Tabla de Contenidos
สิ่งมีชีวิตต้องการพลังงานเพื่อทำหน้าที่สำคัญ นั่นคือกระบวนการที่ทำให้พวกมันมีชีวิตอยู่ พลังงาน ในแง่สรีรวิทยานี้คือความสามารถของร่างกายในการดำเนินกิจกรรมในกรณีนี้คือการทำงาน
ตามวิธีการที่สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงาน พวกมันสามารถเป็นเฮเทอโรโทรฟถ้าพวกมันได้รับจากสิ่งมีชีวิตอื่น หรือออโตโทรฟถ้าพวกมันได้มันมาด้วยตัวเอง นั่นคือถ้าพวกมันไม่ได้กินสิ่งมีชีวิตอื่น
ในบรรดาสิ่งมีชีวิต autotrophic มีกลุ่มหนึ่งที่เมื่อมีพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตสารอาหารและได้รับพลังงานจากพวกมัน สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกว่าโฟโตออโตโทรฟหรือการสังเคราะห์ด้วยแสงเนื่องจากพวกมันดำเนินกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเป็นแบบใช้ออกซิเจนหรือไม่ใช้ออกซิเจน
- การสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจนนั้นดำเนินการโดยสิ่งมีชีวิตที่มีแสงอัตโนมัติส่วนใหญ่ เป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตดูดซับน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากสิ่งแวดล้อมที่พวกมันพบตัวเอง และเปลี่ยนสารเหล่านี้ให้กลายเป็นน้ำตาลกลูโคสซึ่งเป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวที่พวกมันได้รับพลังงาน และออกซิเจนซึ่งเป็นก๊าซที่พวกมันได้รับพลังงาน กำจัดออกสู่สิ่งแวดล้อม
- การสังเคราะห์ด้วยแสงแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นดำเนินการโดยแบคทีเรีย photoautotrophic ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน เป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตใช้ไฮโดรเจน กำมะถัน หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์แทนการดูดซับน้ำ ดังนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงประเภทนี้จึงไม่ปล่อยออกซิเจน
สิ่งมีชีวิตที่มีโฟโตออโตโทรฟิคประกอบด้วยสารสีซึ่งเป็นสารที่ช่วยให้จับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ หนึ่งในเม็ดสีเหล่านี้คือคลอโรฟิลล์ซึ่งสามารถมีได้หลายประเภทตามความแปรผันของโครงสร้างของโมเลกุล
ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตที่มีโฟโตออโตโทรฟิค ได้แก่ ไซยาโนแบคทีเรีย แบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจน สาหร่าย และพืช
ไซยาโนแบคทีเรีย
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นโปรคารีโอต กล่าวคือ พวกมันไม่มีสารพันธุกรรมอยู่ภายในนิวเคลียส พวกมันทำการสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจนโดยอาศัยคลอโรฟิลล์ชนิด a ซึ่งทำให้พวกมันสามารถจับแสงแดดได้ พวกมันไม่มีคลอโรพลาสต์ ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงในโฟโตออโตโทรฟส่วนใหญ่ ดังนั้นในการสังเคราะห์ด้วยแสงของไซยาโนแบคทีเรียจึงเกิดขึ้นในโครงสร้างคล้ายถุงที่เรียกว่าไทลาคอยด์ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์
แบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจน
เช่นเดียวกับไซยาโนแบคทีเรีย แบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจนเป็นโปรคารีโอตและไม่มีคลอโรพลาสต์ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พวกมันจะไม่ปล่อยออกซิเจน ซึ่งเป็นสารที่ไซยาโนแบคทีเรียปล่อยออกมา แบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจนสามารถเป็นกำมะถันได้ หากพวกมันขึ้นอยู่กับกำมะถันหรือสารประกอบที่มันก่อตัวขึ้น หรือไม่ใช่กำมะถัน หากพวกมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับกำมะถันหรือไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับมัน แต่ขึ้นอยู่กับสารอื่น เช่น น้ำตาล
สาหร่ายทะเล
สาหร่ายเป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในอาณาจักรโพรทิสตา พวกมันคือยูคาริโอต นั่นคือพวกมันมีสารพันธุกรรมอยู่ในนิวเคลียส และอาจเป็นเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์ก็ได้ พวกมันทำการสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจน อาจมีสีเขียวแดงหรือน้ำตาลขึ้นอยู่กับเม็ดสีที่มีอยู่ ในบรรดารงควัตถุอื่นๆ สาหร่ายสีเขียวมีคลอโรฟิลล์ บี สาหร่ายสีน้ำตาลคลอโรฟิลล์ ซี และฟูโคแซนทีน และสาหร่ายสีแดงมีคลอโรฟิลล์ เอ และไฟโคอีรีทริน
พืช
พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตและมีหลายเซลล์ พวกมันทำการสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจน ในพืชบกหลายชนิด น้ำถูกดูดซึมผ่านทางรากและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มาจากโครงสร้างรูปรูที่เรียกว่าปากใบ ซึ่งทำให้ก๊าซนี้เข้าและออกได้ในอวัยวะต่างๆ เช่น ใบไม้ เมื่อรวมสารเหล่านี้เข้าด้วยกันแล้ว แสงแดดจะทำลายโมเลกุลของน้ำ ซึ่งจะปล่อยออกซิเจนออกสู่สิ่งแวดล้อมและทำให้ไฮโดรเจนมีอยู่ ดังนั้นเมื่อรวมกับคาร์บอนและออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์ มันจะสร้างกลูโคสในคลอโรพลาสต์ของเซลล์
-
ไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ “microcystis flosaquae” ภาพถ่ายของโครงการ Water ภายใต้ใบอนุญาต CC BY-NC-SA 2.0 -
เซลล์สีชมพูกลมๆ เป็นแบคทีเรียกำมะถันในสกุล ‘โครมาเทียม’ ภาพถ่ายโดย Census of Marine Life E&O ได้รับอนุญาตภายใต้ใบอนุญาต CC BY-NC-SA 2.0 -
สาหร่ายเซลล์เดียวของสกุล «Euglena». ภาพถ่ายโดย Philippe Garcelon ได้รับอนุญาตภายใต้ CC POR 2.0 -
คลอโรพลาสต์ในพืชสายพันธุ์ «Cladopodiella fluitans».
ความสำคัญของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง
สิ่งมีชีวิตบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ต้องการออกซิเจน (เรียกว่าแอโรบิก ) ขึ้นอยู่กับการสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจนเป็นพื้นฐาน โดยคำนึงถึงว่ากระบวนการนี้แทรกแซงการหมุนเวียนของสสารและพลังงานในระบบนิเวศ
- สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงให้ออกซิเจนที่สิ่งมีชีวิตจำนวนมากต้องการหายใจ ในทางกลับกัน พวกมันจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากการหายใจ สิ่งนี้ช่วยให้การหมุนเวียนของออกซิเจนและคาร์บอนในระบบนิเวศและกำจัดส่วนหนึ่งของบรรยากาศ CO 2ซึ่งมีส่วนช่วยบรรเทาผลกระทบของภาวะโลกร้อนซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสะสมของก๊าซเช่นนี้
- ในสายใยอาหาร สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงถูกเรียกว่าผู้ผลิตเนื่องจากพวกมันสร้างแหล่งพลังงานของพวกมันเอง ซึ่งก็คือโมเลกุลกลูโคส (C 6 H 12 O 6 ) เมื่อสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิกกินผู้ผลิต พลังงานที่ผู้ผลิตบรรจุอยู่ในอะตอมจะเข้าสู่ระบบนิเวศและไหลเวียนผ่านมัน ขณะที่ใยอาหารเจริญก้าวหน้า
แหล่งที่มา
Azcón-Bieto, J., Talón, M. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสรีรวิทยาของพืช McGraw Hill Inter-American., Madrid, 2000.
Curtis, H. , Barnes, N.S. , Schnek, A. , Massarini, A. ชีววิทยา พิมพ์ครั้งที่ 7 บทบรรณาธิการ Médica Panamericana., Buenos Aires, 2013
