidi koji služe kao mjesta pretvorbe svjetlosne energije u kemijsku energiju. Ugljični dioksid se pretvara u ugljikohidrate u procesu poznatom kao fiksacija ugljika ili Calvin ciklus. ugljikohidrati mogu se čuvati u obliku škroba, koristiti tijekom disanja ili koristiti u proizvodnji celuloze. Kisik koji nastaje tokom procesa oslobađa se u atmosferu kroz pore u lišću biljke poznate kao puči.

Biljke igraju važnu ulogu u ciklus hranjivih sastojaka, posebno ugljika i kisika. Vodene biljke i kopnene biljke (cvjetnice, mahovine i paprati) pomažu u regulaciji atmosferskog ugljika uklanjanjem ugljičnog dioksida iz zraka. Biljke su također važne za proizvodnju kisika koji se u zrak pušta kao vrijedan nusproizvod fotosinteze.

alge su eukariotski organizmi koji imaju svojstva obaju bilje i životinje. Kao i životinje, alge su sposobne hraniti se organskim materijalom u svom okolišu. Neke alge sadrže i organele i strukture koje se nalaze u stanicama životinja, kao što su bičevima i centrioli. Kao i biljke, alge sadrže fotosintetske organele zvane kloroplasti. Kloroplasti sadrže klorofil, zeleni pigment koji apsorbira svjetlosnu energiju za fotosintezu. Alge sadrže i druge fotosintetske pigmente poput karotenoida i fikobilina.

Alge mogu biti jednostanične ili mogu postojati kao velike višećelijske vrste. Žive u različitim staništima, uključujući slanu i slatku vodu vodena okruženjana vlažnom tlu ili na vlažnim stijenama. Fotosintetske alge poznate kao fitoplankton nalaze se u morskom i slatkovodnom okruženju. Većina morskog fitoplanktona sastoji se od dijatomeje i dinoflagelata. Većina slatkovodnih fitoplanktona sastoji se od zelenih algi i cijanobakterija. Fitoplankton lebdi u blizini površine vode kako bi imao bolji pristup sunčevoj svjetlosti potrebnoj za fotosintezu. Fotosintetske alge su od vitalnog značaja za svijet ciklus hranjivih sastojaka kao što su ugljik i kisik. Oni uklanjaju ugljični dioksid iz atmosfere i stvaraju više od polovice globalne opskrbe kisikom.

Euglena su jednostanični protisti u rodu Euglena. Ti su organizmi razvrstani u vrste Euglenophyta s algama zbog njihove fotosintetske sposobnosti. Znanstvenici sada vjeruju da nisu alge, ali su stekli svoje fotosintetske sposobnosti endosimbiotskim odnosom sa zelenim algama. Kao takav, Euglena stavljeni su u fil Euglenozoa.

Cijanobakterije su fotosintetski kisikbakterija. Oni skupljaju sunčevu energiju, apsorbiraju ugljični dioksid i emitiraju kisik. Poput biljaka i algi, sadrže i cijanobakterije klorofil i pretvoriti ugljični dioksid u šećer pomoću fiksacije ugljika. Za razliku od eukariotskih biljaka i algi, cijanobakterije su prokariotski organizmi. Nemaju vezanu membranu jezgra, kloroplasta, i druge organele nađeno u bilje i alge. Umjesto toga, cijanobakterije imaju dvostruku vanjsku stanična membrana i savijene unutarnje membrane tilakoida koje se koriste u fotosinteza. Cijanobakterije su također sposobne fiksiranja dušika, procesa kojim se atmosferski dušik pretvara u amonijak, nitrit i nitrat. Ove tvari biljke apsorbiraju radi sinteze bioloških spojeva.

Cijanobakterije se nalaze u raznim kopneni biomi i vodena okruženja. Neki se smatraju ekstremofili jer žive u izrazito oštrom okruženju poput vrućih otisaka i hipersalinskih uvala. Gloeocapsa cijanobakterije čak mogu preživjeti teške uvjete prostora. Cijanobakterije također postoje kao fitoplanktona i mogu živjeti unutar drugih organizama kao što su gljivice (lišajevi), protistii biljke. Cijanobakterije sadrže pigmente fikoetrin i fikocijanin, koji su odgovorni za njihovu plavo-zelenu boju. Zbog svog izgleda ove se bakterije ponekad nazivaju plavo-zelenim algama, iako uopće nisu alge.

Anoksigeni fotosintetički bakterije su photoautotrophs (sintetizirati hranu sunčevom svjetlošću) koja ne proizvodi kisik. Za razliku od cijanobakterija, biljaka i algi, ove bakterije ne koriste vodu kao donora elektrona u lanac transporta elektrona tijekom proizvodnje ATP-a. Umjesto toga, oni koriste vodonik, sumporovodik ili sumpor kao donore elektrona. Anoksigene fotosintetske bakterije također se razlikuju od cijanobacerije po tome što nemaju klorofil koji bi apsorbirao svjetlost. Sadrže bacteriochlorophyll, koja je sposobna apsorbirati svjetlo kraće valne duljine od klorofila. Kao takve, bakterije s bakterioklorofilom imaju tendenciju da se nalaze u dubokim vodenim zonama u koje kraće valne duljine svjetlosti mogu prodrijeti.

Primjeri anoksigenih fotosintetskih bakterija uključuju ljubičaste bakterije i zelene bakterije. Ljubičaste bakterijske stanice dolaze u a raznolikost oblika (sferične, šipkaste, spiralne) i ove stanice mogu biti pokretne ili nemotilne. Ljubičaste sumporne bakterije obično se nalaze u vodenom okruženju i sumpornim izvorima u kojima ima sumporovodika i kisika nema. Ljubičasta ne-sumporna bakterija koristi niže koncentracije sulfida od purpurnih sumpornih bakterija i taloži sumpor izvan svojih stanica umjesto unutar svojih stanica. Zelene bakterijske stanice su obično sferične ili šipkaste, a stanice su prije svega ne-pokretne. Bakterije zelenog sumpora koriste sumpor ili sumpor za fotosintezu i ne mogu preživjeti u prisutnosti kisika. Oni deponuju sumpor izvan svojih stanica. Zelene bakterije uspevaju u vodenim staništima bogatim sulfidima, a ponekad formiraju zelenkasto-smeđe cvjetove.