Informatie

Zijn er volledig zelfvoorzienende autotrofen?


Zijn er volledig zelfvoorzienende autotrofen die onbeperkt kunnen overleven en zich kunnen voortplanten door uitsluitend niet-organische materie te consumeren (plus energie uit zonlicht of thermische ventilatie enz.)? Ik vraag het specifiek.


Het hangt er echt van af wat je bedoelt met "organische stof". Geen enkele cel zal kunnen groeien en reproduceren zonder een geschikte bron van CHON-atomen (plus kleinere hoeveelheden van de andere noodzakelijke elementen).

Dus als je met organische stof CHON+ bedoelt, nee, alles heeft organische stof nodig om te groeien en zich voort te planten.

Als je echter met organische stof natuurlijke organische materialen zoals grond of grondwater bedoelt, dan zijn er inderdaad veel dingen die kunnen leven van chemische mengsels die met puur synthetische middelen kunnen worden geproduceerd. Een eenvoudig voorbeeld is M9-media, een veelgebruikt bacterieel kweekmedium.


Zijn er volledig zelfvoorzienende autotrofen? - Biologie

Aan het einde van dit gedeelte bent u in staat om:

  • Vat het proces van fotosynthese samen
  • De relevantie van fotosynthese voor andere levende wezens uitleggen
  • Identificeer de reactanten en producten van fotosynthese
  • Beschrijf de belangrijkste structuren die betrokken zijn bij fotosynthese

Alle levende organismen op aarde bestaan ​​uit een of meer cellen. Elke cel werkt op de chemische energie die voornamelijk in koolhydraatmoleculen (voedsel) wordt aangetroffen, en de meeste van deze moleculen worden geproduceerd door één proces: fotosynthese. Door fotosynthese zetten bepaalde organismen zonne-energie (zonlicht) om in chemische energie, die vervolgens wordt gebruikt om koolhydraatmoleculen te bouwen. De energie die wordt gebruikt om deze moleculen bij elkaar te houden, komt vrij wanneer een organisme voedsel afbreekt. Cellen gebruiken deze energie vervolgens om werk uit te voeren, zoals cellulaire ademhaling.

De energie die uit fotosynthese wordt gehaald, komt continu de ecosystemen van onze planeet binnen en wordt van het ene organisme naar het andere overgedragen. Daarom levert het proces van fotosynthese, direct of indirect, de meeste energie die levende wezens op aarde nodig hebben.

Fotosynthese resulteert ook in het vrijkomen van zuurstof in de atmosfeer. Kortom, om te eten en te ademen, zijn mensen bijna volledig afhankelijk van de organismen die fotosynthese uitvoeren.

Concept in actie


Autotrofen versus heterotrofen

Een heterotroof wordt gedefinieerd als "een organisme dat zijn voedingsbehoeften ontleent aan complexe organische stoffen." Dus mensen en de meeste dieren zijn heterotrofen. Door organische stof te consumeren en die stof af te breken voor energie. Heterotrofen kunnen NIET hun eigen energie produceren en zijn volledig afhankelijk van de consumptie van voedsel.

Een autotroof kan zijn eigen energie synthetisch maken door eenvoudige ingrediënten in zijn omgeving te gebruiken. Een plant, die gebruik maakt van fotosynthese, is een autotroof. Zonlicht is het simpele ingrediënt. Het neemt dat simpele ingrediënt en creëert er energie mee. Als je ooit in de war bent tussen de twee, betekent het voorvoegsel "auto" "zichzelf", als je dat niet meer weet, onthoud dat dan gewoon autotrofen hun eten maken automatisch.

Antwoord geven:

Heterotrofen zijn afhankelijk van autotrofen voor energie omdat het hen van voedsel voorziet.

Uitleg:

Omdat heterotrofen hun eigen energie niet kunnen produceren, eten ze autotrofen voor energie zoals gras, bessen, noten of ander voedsel dat ze in het wild vinden.

Antwoord geven:

Zonlicht wordt geabsorbeerd door het groene pigment chlorofyl en de zonne-energie wordt omgezet in chemische energie in de vorm van #"ATP"#.

Uitleg:

Autotrofen vangen zonlicht op door het pigment chlorofyl en wordt gebruikt voor de synthese van glucose #(C_6H_12O_6)# uit eenvoudige, anorganische stoffen zoals #CO_2# en #H_2O# tijdens fotosynthese.

Fotosynthese vindt plaats in 2 stappen:

1. Hill's reactie

2. Donkere reactie

Lichte reactie of Hill's reactie omvat het opvangen van zonlicht en het omzetten van zonne-energie in chemische energie in de vorm van #"ATP"# . Dit gebeurt door de afbraak van water in #H^+# ionen en #O^(2-)# ionen. Dit wordt genoemd door fotolyse van water. Opgewonden elektronen van #O^(2-)# passeren een reeks elektronendragers en verliezen tijdens hun passage energie. Deze energie wordt omgezet in #"ATP"#. De resterende #H^+# ionen reduceer #"NADP"# tot #"NADPH"# .

#"ATP"# en #"NADPH"# geproduceerd tijdens de lichtreactie worden in de donkerreactie gebruikt voor de reductie van #CO_2# tot #C_6H_12O_6#.


Energieconversie

Energie kan eenvoudig worden gedefinieerd als het vermogen om werk te doen. Alle organismen hebben energie nodig om een ​​bepaalde reeks functies uit te voeren. Stel je een appelboom voor in een tuin. Bomen moeten hun zaden vermeerderen om meer kopieën van zichzelf te maken om te overleven.

De appelboom gebruikt energie afkomstig van de zon om vruchten te vormen. Een dier dat nu deze appel wil eten, moet zijn eigen energie gebruiken om de vrucht te plukken, te bijten en te kauwen. De zaden in de vrucht worden vervolgens door de dieren in de grond gedropt, die uitgroeien tot nieuwe appelbomen.

Voor elke hierboven beschreven actie vindt er een chemische reactie plaats in het lichaam die energie van de ene vorm in de andere omzet. Deze studie van de energiestroom in organismen wordt "bio-energetica" genoemd.

Energiechemie

Elk organisme is uniek in de manier waarop het energie gebruikt. Er zijn echter enkele dingen gemeen tussen alle organismen. De meeste organismen verkrijgen energie door zeer complexe moleculen op te splitsen in eenvoudige moleculen, waarbij energie in de vorm van elektronen vrijkomt.

De verwijdering van een elektron uit een molecuul gebeurt via oxidatie, terwijl een toevoeging van een elektron plaatsvindt via een proces genaamd vermindering. Bij het verwijderen van een elektron komt energie vrij, terwijl voor het toevoegen van een elektron energie nodig is.

Energie Moleculen

De meeste levende organismen gebruiken gespecialiseerde moleculen als elektronendragers, zoals een shuttlebus die elektronen van de ene verbinding naar de andere overbrengt. Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD) kan verschuiven tussen twee vormen NAD+ (elektronenacceptor) en NADH (elektronengever). Interessant is dat het NAD-complex altijd elektronen in tweeën verliest of wint! Flavine Adenine Dinucleotide (FAD) is een andere elektronendrager die veel door planten wordt gebruikt.

Hoe slaan organismen energie op?

Wat gebeurt er na een organisme energie krijgt? Cellen kunnen niet zomaar vrije energie opslaan zoals machines in de fabrieken doen. Machines hebben over het algemeen bewegende delen die potentiële energie opslaan. Maar een cel is een kwetsbaar systeem. Elke overmatige energie kan warmte genereren die de structuur kan vernietigen. Dus cellen slaan energie op in de vorm van een samengesteld molecuul genaamd adenosinetrifosfaat (ATP), gewoonlijk de energievaluta van de cel genoemd.

Energie wordt verkregen uit ATP met behulp van een proces dat hydrolyse wordt genoemd. Hydrolyse is waar een watermolecuul een desintegratie van een chemische binding heeft. De energie die vrijkomt bij deze chemische reactie wordt vervolgens gebruikt om energie vrij te maken van ATP.

Daarom vereist elke actie die door het organisme wordt uitgevoerd de continue afbraak van ATP. Gezamenlijk worden alle chemische reacties die in cellen plaatsvinden om energie te verwerven, op te slaan en vrij te geven, aangeduid als: metabolisme. Metabolische reacties zijn van cruciaal belang voor het voortbestaan ​​van een organisme. Wanneer het metabolisme stopt, sterft het organisme.


Korte samenvatting van fotosynthese

Fotosynthese vindt plaats in twee hoofdfasen, waaronder:

Lichtafhankelijke fase (lichtafhankelijke reacties)

Dit is de eerste fase van de fotosynthese en vindt plaats in het thylakoïde membraan van de chloroplast.

Hier hebben twee fotosystemen, bekend als Photosystem I en Photosystem II (PSI en PSII), een verscheidenheid aan pigmenten, waaronder chlorofylmoleculen die lichtenergie absorberen. Dit levert energie die nodig is om elektronen van watermoleculen door de fotosystemen te verplaatsen om NADPH (Nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat) en ATP (Adenosinetrifosfaat) te maken.

De eerste fase van fotosynthese wordt lichtafhankelijk genoemd omdat deze alleen plaatsvindt in aanwezigheid van zonlicht. Het primaire doel van deze fase is om lichtenergie van de zon om te zetten in chemische energie (ATP en NADPH). Met behulp van deze chemische energie kunnen planten vervolgens organisch materiaal zoals suikers synthetiseren.

Lichtonafhankelijke reacties

In planten vinden de lichtonafhankelijke reacties plaats in afwezigheid van zonlicht. Omdat de eerste fase (lichtafhankelijke reacties) met succes energie produceerde in de vorm van ATP en NADPH, is er geen zonlicht meer nodig aangezien deze energiebronnen de benodigde energie leveren voor de suikersynthese. Hier wordt de Calvincyclus gebruikt om de lichtonafhankelijke reacties te beschrijven.

In de Calvin-cyclus combineert koolstofdioxide met ribulose-1, 5-bisfosfaat (RuBP) in aanwezigheid van RuBP-carboxylase/oxygenase, ( RuBisCo ) enzym om twee moleculen van 3-fosfoglycerinezuur (3-PGA) te produceren, een verbinding met drie koolstofatomen. Dit is de eerste fase van een lichtonafhankelijke reactie en staat bekend als koolstoffixatie.

De tweede fase staat bekend als reductie en vereist ATP en NADPH. In deze fase leveren de twee energiebronnen de energie die nodig is om 3-fosfoglycerinezuur om te zetten in glyceraldehyde-3-fosfaat (G3P), een suiker met drie koolstofatomen.

Ten slotte, in de derde fase die bekend staat als regeneratie, worden sommige moleculen van glyceraldehyde-3-fosfaat gebruikt om suikermoleculen (glucose) te produceren, terwijl andere worden gerecycled om RuBP te regenereren voor meer reacties. Deze fase wordt gevoed door ATP, dat fungeert als de bron van energie.


Samenvatting

Het proces van fotosynthese veranderde het leven op aarde. Door energie van de zon te benutten, gaf fotosynthese levende wezens toegang tot enorme hoeveelheden energie. Door fotosynthese kregen levende wezens toegang tot voldoende energie, waardoor ze nieuwe structuren konden ontwikkelen en de biodiversiteit konden bereiken die vandaag de dag zichtbaar is.

Alleen bepaalde organismen, autotrofen genaamd, kunnen fotosynthese uitvoeren. Hiervoor is de aanwezigheid van chlorofyl nodig, een gespecialiseerd pigment dat licht kan absorberen en lichtenergie kan omzetten in chemische energie. Fotosynthese gebruikt koolstofdioxide en water om koolhydraatmoleculen (meestal glucose) te assembleren en geeft zuurstof af aan de lucht. Eukaryotische autotrofen, zoals planten en algen, hebben organellen die chloroplasten worden genoemd en waarin fotosynthese plaatsvindt.


6 antwoorden 6

Onze (verre) voorouders zijn geëvolueerd om in de oceaan te leven met een bepaald zoutgehalte, voedingsstoffen, temperatuur, enz. Om naar meer vijandige omgevingen te gaan, hebben we manieren ontwikkeld om die "perfecte" omgeving met ons mee te nemen in ons lichaam. Bijvoorbeeld, waar je ook gaat, je lichaam heeft altijd hetzelfde zoutgehalte als de oeroceaan, ongeacht hoeveel zout of water je consumeert (nou ja, als je tot het uiterste gaat, ga je dood).

Het is niet moeilijk om je voor te stellen dat wezens die zijn geëvolueerd in een andere "perfecte" omgeving hetzelfde doen, en evenmin op dezelfde manier evolueren om het in nog hardere omgevingen te brengen dan wij. We hebben voorbeelden van je eigenschappen 1-3 hier op aarde, dus dat lijkt geregeld.

Bij eigenschap 4 wordt het lastig. Uit je (bewerkte) beschrijving denk ik dat je een fotosynthetische symbiont beschrijft. Het probleem is dat fotosynthese niet veel energie per gebied produceert in vergelijking met hoeveel energie een dier nodig heeft om de homeostase in een vijandige omgeving te handhaven, laat staan ​​om iets interessants te doen. XKCD schatte bijvoorbeeld dat een fotosynthetische koe slechts in 4% van zijn energiebehoefte zou kunnen voorzien. Een groot deel daarvan is echter waarschijnlijk de wet van de vierkante kubus, dus wat als we dat omkeren naar een plat dier met een transparante bel vol algen op zijn rug? Dat lijkt aannemelijk.

Zou een wezen zijn eigen ecosysteem met zich mee kunnen dragen?

Absoluut. Zoals sommige van de andere antwoorden hebben aangegeven, doet al het leven op aarde momenteel precies dit. Uw idee drijft dit tot het uiterste, maar de fundamentele theorie is goed onderbouwd.

Hoe waarschijnlijk dit is, ik denk dat dat niet relevant is. Hoe waarschijnlijk is het dat Eukaryoten een afzonderlijk, eenvoudig organisme (nu het mitochondrion) hebben opgenomen dat zuurstof (giftig!) gebruikt om energie te produceren? Natuurlijk is het onwaarschijnlijk, het hele concept van leven is onwaarschijnlijk. Maar mogelijk? Heel.

Welke eigenschappen zou het nodig hebben om dit levensvatbaar te maken?

Stralingsweerstand is, zoals je zegt, zeker belangrijk. De stralingsweerstand zou een andere kwestie netjes kunnen oplossen - het verzamelen van energie uitsluitend door licht. Fotosynthese met behulp van Terran-chloroplasten zal het waarschijnlijk niet verminderen in termen van ruwe energie-output. Een chloroplast-equivalent dat op die planeet is geëvolueerd, zou heel goed kunnen profiteren van intense stralingsniveaus. Met deze ene aanpassing kan je wezen zijn energie- en stralingsproblemen oplossen.

Aanpassingen aan de temperatuurbestendigheid worden gemakkelijker aangehaald omdat er genoeg voorbeelden zijn van dieren hier op aarde die het prima met elkaar kunnen vinden in ijskoude klimaten. Om het idee van het innerlijk bioom verder op te nemen, moet u echter een intern organisme overwegen dat een eenvoudige verbinding op zeer exotherme wijze metaboliseert. Toegegeven, deze warmte is gewoon energie die elders had kunnen worden gebruikt, maar het lijkt de moeite waard om een ​​stabiele temperatuur te handhaven zodat de andere symbioten kunnen gedijen. Voor bonuspunten maakt u van het mengsel een afvalproduct om uw recyclingproblemen op te lossen.

Het handhaven van een stabiele interne temperatuur en het verzamelen van voldoende straling zal een delicaat evenwicht blijken te zijn. Naarmate het oppervlak groter wordt, neemt ook de stralingsabsorptie en het warmteverlies toe. Haar zou de stralingsabsorptie verstoren, maar zou waardevolle isolatie bieden.

Je wezen heeft ook een manier nodig om micronutriënten te verzamelen die niet als gassen in de atmosfeer beschikbaar zijn. Ook al halen planten hun energie uit de zon, ze moeten hun voedingsstoffen uit de bodem halen. Dit is misschien een van de lastigere onderdelen om uit te zoeken, maar doodt het idee zeker niet. Je kunt ook overwegen hoe dit wezen zich voortplant en hoe de jongen eruit zien. Kleine nakomelingen zullen moeite hebben om het thermisch evenwicht te behouden en voldoende oppervlakte hebben om straling op te vangen. Grote nakomelingen vereisen een aanzienlijke energie-investering van de ouder, maar zouden waarschijnlijk een betere kans hebben om niet te bevriezen.

Al met al een geweldig schepselidee dat zeker water (en andere wezens) vasthoudt.

Het klinkt mij niet erg aannemelijk in de oren. Het probleem is dat het organisme ergens energie vandaan moet halen om te kunnen bewegen en een actieve stofwisseling te hebben. Een bioom bij je dragen om in die behoefte te voorzien, klinkt misschien als een goed idee, maar het zou niet efficiënt genoeg zijn. Een volwassen olifant verbruikt bijvoorbeeld 200-600 pond voedsel per dag of minstens een ton per week.

Om die hoeveelheid voedsel te verbouwen, zou een enorm gebied nodig zijn. Zelfs met moderne landbouwmethoden zou 1-8 ton/acre/jaar lang niet genoeg zijn en zou een dier met een voetafdruk van een acre meer wegen dan een olifant.

Om het nog moeilijker te maken, is het een koud klimaat, dus zonlicht is zwak en niet bevorderlijk voor massaproductie van voedsel.

Het beste waarop kan worden gehoopt, zou een organisme zijn dat het grootste deel van zijn leven in winterslaap houdt en heel weinig en heel zelden bewoog, maar zelfs dan betwijfel ik of er voldoende energie beschikbaar zou zijn om het organisme te ondersteunen met behoeften aan groei, enige mobiliteit, lichamelijke reparatie en wat basismetabolisme.

Ik denk dat deze vraag nogal aards is. In die zin vraagt ​​het om veel dingen voor een buitenaards wezen dat alleen echt zinvol is in de context van mensachtig of aards leven. En bekijkt de wereld een beetje op het niveau van het organisme. Ten eerste dragen levensvormen zelf hun eigen bioom met zich mee. Zoals allemaal is het een soort meercellige levensvorm. Het zijn veel verschillende cellen die op belangrijke en coöperatieve manieren samenwerken. Ik kan de meeste dingen die ik eet niet verteren, maar er zit een heleboel dingen in mijn buik die dat in dingen kunnen veranderen. Ook warmt mijn lichaam zichzelf op, omdat de chemie sneller werkt in de warmte, veel van die chemie wordt gedaan door mitochondriën, wat een ander beestje is dan mijn cellen, of ik ben.

Dus let op, alles waar je om vraagt ​​is volkomen redelijk en tot op zekere hoogte dingen die het leven goed doet. We leven in een atmosfeer die gevuld is met zuurstof, een van de meest corrosieve stoffen die bekend staat als gemeenschappen van cellen, en in samenwerking met bacteriën enz. En dingen leven in bewoonbare zones. Daarom zijn die zones bewoonbaar, er leven dingen in. Extremofielen zijn vaak meer regel dan uitzondering. Het leven is zo eigenzinnig.

Het enige wat je nodig hebt is energie. Je hebt een wezen ter grootte van een beer die een nomadische levensstijl heeft. Het heeft energie nodig om deze beweging uit te voeren. En over het algemeen zal het een reden nodig hebben om nomadisch te zijn. Dieren verspillen geen energie als ze hun eigen voedsel maken. Bomen staan ​​niet bekend als de snelste wezens op aarde, deels omdat ze hun eigen energie maken. Maar hoewel sommige bomen de grootte van een beer hebben, zijn ze absoluut niet nomadisch. Ze bewegen een beetje richting het zonlicht, maar erg snel gaat het zeker niet.

Beren kunnen gemakkelijk 20.000 calorieën per dag opslokken, soms wel 100.000 als de energie overvloedig is en dan in winterslaap gaan als het koud wordt. Dus wat levert precies op jullie planeet deze enorme hoeveelheid energie, op een bepaalde plaats, waar deze dieren naartoe moeten om te overleven? En als er een hoop energie in de sneeuw zit, waarom zijn er dan geen andere wezens die het opeten?

Je zou ze zeker zo groot kunnen maken als beren en actief als rotsen die de energie van de ruimtestraling naar beneden zuigen, omdat ze in een gemeenschappelijke relatie leven met een of andere kristalschimmel, maar dat is niet echt nomadisch. Of je zou ze een beetje actief kunnen maken zoals beren, maar dan hebben ze het buitenaardse equivalent nodig van het afbranden van een hele ton vis, of een consistent dieet van een andere energiebron calorieën per dag, waarvoor dan niet echt het nomatische deel nodig is ervan. Ze zouden heel goed kunnen grazen op een soort stralingsverslindend mos als stof voor energie, of liever op de een of andere manier meenemen.

Maar er zou een reden zijn waarom het stralingsverslindende mos zou moeten rondkomen op een beerachtig wezen. Planten, omdat ze hun eigen voedsel maken, zijn niet de meest coöperatieve soorten. Je kunt misschien 3000 calorieën per dag krijgen van intense ruimtestraling, maar die hoeveelheid zou de plaats zeker behoorlijk opwarmen als het op het oppervlak van een beer zou vallen. Is er iets anders, zoals methaansneeuw en een hoop zuurstof in de buurt? Als je chemicaliën hebt die samen veel energie kunnen vrijmaken, zou je zeker wat biome-hulp kunnen hebben bij de conversie naar bruikbare energie.

1 Koude weerstand. - Dit is niets. Als je bij deze temperaturen optimaal leeft, zijn ze niet koud voor jou als organisme. We houden van de temperaturen die ons lichaam aanhoudt omdat onze chemische reacties goed verlopen bij die temperaturen.

2 Een middel om met hun slechte sfeer om te gaan. -- Dit is niets. Als je in een dunne atmosfeer leeft, zou dit slecht zijn voor de mens, omdat we zuurstof moeten inademen en niet goed kunnen omgaan met zonnestraling, maar als je daarvoor niet bent geëvolueerd, is dat niet iets dat ertoe doet.

3 Aanpassingen om zonnestraling te overleven. -- Dit is een kleinigheid. In theorie kunnen energierijke dingen complexe dingen breken, maar zuurstof is een van de ergste en meest destructieve dingen en we ademen het in als een baas. En dit klinkt als een hoop nummy nummy energie.

4 Een innerlijk bioom om voedsel te produceren en afval te recyclen -- Alle lichamen doen dit. Dat is de jam van het leven. Als het iets is dat je kunt recyclen, doe dit dan. Het produceren van voedsel is een probleem. Omdat je nog steeds de wetten van de thermodynamica moet gehoorzamen.

Je zou hem ongeveer 25 jaar kunnen laten overwinteren als het stralingabsorberende mos dat zijn lichaam bedekt genoeg energiereserves opbouwt om zijn beer naar de paaigronden te drijven, en alle beer/mos-coöperatieve beestjes gaan berenbaby's en mosbaby's krijgen. Of heb wat extra energie in de buurt. Misschien is het stralingabsorberende mosmateriaal optimaal aangepast voor de pool, en kan het niet zo ver naar het zuiden broeden, en alleen door een beerachtig wezen naar het zuiden en dan naar het noorden te rijden, zou het succesvol kunnen worden.

Iets onherbergzaams noemen is gewoon verkeerd zonder context, dingen hebben alleen energie nodig, daarbuiten vindt het leven een manier. Niets anders van de planeet leeft daar omdat niets anders de energie echt kan oogsten (wat voor energie het ook is). Maar als er spullen wonen, is het zowel gastvrij als bewoonbaar. Dingen als straling en hitte en koude en atmosferische druk lijken onherbergzaam omdat wij als mensen daar niet kunnen leven. Een buitenaards wezen die daar woonde, zou helemaal geen probleem hebben.

Ps. Ik gebruikte mos als een afkorting voor het enige radiotrofe spul dat ik van de aarde weet. Dat ging en nam heel snel extreme straling van een nucleaire kernsmelting en veranderde het in energie. Want nogmaals, dit zijn geen problemen. Dergelijke extreme straling is geen probleem, het is een voedselbron.


Voorbeelden van autotrofen en heterotrofen

Voorbeelden van autotrofe organismen

sommige duidelijk voorbeelden van autotrofe organismen zijn:

Planten

Planten zijn meestal foto-autotrofe organismen, op enkele uitzonderingen na (zoals vleesetende planten, zoals de Flytrap van Venus die zich voedt met vliegen). Dankzij chlorofyl vangt het fotonen van licht op en produceert het suikers en andere stoffen voor voedsel. Planten worden meestal geconsumeerd door heterotrofe dieren die deze organische stoffen gebruiken.

Groene algen

Groene algen, zoals kopergroen of wat zeewier, zijn foto-autotrofe organismen. In feite zijn groene algen afkomstig van oude cyanobacteriën, een soort groene algen die het proces begonnen om de aarde te veranderen in een planeet met een zuurstofrijke atmosfeer.

IJzerbacteriën

Deze organismen zijn chemoautotrofen. Een voorbeeld is de bacterie Acidithiobacillus ferrooxidans , dat energie uit ferro-ijzer haalt en het transformeert van een onoplosbare naar een oplosbare vorm. Deze soorten organismen hebben hun toepassingen in biohydrometallurgie en minerale extractie die niet met conventionele middelen kunnen worden geëxtraheerd.

Zwavel bacteriën

chemoautotrofen, ze leven in ophopingen van pyriet, een mineraal gemaakt van zwavel, waarmee ze zich voeden.

Voorbeelden van heterotrofe organismen

Er zijn veel meer categorieën in heterotrofe organismen dan in autotrofen. Sommige voorbeelden van heterotrofe organismen zijn:

Herbivoren

Deze organismen voeden zich met planten en worden daarom ook wel primaire consumenten genoemd. Via deze voeding krijgen ze onder meer complexe koolhydraten zoals zetmeel of cellulose binnen. Zetmeel wordt gemakkelijk afgebroken (de meeste dieren hebben amylase), maar cellulose (een bestanddeel van plantencelwanden) vereist een speciaal enzym, cellulase, dat specifiek wordt aangetroffen in de darmen van plantenetende dieren of door organismen. symbiotische darmen.

Voorbeelden van plantenetende dieren zijn koeien, herten, schapen en andere herkauwers of olifanten. Degenen die zich voeden met fruit of fruiteters zoals vogels, vleermuizen of apen worden ook als herbivoren beschouwd.

Vleeseters

Ze voeden zich met primaire of herbivoren, of andere carnivoren, daarom worden ze ook secundaire en tertiaire consumenten genoemd. De energie die ze verkrijgen is die welke door de hele voedselketen stroomt, te beginnen met autotrofe organismen. Deze energie wordt gebruikt om zijn biomoleculen te maken of wordt opgeslagen.

Voorbeelden van vleesetende organismen zijn de leeuw, slangen of haaien. Aaseters zoals gieren of kakkerlakken zijn ook carnivoren, omdat ze vlees van dode dieren consumeren.

Afbrekers

Ze voeden zich met dood organisch materiaal door middel van ontleding en absorptie . Deze substraten waarop ze zich voeden kunnen zeer divers zijn, zoals hout, kaas, vlees of strooisel. Voorbeelden van ontbindende organismen zijn enkele schimmels of kleine ongewervelde dieren. De ontbinders spelen een belangrijke rol in de trofische cycli van ecosystemen, omdat ze ervoor zorgen dat de hergebruik van nutriënten binnen ecosystemen . Bovendien zijn ze belangrijk voor de mens economisch en voor voedsel, omdat we dankzij hen bepaalde voedingsmiddelen kunnen produceren die we consumeren.

Schimmels En Protozoa

ze absorberen organische koolstof uit hun omgeving. Het zijn chemoheterotrofen.

Paarse zwavel & #8211 gratis bacteriën

Dit zijn fotoheterotrofen die niet-zwavel organische zuren gebruiken voor energie, maar koolstof halen uit organisch materiaal.

Heliobacteriën

andere fotoheterotrofen die bronnen van organische koolstof nodig hebben die in de bodem worden aangetroffen, vooral in rijstgewassen.

Mangaan oxiderende bacteriën

Een chemoheterotroof die lavastenen gebruikt voor energie, maar vertrouwt op zijn omgeving voor organische koolstof.


De basis van de piramide

De organismen die het basisniveau van de piramide vormen, variëren van gemeenschap tot gemeenschap. In terrestrische gemeenschappen vormen meercellige planten over het algemeen de basis van de piramide, terwijl in zoetwatermeren een combinatie van meercellige planten en eencellige algen het eerste trofische niveau vormt. De trofische structuur van de oceaan is gebouwd op plankton, met name fytoplankton (flora die koolstofdioxide gebruikt, zuurstof afgeeft en mineralen omzet in een vorm die dieren kunnen gebruiken). Zoöplankton, zoals krill, speelt ook een belangrijke rol, zowel als consument van fytoplankton als als voedsel voor een grote verscheidenheid aan zeedieren. Er zijn enkele uitzonderingen op dit algemene plan. Veel zoetwaterstromen hebben afval in plaats van levende planten als energiebasis. Detritus is samengesteld uit bladeren en andere plantendelen die in het water vallen van omliggende terrestrische gemeenschappen. Het wordt afgebroken door micro-organismen en het micro-organismerijke afval wordt gegeten door ongewervelde waterdieren, die op hun beurt worden gegeten door gewervelde dieren.

De meest ongewone biologische gemeenschappen van allemaal zijn die rond hydrothermale bronnen op de oceaanbodem. Deze openingen zijn het gevolg van vulkanische activiteit en de beweging van continentale platen, die scheuren in de zeebodem veroorzaken. Water sijpelt in de scheuren, wordt verwarmd door magma in de aardmantel, wordt beladen met waterstofsulfide en stijgt dan terug naar de oceaanbodem. Zwaveloxiderende bacteriën (chemoautotrofen) gedijen goed in het warme, zwavelrijke water rondom deze scheuren. De bacteriën gebruiken gereduceerd zwavel als energiebron voor de fixatie van kooldioxide. In tegenstelling tot alle andere bekende biologische gemeenschappen op aarde, komt de energie die de basis vormt van deze diepzeegemeenschappen eerder van chemosynthese dan van fotosynthese. Het ecosysteem wordt dus ondersteund door geothermische energie in plaats van zonne-energie.

Sommige soorten die deze ventilatieopeningen omringen, voeden zich met deze bacteriën, maar andere soorten hebben langdurige, wederzijds voordelige relaties (mutualistische symbiose) met zwavelbacteriën gevormd. Deze soorten herbergen de chemoautotrofe bacteriën in hun lichaam en halen hun voeding er rechtstreeks uit. De biologische gemeenschappen die deze openingen omringen zijn zo verschillend van die in de rest van de oceaan dat sinds de jaren tachtig, toen het biologisch onderzoek naar deze openingen begon, ongeveer 200 nieuwe soorten zijn beschreven, en er zijn er nog veel meer die onbeschreven blijven - dwz niet formeel beschreven en wetenschappelijke namen gegeven. Onder de beschreven soorten zijn er minstens 75 nieuwe geslachten, 15 nieuwe families, één nieuwe orde, één nieuwe klasse en zelfs één nieuwe stam.


Zonne-afhankelijkheid en voedselproductie

Sommige organismen kunnen fotosynthese uitvoeren, andere niet. Een autotroof is een organisme dat zijn eigen voedsel kan produceren. De Griekse wortels van het woord autotroph betekenen &ldquoself&rdquo (auto) &ldquofeeder&rdquo (troph). Planten zijn de bekendste autotrofen, maar er bestaan ​​ook andere, waaronder bepaalde soorten bacteriën en algen (Figuur (PageIndex<1>)). Oceanische algen dragen enorme hoeveelheden voedsel en zuurstof bij aan de wereldwijde voedselketens. Meer specifiek zijn planten: fotoautotrofen, een type autotroof dat zonlicht en koolstof uit koolstofdioxide gebruikt om chemische energie in de vorm van koolhydraten te synthetiseren. Alle organismen die fotosynthese uitvoeren, hebben zonlicht nodig.

Afbeelding (PageIndex<2>). De energie die is opgeslagen in koolhydraatmoleculen van fotosynthese gaat door de voedselketen. Het roofdier dat deze herten eet, krijgt energie die zijn oorsprong vindt in de fotosynthetische vegetatie die de herten consumeerden. (credit: Steve VanRiper, U.S. Fish and Wildlife Service)

heterotrofen zijn organismen die niet in staat zijn tot fotosynthese en daarom energie en koolstof uit voedsel moeten halen door andere organismen te consumeren. De Griekse wortels van het woord heterotroof gemene & ldquoother & rdquo (hetero) &ldquofeeder&rdquo (trofee), wat betekent dat hun voedsel afkomstig is van andere organismen. Zelfs als het organisme dat wordt geconsumeerd een ander dier is, herleidt het zijn opgeslagen energie terug naar autotrofen en het proces van fotosynthese. Mensen zijn heterotrofen, net als alle dieren en schimmels. Heterotrofen zijn afhankelijk van autotrofen, direct of indirect. Een hert krijgt bijvoorbeeld energie door planten te eten. Een wolf die een hert eet, krijgt energie die oorspronkelijk afkomstig was van de planten die door dat hert werden gegeten (Figuur (PageIndex<2>)). Met deze redenering kan al het voedsel dat door mensen wordt gegeten worden herleid tot autotrofen die fotosynthese uitvoeren.

Samenvatting van fotosynthese

Fotosynthese heeft zonlicht, kooldioxide en water nodig als uitgangsreactanten (Figuur (PageIndex<3>)). Nadat het proces is voltooid, maakt fotosynthese zuurstof vrij en produceert het koolhydraatmoleculen, meestal glucose. Deze suikermoleculen bevatten de energie die levende wezens nodig hebben om te overleven. De complexe reacties van fotosynthese kunnen worden samengevat door de chemische vergelijking die wordt weergegeven in figuur (PageIndex<4>) hieronder.

Hoewel de vergelijking er eenvoudig uitziet, zijn de vele stappen die plaatsvinden tijdens fotosynthese eigenlijk behoorlijk complex. In planten vindt fotosynthese voornamelijk plaats in de chloroplasten van bladeren. Chloroplasten hebben een dubbel (binnen en buiten) membraan. Binnen de chloroplast bevindt zich een derde membraan dat gestapelde, schijfvormige structuren vormt die thylakoïden worden genoemd. Ingebed in het thylakoïde membraan zijn moleculen van chlorofyl, een pigment (een molecuul dat licht absorbeert) waardoor het hele proces van fotosynthese begint.

Afbeelding (PageIndex<4>). Deze vergelijking betekent dat zes moleculen koolstofdioxide (CO2) zich combineren met zes moleculen water (H2O) in de aanwezigheid van zonlicht. Dit produceert één molecuul glucose (C6H12O6) en zes zuurstofmoleculen (O2).

De twee delen van fotosynthese

Fotosynthese vindt plaats in twee fasen: de lichtafhankelijke reacties en de Calvin-cyclus. In de lichtafhankelijke reacties chlorofyl absorbeert energie uit zonlicht en zet deze vervolgens met behulp van water om in chemische energie. De lichtafhankelijke reacties komen vrij zuurstof als bijproduct van de splitsing van water. In de Calvin cyclus, de chemische energie afgeleid van de lichtafhankelijke reacties drijft zowel de opname van koolstof in kooldioxide moleculen en de daaropvolgende assemblage van suikermoleculen.

De wereldwijde betekenis van fotosynthese

Het proces van fotosynthese is om de volgende redenen van cruciaal belang voor de biosfeer:


Bekijk de video: AWANI Pagi: Akhiri AIDS 2030 - Rawatan u0026 sokongan HIVAIDS negara (November 2021).