Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

У нашій статті ми розглянемо, у яких організмів відбувається хемосинтез. Це один із способів харчування живих організмів, який зустрічається в природі у деяких бактерій.

Способи харчування організмів

Щоб розібратися, що таке хемосинтез, необхідно спочатку згадати, які способи харчування використовують різні організми. За цією ознакою розрізняють дві групи істот: гетеро- і автотрофи. Перші здатні харчуватися тільки готовими органічними речовинами. Білки, жири і вуглеводи вони поглинають і перетворюють за допомогою спеціалізованих вакуолей або органів травної системи. Гетеротрофами є тварини, гриби, деякі бактерії.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

види автотрофов

Автотрофні організми самі синтезують органічні речовини, які в подальшому використовують для здійснення різних процесів життєдіяльності. Залежно від джерела енергії, який при цьому використовується, розрізняють ще дві групи організмів. Це фото- і хемотрофи. Представниками першої з них є рослини. Вони синтезують вуглевод в глюкозу в ході фотосинтезу. Цей процес відбувається тільки в зелених пластидах хлоропластах при наявності сонячного світла, води і вуглекислого газу. Хемотрофов є деякі бактерії. Для синтезу органіки їм необхідні різні хімічні сполуки, які вони окислюють. Схожість фотосинтезу і хемосинтезу полягають в здатності організмів самостійно утворювати необхідні їм речовини, отримуючи з навколишнього середовища вуглець, воду і мінеральні солі.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

Хемосинтез: визначення поняття і історія відкриття

Давайте розберемося докладніше. Що таке хемосинтез? Це один із способів автотрофного харчування, при якому відбувається процес окислення мінеральних сполук для синтезу органічних. Тепер з'ясуємо, у яких організмів відбувається хемосинтез. Такою унікальною здатністю в природі мають тільки деякі види прокаріотів. Цей процес був відкритий в кінці 19 століття українським мікробіологом Сергієм Миколайовичем Виноградским. Працюючи в Страсбурзької лабораторії Антона де Барі, він здійснив досвід з отримання енергії за рахунок окислення сірки. Організми, які здатні здійснювати цей хімічний процес, він назвав аноргоксиданти. В ході своїх досліджень вченому вдалося відкрити і азотфиксирующие бактерії. До відкриття процесу хемосинтезу до автотрофним організмам відносили тільки фотосинтезуючі рослини і синьо-зелені водорості.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

Відмінності і подібності фотосинтезу і хемосинтезу

Обидва види автотрофного харчування являють собою пластичний обмін, або асиміляцію. Це означає, що в ході цих процесів відбувається утворення органічних речовин і газообмін. При цьому вихідними реагентами є мінеральні сполуки. Фото- і хемосинтез є шляхами здійснення кругообігу речовин в біосфері. Всі види автотрофов забезпечують необхідними для життєдіяльності умовами не тільки себе, але і інші організми. Наприклад, в ході фотосинтезу виділяється кисень. Він необхідний всьому живому для дихання. А хемотрофних нитрифицирующие бактерії перетворять атмосферний азот в стан, в якому він може засвоюватися рослинами.

Але між даними типами харчування є і ряд відмінностей. Хемосинтез відбувається в бактеріальних клітинах, які не містять зеленого пігменту хлорофілу. Причому для окислення вони використовують з'єднання тільки деяких речовин: сірки, азоту, водню або заліза. Особливо важливий цей спосіб харчування в тих місцях, де сонячне світло недоступний. Так, на великій глибині можуть мешкати тільки хемотрофи. Для процесу фотосинтезу обов'язковою умовою є сонячна енергія. Причому у рослин цей процес відбувається тільки в спеціалізованих клітинах, що містять зелений пігмент хлорофіл. Ще однією обов'язковою умовою фототрофних харчування є наявність вуглекислого газу.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

залізобактерій

Що таке хемосинтез, можна розглянути на прикладі бактерій, які перетворять сполуки заліза. Їх відкриття також належить С. Н. Виноградському. У природі вони широко поширені в прісних і солоних водоймах. Суть їх хемосинтезу полягає в зміні валентності заліза з двох до трьох. При цьому виділяється невелика кількість енергії. Тому железобактериями доводиться здійснювати цей процес дуже інтенсивно.

Оскільки бактерії є одними з найдавніших організмів, в результаті їх життєдіяльності на планеті утворилися великі поклади залізних і марганцевих руд. У промисловості дані прокаріоти використовують для отримання чистої міді.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

серобактерии

Дані прокаріоти відновлюють сполуки сірки. На дослідженні саме цих організмів був відкритий процес хемосинтезу. Для окислення цей вид бактерій використовує сірководень, сульфіди, сульфати, Політіонати і інші речовини. А деякі прокаріоти цієї групи в ході хемосинтезу накопичують елементарну сірку. Це може відбуватися як в клітинах, так і поза ними. Ця здатність використовується в рішенні проблеми додаткової аерації і закислення грунтів.

Природним середовищем проживання серобактерий є прісні і солоні водойми. Відомі випадки утворення симбіозів цих організмів з трубчастими хробаками і молюсками, які мешкають в мулі і придонному зоні.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

азотфиксирующие бактерії

Важливе значення хемосинтезу в природі багато в чому визначається і діяльністю азотфіксуючих прокаріотів. Більшість з них живуть на коренях бобових і злакових рослин. Їх співжиття є взаємовигідним. Рослини забезпечують прокаріоти вуглеводами, які були синтезовані в ході фотосинтезу. А бактерії продукують азот, необхідний для повноцінного розвитку кореневої системи.

До відкриття цінних властивостей цього виду сНовомосковсклось, що унікальною здатністю володіють листя бобових. Пізніше з'ясувалося, що рослини безпосередньо не беруть участь в процесі азотфіксації, а процес здійснюють бактерії, що мешкають в їх коренях.

Цей вид прокаріотів здійснює два види хімічних реакцій. В результаті першої відбувається перетворення аміаку в нітрати. Розчини цих речовин надходять в рослину за допомогою кореневої системи. Такі бактерії називаються нітріфіцірующімі. Інша група подібних прокаріотів перетворює нітрати в газоподібний азот. Вони називаються денітріфікатори. В результаті їх сукупної діяльності відбувається безперервний кругообіг цього хімічного елемента в природі.

Азотфиксирующие бактерії проникають в корені рослин в місцях пошкодження покривних тканин або через волоски зони всмоктування. Опинившись всередині, прокариотические клітини починають активно ділитися, внаслідок чого утворюються численні випинання. Вони видно неозброєним оком. Людина використовує властивість азотфіксуючих бактерій для забезпечення грунту природними нітратами, що призводить до підвищення врожайності.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

Природа і хемосинтез

Роль хемосинтезу в природі складно переоцінити. Процес окислення неорганічних сполук в природі є важливою складовою загального кругообігу речовин в біосфері. Відносна незалежність хемотрофов від енергії сонячного світла робить їх єдиними мешканцями глибоководних западин і рифтових зон океану.

Аміак і сірководень, які переробляються даними прокариотами, є отруйними речовинами. У цьому випадку значення хемосинтезу полягає в нейтралізації даних сполук. У науці відомий такий термін, як "підземна біосфера". Її формують виключно організми, яким для життя не потрібні ні світло, ні кисень. Цим унікальним властивістю володіють анаеробні бактерії.

Отже, в статті ми розібралися, що таке хемосинтез. Суть цього процесу полягає в окисленні неорганічних сполук. Хемосінтезірующімі організмами є деякі види прокаріотів: сіро, железобактерии і азотфиксирующие.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

Чи знаєте ви, які хвороби можуть вплинути на здоровий сон? Стан здоров'я має великий вплив на сон. Про це говорять результати численних наукових досліджень. Доктор медицини Джеймс Веллман р.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

8 другорядних персонажів фільмів, які опинилися в центрі уваги Добре бути провідною зіркою популярного фільму або телесеріалу. до тих пір, поки вас не відсуне на задній план виконавець другорядної ролі. Бо.

Що таке хемосинтез в чому його схожість з фотосинтезом

Схожі статті