Ce este chemosinteza? Care este similitudinea sa cu fotosinteza?

În acest articol, vom analiza care organisme sunt chemosinteza. Aceasta este una dintre căile de hrănire a organismelor vii, care se găsește în natură în unele bacterii.

Metode de hrănire a organismelor

Pentru a înțelege ce este chemosinteza, trebuie mai întâi să ne amintim ce metode de nutriție folosesc diferite organisme. Pe această bază se disting două grupuri de ființe: hetero- și autotrofe. Primii sunt în măsură să mănânce numai substanțe organice gata. Proteinele, grăsimile și carbohidrații absorb și transformă cu ajutorul vacuolelor sau organelor din sistemul digestiv. Heterotrofii sunt animale, ciuperci, unele bacterii.

Tipuri de autotrofe

Organismele autotrofice sintetizează ele însele substanțele organice, care ulterior sunt folosite pentru a implementa diverse procese vitale. În funcție de sursa de energie utilizată, se disting încă două grupuri de organisme. Această fotografie și hemotrophs. Reprezentanții primelor dintre acestea sunt plante. Acestea sintetizează carbohidrații în glucoză în timpul fotosintezei. Acest proces are loc numai în plastidele verzi de cloroplaste în prezența razelor solare, a apei și a dioxidului de carbon. Hemotrofii sunt niște bacterii. Pentru a sintetiza materia organică, ei au nevoie de compuși chimici diferiți, pe care îi oxidează. Asemănările fotosintezei și chemosintezei sunt capacitatea organismelor de a forma independent substanțele de care au nevoie, obținând din mediu carbon, apă și săruri minerale.

Chemosinteza: definirea conceptului și a istoriei descoperirii

Să ne uităm la acest lucru în detaliu. Ce este chemosynthesis? Asta este una dintre căile de nutriție autotrofică, la care are loc procesul de oxidare a compușilor minerali pentru sinteza organică. Acum, aflați ce organisme sunt chemosinteza. O astfel de abilitate unică în natură este posedată numai de anumite tipuri de procariote. Acest proces a fost descoperit la sfârșitul secolului al XIX-lea de microbiologul rus Serghei Nikolayevich Vinogradsky. Lucrând în laboratorul de la Strasbourg al lui Anton de Bari, a realizat experiență în obținerea energiei prin oxidarea sulfului. Organismele care sunt capabile să efectueze acest proces chimic, el a numit anorgoksidantami. În cursul cercetărilor sale, omul de știință a reușit să deschidă și bacterii de fixare a azotului. Înainte de descoperirea procesului de chemosinteză, numai plantele fotosintetice și algele albastre-verzi au fost atribuite organismelor autotrofice.

Diferențe și asemănări ale fotosintezei și chemosintezei

Ambele tipuri de nutriție autotrofică sunt schimbul de plastic sau asimilarea. Aceasta înseamnă că în cursul acestor procese are loc formarea de substanțe organice și schimbul de gaze. Reactivii inițiali sunt compuși minerali. Fotografia și chemosinteza sunt căile de exercitare un ciclu de substanțe din biosferă. Tot felul de autotrofe oferă nu numai ele însele, ci și alte organisme necesare pentru viață. De exemplu, în timpul fotosintezei, oxigenul este eliberat. Este necesar ca toate lucrurile vii să respire. Și hemotrophic nitrificatoare conversia azotului atmosferic într-o stare în care poate fi asimilată de plante.

Dar există o serie de diferențe între aceste tipuri de alimente. Chemosinteza are loc în celulele bacteriene care nu conțin pigmentul verde de clorofilă. Și pentru oxidare folosesc compuși de doar câteva substanțe: sulf, azot, hidrogen sau fier. Această metodă de nutriție este deosebit de importantă în locurile în care nu este disponibilă lumina soarelui. Deci, la adâncimi mari, numai hemotrophs pot trăi. Pentru procesul de fotosinteză, energia solară este o condiție prealabilă. Mai mult, în plante, acest proces are loc numai în celule specializate care conțin clorofilă de pigment verde. O altă condiție prealabilă pentru nutriția fototrofică este prezența dioxidului de carbon.

Bacterii de fier

Ce este chemosinteza poate fi luată în considerare prin exemplul de bacterii care se transformă compuși ai fierului. Descoperirea lor aparține și lui SN Vinogradsky. În natură, ele sunt distribuite pe scară largă în corpurile de apă proaspătă și salină. Esența chemosintezei lor constă în schimbarea valenței fierului de la două la trei. În același timp, se eliberează o cantitate mică de energie. Prin urmare, bacteriile de fier trebuie să efectueze acest proces foarte intens.

Deoarece bacteriile sunt unul dintre cele mai vechi organisme, ca urmare a activității lor vitale pe planetă, s-au format mari depozite de minereuri de fier și mangan. În industrie, aceste procariote sunt folosite pentru a produce cupru pur.

bacterii sulf

Aceste procariote sunt restaurate compușii sulfului. Procesul de chemosinteză a fost descoperit în studiul acestor organisme. Pentru oxidare, acest tip de bacterii utilizează hidrogen sulfurat, sulfuri, sulfați, politionați și alte substanțe. Și unii procarioti din acest grup acumulează sulf în timpul chemosintezei. Acest lucru se poate întâmpla atât în ​​celule, cât și în afara lor. Această capacitate este utilizată pentru rezolvarea problemei de aerare suplimentară și acidifiere a solului.

Habitatul natural al bacteriilor cu sulf este proaspăt și apă sărată. Există cazuri de simbioză a acestor organisme cu viermi tubulari și moluște care trăiesc în zona de vărsare și zona de jos.

Bacteriile de fixare a azotului

Importanța chemosintezei în natură este în mare măsură determinată de activitatea procariotilor de fixare a azotului. Cele mai multe dintre ele trăiesc pe rădăcinile plantelor leguminoase și de cereale. Coabitarea lor este reciproc avantajoasă. Plantele furnizează procariote cu carbohidrați, care au fost sintetizați în timpul fotosintezei. Și bacteriile produc azot, care este necesar pentru dezvoltarea completă a sistemului radicular.

Înainte de a descoperi proprietățile valoroase ale acestei specii, se credea că frunzele de fasole posedă o capacitate unică. Mai târziu sa constatat că plantele nu participă direct la procesul de fixare a azotului, dar procesul este realizat de bacteriile care trăiesc în rădăcinile lor.

Acest tip de procariote realizează două tipuri de reacții chimice. Ca rezultat, amoniacul este transformat în nitrați. Soluțiile acestor substanțe intră în instalație cu ajutorul sistemului rădăcină. Astfel de bacterii se numesc nitrificatoare. Un alt grup de procariote similare transformă nitrații în gaz de azot. Ele sunt numite agenți de denitrificare. Ca urmare a activității lor combinate, un ciclu continuu al acestui element chimic are loc în natură.

Bacteriile de fixare a azotului pătrund în rădăcinile plantelor în locuri de deteriorare a țesuturilor integrale sau prin părul zonei de aspirație. Odata ajunsi in interior, celulele procariote incepe sa se imparta in mod activ, rezultand numeroase proeminente. Ele sunt vizibile cu ochiul liber. O persoană utilizează proprietatea bacteriilor de fixare a azotului pentru a furniza solului nitrați naturali, ceea ce duce la o creștere a randamentului.

Natură și chemosinteză

Rolul chemosintezei în natură este greu de supraestimat. Procesul de oxidare a compușilor anorganici în natură este o componentă importantă a ciclului general al substanțelor din biosferă. Independența relativă a chemotrofelor de energia soarelui îi face să fie singurii locuitori ai depresiunilor de adâncime și zonele de coastă ale oceanului.

Amoniacul și hidrogenul sulfurat, care sunt prelucrate de aceste procariote, sunt substanțe otrăvitoare. În acest caz, valoarea chemosintezei este de a neutraliza acești compuși. În știință, este cunoscut termenul de "biosferă subterană". Este format numai de organisme care nu au nevoie de lumină sau oxigen pentru viață. Această proprietate unică este posedată de bacterii anaerobe.

Deci, în articol, am dat seama ce este chemosinteza. Esența acestui proces este oxidarea compușilor anorganici. Organismele chimosintetice sunt câteva tipuri de procariote: sulf, bacterii de fier și fixarea azotului.