מהו chemosynthesis? מהו הדמיון שלו עם פוטוסינתזה?

במאמר זה נבחן מה קורה אורגניזמים chemosynthesis. זוהי דרך אחת כוחה של אורגניזמים חיים הנמצאים באופן טבעי חיידקים מסוימים.

שיטות של אורגניזמים מזון

כדי להבין מה chemosynthesis, תחילה עליך לזכור מה אוכל פירושו באמצעות אורגניזמים שונים. על בסיס זה להבחין בשתי קבוצות של יצורים: הטרו ו autotrophs. הראשון מסוגל לאכול מרכיבים אורגניים בלבד מוכנים. חלבונים, שומנים ופחמימות נספגים והוסבו על ידי מתמחה או וקואולות של מערכת העיכול. הם חיות heterotrophic, פטריות, חיידקים מסוימים.

סוגי autotrophs

אורגניזמים אוטוטרופי עצמם מסונתזים חומרים אורגניים המשמשים נוסף לבצע תהליכי חיים שונים. בהתאם למקור אנרגיה המשמש במקרה זה, עדיין להבחין בשתי קבוצות של אורגניזמים. תמונת chemotroph זה. נציגי הראשון מהם הצמחים. הם לסנתז פחמימות לגלוקוז במהלך פוטוסינתזה. תהליך זה מתרחש רק ב כלורופלסטים plastids של ירוק בנוכחות אור השמש, מים ופחמן דו-חמצני. Chemotroph כמה חיידקים. לסינתזה של חומר אורגני הם צריכים מגוון של תרכובות כימיות, אשר הוא לחמצן. דמיון chemosynthesis פוטוסינתזה ואת יכולת טופס עצמי אורגניזמים הוא צורך חומרים מסביבת תשואת הפחמן, מי מינרליים מלחים.

Chemosynthesis: הגדרה וההיסטוריה של גילוי

בואו נסתכל בפירוט רב יותר. מהו chemosynthesis? זוהי דרך אחת התזונה אוטוטרופי, שבו יש תהליך של חמצון תרכובות מינרלים עבור סינתזה אורגנית. עכשיו נגלה במה אורגניזמים להתרחש chemosynthesis. יכולת ייחודית זו כדי להחזיק באופן טבעי רק סוגים מסוימים של פרוקריוטים. תהליך זה הוקם המיקרוביולוג הרוסי מהמאה ה -19 סרגיי ניקולאייביץ Vinogradskii. עבודה במעבדה שטרסבורג שאנטונה דה Bary, הוא הבין ניסיון דור אנרגיה עקב חמצון של גופרית. אורגניזמים המסוגלים לבצע תהליך כימי זה, שכינה anorgoksidantami. במהלך המחקר שלהם, החוקרים הצליחו לגלות חיידקי תיקון-חנקן. לפני גילוי chemosynthetic אוטוטרופי תהליך לגוף רק הפוטוסינתזה בצמחים כחוליות.

הדומה והשונה של הפוטוסינתזה chemosynthesis

שני סוגי מזון הם המטבוליזם פלסטיק אוטוטרופי, או התבוללות. משמעות הדבר היא כי במהלך התהליכים האלה הוא היווצרות של חומרים אורגניים חילוף הגזים. לפיכך ריאגנטים החל הם תרכובת מינרלים. מצלמה & chemosynthesis שבילים של זרימת החומרים בביוספרה. כל מיני autotrophs לספק את התנאים הדרושים לחיים של לא רק את עצמם אלא גם אורגניזמים אחרים. לדוגמה, חמצן הוא התפתח במהלך הפוטוסינתזה. זה חיוני לכל היצורים החיים לנשימה. Chemotrophic חיידקים ניטיריפיקציה להמיר חנקן אטמוספרי למצב שבו הוא יכול להיקלט על ידי צמחים.

אבל בין אלה סוגים של מזון, ישנם מספר הבדלים. Chemosynthesis מתרחשת בתאי חיידקים אשר אינם מכילים כלורופיל הפיגמנט הירוק. יתר על כן, הם משמשים החמצון של תרכובת של חומרים מסוימים בלבד: גופרית, חנקן, מימן או ברזל. במיוחד חשובה זו הדרך של אכילה במקומות האלה, שבו השמש אינה זמינה. אז, בעומקים גדולים יכולים לחיות chemotroph בלבד. לקבלת מידע אודות תהליך הפוטוסינתזה היא אנרגיה סולארית הכרחית. יתר על כן, במפעלים, תהליך זה מתרחש רק בתאים מיוחדים המכילים כלורופיל הפיגמנט הירוק. תנאי נוסף הוא הזמינות של אספקת phototrophic של פחמן דו חמצני.

חיידק ברזל

מה הם chemosynthesis, נוכל לשקול את הדוגמא של החיידקים כי להמיר במתחם הברזל. התגלית שלהם גם שייך Vinogradskii. בטבע, הם מופצים באופן נרחב במים מתוקים ומלוחים. מהות chemosynthetic שלהם היא לשנות את הערכיות של ברזל משתיים לשלוש. זה משחרר כמות קטנה של אנרגיה. לכן, חיידקי ברזל יש צורך לבצע את התהליך הזה הוא מאוד אינטנסיבי.

מאז חיידקים הם בין היצורים העתיקים ביותר, וכתוצאה מכך חייהם על פני כדור הארץ נוצר פיקדונות גדולים של עפרות ברזל ומגנזיום. בשנת פרוקריוטים תעשיית נתונים המשמשים להפקת נחושת טהורה.

חיידקי גופרית

פרוקריוטים אלה מופחתים תרכובת גופרית. בנושא לימוד אורגניזמים אלה, בתהליך של chemosynthesis נפתח. בשביל זה סוג של חמצון חיידקים באמצעות מימן גופרתי, סולפידים, סולפטים, polythionates ואחרות חומרים. פרוקריוטים חלק מקבוצה זו במהלך chemosynthesis לצבור גופרית היסודות. זה יכול להתרחש הוא בתאים ומעבר. זו היכולת משמשת לפתרון בעיית נוספת אורור החמצה של קרקעות.

חיידקי גופרית גידול טבעי בסביבת מים מתוקים ומלוחים. ידועי מקרים של ההיווצרות של אורגניזמים אלה symbioses עם תולעי צינור רכיכות אשר גרות הבוצה, ואזור תחתון.

חיידקי תיקון-חנקן

חשיבותה של chemosynthesis בטבע נקבעת במידה רבה על ידי הפעילות של פרוקריוטים תיקון-חנקן. רובם חיים על שורשי קטניות ודגנים. שְׁכוֹבֶת שלהם היא תועלת הדדית. הצמחים מספקים פרוקריוטים פחמימות שהיו מסונתז במהלך הפוטוסינתזה. ואת החיידקים לייצר חנקן הדרוש לפיתוח מלא של מערכת השורשים.

לפני גילוי התכונות של סוג זה של מחשבה שיש להם את היכולת הייחודית עלי שעועית. התברר בדיעבד, כי הצמחים אינם מעורבים ישירות בתהליך של קיבוע חנקן, תהליך מתבצע החיידקים שחיים השורשים שלהם.

סוג זה של פרוקריוטים מספק שני סוגים של תגובות כימיות. כתוצאה מכך, ההמרה הראשונה מתרחשת אמוניה ניטרטים. פתרונות של חומרים אלה להיכנס למפעל דרך מערכת השורשים. חיידקים אלו נקראים ניטיריפיקציה. קבוצה נוספת של פרוקריוטים כגון ממיר ניטראט גז חנקן. הם נקראים denitrifying חיידקים. כתוצאה מכך הפעילות הקולקטיבית שלהם הוא מחזור מתמשך של יסוד כימי זה בטבע.

חנקן-שתקן חיידקים אל שורשי צמחים לחדור לתוך אתר פציעה או דרך אזור יניקת כיסוי שערות רקמות. ברגע שנכנס, התאים פרוקריוטים מתחילים פעיל נתח, וכתוצאה מכך היווצרות בליטות רבות. הם גלויים לעין בלתי מזוינת. גבר משתמש הרכוש של חיידקי תיקון-חנקן לספק ניטרטים קרקע טבעיים, מה שמוביל להגדלת תפוקה.

טבע chemosynthesis

תפקיד Chemosynthesis בטבע קשה להפריז. החמצון של תרכובות אנאורגניות בטבע הוא חלק חשוב של המחזור הכללי של חומרים בתוך הביוספרה. Chemotroph עצמאות יחסית מן האנרגיה של אור השמש גורם להם התושבים רק של אגנים למעמקי האוקיינוס ואת רצועת בקעים.

אמוניה ומימן גופרי מעובדי פרוקריוטים נתונים הם חומרים רעילים. ערך chemosynthesis במקרה זה היא לנטרל תרכובות אלה. במדע כזה מונח המכונה "המחתרת MAB". זה נוצר רק אורגניזמים חיים לא צריך לא את האור ולא חמצן. מאפיין ייחודי זה המצוי בידי חיידקים אנאירוביים.

אז, במאמר, הבנו מה chemosynthesis. מהות התהליך הזה טמון חמצון של תרכובות אנאורגניות. אורגניזמים Chemosynthetic כמה סוגים של פרוקריוטים: גופרית, חיידקי ברזל מקיבוע חנקן.