Organismer som använder fotosyntes

Vissa organismer kan fånga energin från solljus och använda den för att producera organiska föreningar. Denna process, känd som fotosyntes, är viktigt för livet eftersom det ger energi för båda producenter och konsumenter. Fotosyntetiska organismer, även kända som fotoautotrofer, är organismer som kan fotosyntes. Vissa av dessa organismer inkluderar högre växter, några protister (alger och Euglena) och bakterie.

I fotosyntes, ljusenergi omvandlas till kemisk energi, som lagras i form av glukos (socker). Oorganiska föreningar (koldioxid, vatten och solljus) används för att producera glukos, syre och vatten. Fotosyntetiska organismer använder kol för att generera organiska molekyler (kolhydrater, lipider, och proteiner) och bygga biologisk massa. Syre som produceras som en biprodukt från fotosyntes används av många organismer, inklusive växter och djur, för cellandningen. De flesta organismer förlitar sig på fotosyntes, antingen direkt eller indirekt, för näring. Heterotrofisk (hetero-, -trophic

Fotosyntes i växter förekommer i specialiserade organeller kallad kloroplaster. Kloroplaster finns i växten löv och innehåller pigmentet klorofyll. Detta gröna pigment absorberar ljusenergi som behövs för fotosyntes. Klorplaster innehåller ett internt membransystem som består av strukturer som kallas thylakoider som fungerar som platser för omvandling av ljusenergi till kemisk energi. Koldioxid omvandlas till kolhydrater i en process som kallas kolfixering eller Calvin-cykeln. De kolhydrater kan lagras i form av stärkelse, användas under andning eller användas vid produktion av cellulosa. Syre som produceras i processen släpps ut i atmosfären genom porerna i växtlöven som kallas stomata.

Växter spelar en viktig roll i näringsämnescykelspeciellt kol och syre. Vattenväxter och landväxter (blommande växter, mossor och ormbunkar) hjälper till att reglera atmosfäriskt kol genom att ta bort koldioxid från luften. Växter är också viktiga för produktion av syre, som släpps ut i luften som ett värdefullt biprodukt av fotosyntes.

alger är eukaryota organismer som har egenskaper hos båda växter och djur. Liksom djur kan alger mata på organiskt material i sin miljö. Vissa alger innehåller också organeller och strukturer som finns i djurceller, t.ex. flagella och centrioler. Liksom växter innehåller alger fotosyntetiska organeller som kallas kloroplaster. Kloroplaster innehåller klorofyll, ett grönt pigment som absorberar ljusenergi för fotosyntes. Alger innehåller också andra fotosyntetiska pigment såsom karotenoider och phycobilins.

Alger kan vara enhjuliga eller kan existera som stora flercelliga arter. De lever i olika livsmiljöer inklusive salt och sötvatten vattenmiljöer, våt mark eller på fuktiga stenar. Fotosyntetiska alger kända som fytoplankton finns i både marina och sötvattenmiljöer. De flesta marina fytoplankton består av kiselalger och dinoflagellater. De flesta fytoplanktoner i sötvatten består av gröna alger och cyanobakterier. Fytoplankton flyter nära vattenytan för att få bättre tillgång till solljus som behövs för fotosyntes. Fotosyntetiska alger är viktiga för det globala näringsämnescykel såsom kol och syre. De tar bort koldioxid från atmosfären och genererar över hälften av den globala syretillförseln.

Euglena är encelliga protister i släktet Euglena. Dessa organismer klassificerades i filylen Euglenophyta med alger på grund av deras fotosyntetiska förmåga. Forskare tror nu att de inte är alger men har fått sina fotosyntetiska förmågor genom en endosymbiotisk relation med gröna alger. Som sådan, Euglena har placerats i filylen ögondjur.

Cyanobakterier är syresyra fotosyntetiskbakterie. De skördar solens energi, tar upp koldioxid och släpper ut syre. Liksom växter och alger innehåller cyanobakterier klorofyll och konvertera koldioxid till socker genom kolfixering. Till skillnad från eukaryota växter och alger är cyanobakterier prokaryota organismer. De saknar membranbundet kärna, kloroplaster, och andra organeller hittades i växter och alger. Istället har cyanobakterier en dubbel yttre cellmembranet och vikta inre thylakoidmembran som används i fotosyntes. Cyanobakterier kan också fixera kväve, en process genom vilken atmosfäriskt kväve omvandlas till ammoniak, nitrit och nitrat. Dessa ämnen absorberas av växter för att syntetisera biologiska föreningar.

Cyanobakterier finns i olika markbiomer och vattenmiljöer. Några betraktas extremofiler eftersom de lever i extremt hårda miljöer som heta källor och hypersalina vikar. Gloeocapsa cyanobakterier kan till och med överleva de svåra förhållandena i rymden. Cyanobakterier finns också som fytoplankton och kan leva i andra organismer som svampar (lav), protisteroch växter. Cyanobakterier innehåller pigmenten phycoerythrin och phycocyanin, som är ansvariga för deras blågröna färg. På grund av deras utseende kallas dessa bakterier ibland blågröna alger, även om de inte alls är alger.

Anoxygenisk fotosyntetisk bakterier är photoautotrophs (syntetiserar mat med solljus) som inte producerar syre. Till skillnad från cyanobakterier, växter och alger, använder dessa bakterier inte vatten som en elektrondonator i elektron transport kedja under produktionen av ATP. Istället använder de väte, vätesulfid eller svavel som elektroniska givare. Anoxygeniska fotosyntetiska bakterier skiljer sig också från cyanobaceria genom att de inte har klorofyll för att absorbera ljus. De innehåller bakterioklorofyll, som kan absorbera kortare våglängder för ljus än klorofyll. Som sådant tenderar bakterier med bakterioklorofyll att finnas i djupa vattenlevande zoner där kortare våglängder för ljus kan tränga igenom.

Exempel på anoxygeniska fotosyntetiska bakterier inkluderar lila bakterier och gröna bakterier. Lila bakterieceller finns i en olika former (sfärisk, stav, spiral) och dessa celler kan vara rörliga eller icke-rörliga. Purpurfärgade svavelbakterier finns ofta i vattenmiljöer och svavelfjädrar där vätesulfid finns och syre är frånvarande. Purpurfria icke-svavelbakterier använder lägre koncentrationer av sulfid än lila svavelbakterier och avsätter svavel utanför deras celler i stället för inuti sina celler. Gröna bakterieceller är vanligtvis sfäriska eller stavformade och cellerna är främst icke-rörliga. Gröna svavelbakterier använder sulfid eller svavel för fotosyntes och kan inte överleva i närvaro av syre. De deponerar svavel utanför sina celler. Gröna bakterier trivs i sulfidrika vattenlevande livsmiljöer och bildar ibland grönaktiga eller bruna blomningar.