Kaj je kemosinteza? Kakšna je njegova podobnost s fotosintezo?

V tem članku bomo preučili, kateri organizmi so kemosinteza. To je eden izmed načinov krmljenja živih organizmov, ki jih pri nekaterih bakterijah najdemo v naravi.

Metode krmnih organizmov

Da bi razumeli, kaj je kemosinteza, je najprej potrebno vedeti, katere metode prehranjevanja uporabljajo različni organizmi. Na tej podlagi se razlikujeta dve skupini bitij: hetero- in autotrofi. Prvi lahko jedo samo pripravljene organske snovi. Beljakovine, maščobe in ogljikove hidrate se absorbirajo in preoblikujejo s pomočjo specializiranih vakuolov ali organov prebavnega sistema. Heterotrofe so živali, glive, nekatere bakterije.

Vrste avtotrofov

Avtotrofni organizmi same sintetizirajo organske snovi, ki se kasneje uporabljajo za izvajanje različnih življenjskih procesov. Glede na vir energije, ki se uporablja, se razlikujejo še dve skupini organizmov. Ta fotografija in hemotrofi. Predstavniki prvega so rastline. Sintetizirajo ogljikove hidrate v glukozo med fotosintezo. Ta proces se zgodi samo v zelenih plastidih kloroplastov v prisotnosti sončne svetlobe, vode in ogljikovega dioksida. Hemotrofi so nekatere bakterije. Za sintetiziranje organskih snovi potrebujejo različne kemične spojine, ki jih oksidirajo. Podobnosti fotosinteze in kemosinteze so sposobnost organizmov, da neodvisno tvorijo snovi, ki jih potrebujejo, pridobivajo iz ogljika, vode in mineralnih soli.

Kemosinteza: definicija pojma in zgodovina odkritja

Oglejmo si to podrobneje. Kaj je kemosinteza? To je eden od načinov avtotrofne prehrane, pri katerem se pojavi postopek oksidacije mineralnih spojin za sintezo organskih snovi. Sedaj ugotovite, kateri organizmi so kemosinteza. Takšno edinstveno sposobnost v naravi imajo samo nekatere vrste prokariontov. Ta proces je odkril konec 19. stoletja ruski mikrobiolog Sergej Nikolajevič Vinogradski. Delo v laboratoriju v Strasbourgu Antona de Bari je opravil izkušnje pri pridobivanju energije s pomočjo oksidacije žvepla. Organizmi, ki so sposobni izvajati ta kemični proces, je imenoval anorgoksidantami. V času svojega raziskovanja je znanstvenik uspel odpreti in dušikove fiksirne bakterije. Pred odkritjem postopka kemosinteze so bile avtotrofne organizme pripisane le fotosintezne rastline in modrozelene alge.

Razlike in podobnosti fotosinteze in kemosinteze

Obe vrsti avtotrofne prehrane sta plastična izmenjava ali asimilacija. To pomeni, da se v teh procesih odvija nastajanje organskih snovi in ​​izmenjava plinov. Začetni reagenti so mineralne spojine. Foto in kemosinteza sta načini vadbe cikel snovi v biosferi. Vse vrste avtotrofov zagotavljajo ne samo zase, temveč tudi druge organizme, ki so potrebni za življenje. Na primer med fotosintezo se sprosti kisik. Nujno je, da dihajo vse živo bitje. In hemotrofično nitrifirajoče bakterije pretvoriti atmosferski dušik v stanje, v katerem ga lahko asimilirajo rastline.

Vendar obstajajo številne razlike med temi vrstami hrane. Hemosinteza se pojavi v bakterijskih celicah, ki ne vsebujejo zelenega pigmenta klorofila. Za oksidacijo uporabljajo le nekaj snovi: žveplo, dušik, vodik ali železo. Ta način prehrane je še posebej pomemben v tistih krajih, kjer sonce ni na voljo. Torej, v velikih globinah lahko živijo le hemotrofi. Za proces fotosinteze je sončna energija predpogoj. Poleg tega se v rastlinah ta proces zgodi le v specializiranih celicah, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil. Še en predpogoj za fototrofno prehrano je prisotnost ogljikovega dioksida.

Železne bakterije

Kaj je kemosinteza, je mogoče obravnavati na primer bakterij, ki se preoblikujejo spojine železa. Njihovo odkritje spada tudi SN Vinogradsky. V naravi so široko razporejeni v svežih in slanih vodnih telesih. Bistvo njihove kemosinteze je spreminjanje valence železa od dveh do treh. Hkrati se sprosti majhna količina energije. Zato železne bakterije zelo intenzivno izvajajo ta proces.

Ker so bakterije eden najstarejših organizmov, so zaradi svoje vitalne aktivnosti na planetu oblikovale velike količine rud železa in mangana. V industriji se ti prokarionti uporabljajo za izdelavo čistega bakra.

Serobakterije

Ti prokarionti so obnovljeni žveplovih spojin. Pri raziskavi teh organizmov smo odkrili proces kemosinteze. Pri oksidaciji ta vrsta bakterij uporablja vodikov sulfid, sulfide, sulfate, polietionate in druge snovi. Nekateri prokarioti te skupine se med kemosintezo kopičijo elementarno žveplo. To se lahko zgodi tako v celicah kot zunaj njih. Ta sposobnost se uporablja pri reševanju problema dodatnega prezračevanja in zakisljevanja tal.

Naravni habitat žveplovih bakterij je sveža in slana voda. Obstajajo primeri simbioze teh organizmov s cevastimi črvi in ​​mehkužci, ki živijo v izteku in spodnjem območju.

Bakterije, ki določajo dušik

Pomen kemosinteze v naravi v veliki meri določa aktivnost prokariotov za določanje dušika. Večina jih živi na koreninah stročnic in žit. Njihovo sožitje je obojestransko koristno. Rastline zagotavljajo prokarionte z ogljikovimi hidrati, ki so bili sintetizirani med fotosintezo. In bakterije proizvajajo dušik, kar je potrebno za popoln razvoj koreninskega sistema.

Pred odkritjem dragocenih lastnosti te vrste se je verjel, da imajo listi fižola edinstveno sposobnost. Kasneje je bilo ugotovljeno, da rastline neposredno ne sodelujejo pri postopku fiksiranja dušika, vendar proces izvajajo bakterije, ki živijo v svojih koreninah.

Tovrstne prokariote izvajajo dve vrsti kemijskih reakcij. Posledično se amoniak pretvori v nitrate. Rešitve teh snovi vstopajo v rastlino s pomočjo koreninskega sistema. Takšne bakterije imenujemo nitrifikacija. Druga skupina podobnih prokariontov pretvori nitrate v plin dušika. Imenujejo se denitrifikatorji. Zaradi svoje kombinirane aktivnosti se v naravi pojavlja neprekinjen cikel tega kemijskega elementa.

Bakterije, ki pritrjujejo dušik, prodrejo v korenine rastlin v krajih poškodbe celičnih tkiv ali skozi dlake sesalnega območja. Ko so znotraj, prokariontske celice začnejo aktivno deliti, kar ima za posledico številne izbokline. Vidne so s prostim očesom. Oseba uporablja lastnost dušikovih fiksirnih bakterij, da tla z naravnimi nitrati, kar vodi do povečanja donosa.

Narava in kemosinteza

Vloga kemosinteze v naravi je težko preceniti. Postopek oksidacije anorganskih spojin v naravi je pomemben del splošnega cikla snovi v biosferi. Relativna neodvisnost kemotrofov od energije sončne svetlobe jih naredi edini prebivalci globokomorskih depresij in razkolnih območij oceana.

Amoniak in vodikov sulfid, ki jih obdelujejo ti prokarioti, so strupene snovi. V tem primeru je vrednost kemosinteze nevtralizirati te spojine. V znanosti je znan izraz "podzemna biosfera". Nastajajo samo z organizmi, ki ne potrebujejo svetlobe ali kisika za življenje. To edinstveno lastnost ima anaerobna bakterija.

Torej, v članku smo ugotovili, kaj je kemosinteza. Bistvo tega procesa je oksidacija anorganskih spojin. Kemosintetični organizmi so nekatere vrste prokariontov: žveplo, železne bakterije in pritrjevanje dušika.