Какво представлява хемосинтеза? Каква е неговата прилика с фотосинтеза?

В тази статия ще разгледаме кои организми са химиосинтези. Това е един от начините за хранене на живите организми, които се срещат в природата в някои бактерии.

Методи за хранене на организми

За да разберем какво е химиосинтезата, първо трябва да си спомним кои методи на хранене използват различни организми. На тази основа се разграничават две групи от същества: хетеро- и автотрофни. Първите могат да ядат само готови органични вещества. Протеини, мазнини и въглехидрати абсорбират и трансформират с помощта на специализирани вакуоли или органи на храносмилателната система. Хетеротрофите са животни, гъби, някои бактерии.

Видове автотрофни

Автотрофичните организми синтезират сами органични вещества, които впоследствие се използват за осъществяване на различни жизненоважни процеси. В зависимост от енергийния източник, който се използва, се разграничават още две групи организми. Тази снимка и хеморофите. Представители на първата от тях са растенията. Те синтезират въглехидратите в глюкоза по време на фотосинтеза. Този процес се извършва само в зелените пластиди на хлоропласти при наличието на слънчева светлина, вода и въглероден диоксид. Хемотрофите са някои бактерии. За да синтезират органичната материя, те се нуждаят от различни химични съединения, които окисляват. Сходствата на фотосинтеза и хемосинтеза са способността на организмите да формират самостоятелно необходимите вещества, като получават от околната среда въглерод, вода и минерални соли.

Химиосинтеза: определение на понятието и историята на откритието

Нека разгледаме това по-подробно. Какво е това? хемосинтеза? Това е един от начините за автотрофично хранене, при който протича процесът на окисляване на минерални съединения за синтеза на органични вещества. Сега разберете кои организми са хемосинтеза. Такава уникална способност в природата се притежава само от определени видове прокариоти. Този процес е открит в края на 19 век от руския микробиолог Сергей Николаевич Виноградски. Работейки в лабораторията в Страсбург на Антон де Бари, той е направил опит за получаване на енергия чрез окисляване на сярата. Организмите, които са способни да извършват този химичен процес, той нарича anorgoksidantami. В хода на своето изследване ученият успя да отвори и азот-фиксиращи бактерии. Преди откриването на процеса на химиосинтеза, само фотосинтетични растения и синьо-зелени водорасли се приписват на автотрофните организми.

Разлики и прилики на фотосинтеза и хемосинтеза

И двата вида автотрофично хранене са пластмасов обмен или асимилация. Това означава, че в хода на тези процеси се осъществява образуването на органични вещества и обмен на газ. Първоначалните реагенти са минерални съединения. Фото и хемосинтеза са начините на упражняване цикъл от вещества в биосферата. Всички видове автотрофи осигуряват не само себе си, но и други организми, необходими за живота. Например, по време на фотосинтеза кислородът се освобождава. Необходимо е всички живи същества да дишат. И хеморофичен нитрифициращи бактерии превръщат атмосферния азот в състояние, в което може да се асимилира от растенията.

Съществуват обаче редица разлики между тези видове храна. Химиосинтезата се среща в бактериални клетки, които не съдържат зелен пигмент на хлорофил. И за окислението те използват съединения само на няколко вещества: сяра, азот, водород или желязо. Този метод на хранене е особено важен в местата, където няма слънчева светлина. Така че, на големи дълбочини, само хеморофи могат да живеят. За процеса на фотосинтезата слънчевата енергия е предпоставка. Освен това в растенията този процес се осъществява само в специализирани клетки, съдържащи зелен пигмент хлорофил. Друга предпоставка за фототретичното хранене е наличието на въглероден диоксид.

Железни бактерии

Какво представлява химиосинтезата може да се приеме чрез примера на бактериите, които се трансформират съединения на желязото. Техното откритие принадлежи и на SN Vinogradsky. В природата те са широко разпространени в телата на прясна и солена вода. Същността на техния химиосинтез се състои в промяна на валентността на желязото от две на три. В същото време се отделя малко количество енергия. Ето защо железните бактерии трябва да извършват този процес много интензивно.

Тъй като бактериите са един от най-старите организми, в резултат на жизнената им дейност на планетата се формират големи количества от желязо и манганови руди. В индустрията тези прокариоти се използват за производство на чиста мед.

серни бактерии

Тези прокариоти се възстановяват серни съединения. Процесът на химиосинтеза е открит при изследването на тези организми. За окисляване този тип бактерии използва сероводород, сулфиди, сулфати, политионати и други вещества. А някои прокариоти от тази група натрупват елементарна сяра по време на химиосинтеза. Това може да се случи както в клетките, така и извън тях. Тази способност се използва при решаването на проблема за допълнителна аерация и подкисляване на почвата.

Естественото местообитание на сяра бактерии е прясна и солена вода. Съществуват случаи на симбиоза на тези организми с тубуларни червеи и мекотели, които живеят в зоната и долната зона.

Азот-фиксиращи бактерии

Значението на химиосинтезата в природата до голяма степен се определя от активността на прокариоти, установяващи азот. Повечето от тях живеят на корените на бобови и зърнени растения. Съжителството им е взаимноизгодно. Растенията осигуряват прокариоти с въглехидрати, които се синтезират по време на фотосинтеза. И бактериите произвеждат азот, който е необходим за цялостното развитие на кореновата система.

Преди откриването на ценните свойства на този вид, се вярваше, че листата от боб имат уникална способност. По-късно беше установено, че растенията не участват пряко в процеса на азотно фиксиране, но процесът се осъществява от бактериите, които живеят в корените си.

Този вид прокариоти извършва два вида химични реакции. В резултат на това амонякът се превръща в нитрати. Разтворите на тези вещества влизат в растението с помощта на кореновата система. Такива бактерии се наричат ​​нитрифициращи. Друга група подобни прокариоти превръща нитратите в азотен газ. Те се наричат ​​денитрифициращи агенти. В резултат на тяхната комбинирана активност се случва непрекъснат цикъл на този химичен елемент в природата.

Бактериите, които фиксират азот, проникват в корените на растенията в местата на увреждане на кожните тъкани или през космите на всмукателната зона. Веднъж вътре, прокариотните клетки започват активно да се разделят, което води до многобройни изпъкналости. Те се виждат с невъоръжено око. Човек използва свойството на азотни фиксиращи бактерии, за да осигури на почвата естествени нитрати, което води до увеличаване на добива.

Природа и химиосинтеза

Ролята на химиосинтезата в природата е трудно да се надцени. Процесът на окисляване на неорганични съединения в природата е важен компонент на общия цикъл на веществата в биосферата. Относителната независимост на хеморофите от енергията на слънчевата светлина ги прави единствените жители на дълбоководни депресии и откъслечни зони на океана.

Амонякът и сероводородът, които се обработват от тези прокариоти, са отровни вещества. В този случай стойността на химиосинтезата е да неутрализира тези съединения. В науката е известен терминът "подземна биосфера". Тя се образува само от организми, които не се нуждаят от светлина или кислород за цял живот. Това уникално свойство е притегнато от анаеробни бактерии.

Така че в статията разбрахме каква е химиосинтезата. Същността на този процес е окисляването на неорганични съединения. Хемосинтетичните организми са някои видове прокариоти: сяра, железни бактерии и фиксиране на азот.