Однако, будучи близкородственными представителями жизни на планете Земля, автотрофные и гетеротрофные организмы также имеют общие характеристики — потребность в пище, воде, кислороде и солнечном свете.
Что такое хемотрофный способ питания
Хемотрофы — это организмы, которые получают энергию в основном из углекислого газа и других неорганических химических веществ в процессе, называемом хемосинтезом. Хемосинтез осуществляется хемотрофами путем окисления доноров электронов из окружающей среды. Хемотрофы могут быть автотрофными (хемоавтотрофы) или гетеротрофными (хемогетеротрофы).
Хемоавтотрофные организмы — это микроорганизмы, которые производят органические вещества из неорганических веществ путем хемосинтеза. Хемосинтез — это процесс, с помощью которого некоторые бактерии и археи преобразуют химическую энергию в питательные вещества. Они способны использовать неорганические соединения, такие как сероводород, сера, аммоний и железо, в качестве восстановителей и синтезировать органические соединения из углекислого газа. Хемоавтотрофные организмы встречаются в экстремальных средах обитания, например, в глубоководных источниках, куда не проникает солнечный свет. К ним относятся метаногены, солеросы, нитрификаторы, термоацидофилы, сероокисляющие бактерии и другие экстремофилы.
Хемогетеротрофы — это гетеротрофы (организмы, которые не могут синтезировать органические вещества из неорганических путем фотосинтеза или хемосинтеза). Хемогетеротрофы делятся на хемолитогетеротрофы и хемоорганогетеротрофы:
- Хемолитогетеротрофы – это микроорганизмы, которые для получения энергии используют процессы окисления неорганических соединений. Они способны использовать восстановленные неорганические соединения в качестве дополнительного источника энергии, но не могут фиксировать углерод, поэтому нуждаются в органическом источнике углерода. К хемолитогетеротрофам относятся сульфатвосстанавливающие бактерии и метанобразующие археи.
- Хемоорганогетеротрофы – это организмы, которые получают энергию и углерод из органических соединений, таких как углеводы, липиды и белки. К хемоорганогетеротрофам относятся большинство микроорганизмов-деструкторов и все животные.
Разница между Фототрофами и Хемотрофами
Основное различие между фототрофами и хемотрофами заключается в том, что фототрофы поглощают солнечный свет в качестве источника энергии для своих клеточных функций, тогда как хемотрофы окисляют органические или неорганические вещества для получения энергии.
Различные организмы имеют разные механизмы производства пищи. Некоторые организмы способны производить собственную пищу, в то время как другие не могут производить собственную пищу и полагаются на пищу, производимую другими организмами или соединениями. Эти организмы делятся на фототрофные и хемотрофные. Фототрофы и хемотрофы — два типа организмов, встречающихся в природе. Большинство фототрофных организмов являются автотрофными, т.е. используют энергию солнечного света для процесса питания. Хемотрофные организмы окисляют как органические, так и неорганические соединения для получения энергии. Они являются самым важным звеном в пищевой цепи на Земле.
Содержание
- Обзор и основные отличия
- Фототрофы
- Хемотрофы
- Сходство между Фототрофами и Хемотрофами
- В чем разница между Фототрофами и Хемотрофами
- Заключение
Фототрофы
Фототрофные организмы относятся к тем организмам, которые используют солнечный свет в качестве основного источника энергии для производства пищи. Они улавливают световую энергию и преобразуют ее в химическую энергию в своих клетках, например, зеленые растения преобразуют световую энергию в химическую энергию посредством фотосинтеза, или они способны фиксировать углерод из углекислого газа в органические соединения.
Читайте также: Как легко избавиться от прыщей
Водоросли используют свет для получения энергии — они фототрофны.
Фототрофные организмы делятся на две основные группы: Фотоавтотрофы и фотогетеротрофы.
Фотоавтотрофы: Эти организмы осуществляют фотосинтез для получения пищи из света, воды и углекислого газа. В присутствии солнечного света углекислый газ и вода преобразуются в органические соединения, такие как углеводы, жиры и белки, которые используются для клеточных функций, таких как биосинтез и дыхание. Некоторые распространенные примеры фотоавтотрофных организмов — зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии.
Фотогетеротрофы: Эти организмы могут использовать солнечный свет в качестве источника энергии, но они не могут использовать углекислый газ в качестве единственного источника углерода. В качестве источника углерода они используют органические соединения из окружающей среды, например, пурпурные бактерии без серы и зеленые бактерии без серы.
Хемотрофы
Хемотрофные организмы — это организмы, которые получают энергию за счет окисления или разложения углекислого газа или неорганических химических соединений посредством хемосинтеза, основного метаболизма хемотрофного производства. В этом процессе простые молекулы углерода, такие как углекислый газ и метан, превращаются в органические соединения путем окисления газообразного водорода, сероводорода и серы.
Микроорганизмы черного курильщика являются хемотрофами.
Некоторые распространенные примеры хемотрофов — протеобактерии, сероокисляющие бактерии и железоокисляющие бактерии в нейтрофилах. Хемотрофы также делятся на хемоавтотрофы и хемогетеротрофы.
Хемотрофы
- Хемотро́фы — организмы, получающие энергию в результате хемосинтеза — окислительно-восстановительных реакций, в которых они окисляют химические соединения, богатые энергией (как неорганические — например, молекулярный водород, серу, так и органические — углеводы, жиры, белки, парафины и более простые органические соединения), в отличие от фототрофов, получающих энергию в результате фотосинтеза. Исключением служат «не-редокс» механизмы, когда протонный электрохимический градиент (PMF, proton motive force) или натриевый электрохимический градиент (SMF, sodium motive force) создаются в результате реакций декарбоксилирования.
Хемосинтезирующие бактерии (хемоавтотрофные бактерии) — это бактерии, которые используют углекислый газ в качестве единственного источника углерода. Они получают энергию в результате окислительно-восстановительных реакций с неорганическими электронодонорными соединениями. Представители родов Nitrosospina, Nitrosococcus, Thiobacillus и других относятся к хемилитоавтотрофам.
Связанные понятия
Эти бактерии называются факультативными анаэробами: Организмы, чей энергетический цикл является анаэробным, но которые могут существовать при доступе кислорода, в отличие от облигатных анаэробов, для которых кислород вреден.
Автотрофное питание. Хемосинтез
Процесс производства энергии бактериями называется хемосинтезом. По сути, это способ питания, при котором неорганические соединения окисляются. Эта реакция производит энергию и служит своеобразным источником этой энергии. Хемосинтез был открыт в 1887 году С. Н. Виноградовым, русским ученым.
К хемотрофным организмам относятся следующие:
- железобактерии (окисляют двухвалентное железо, делая его трёхвалентным);
- серобактерии (способствуют окислению сероводорода, превращая его в молекулярную серу или в соли серной кислоты);
- нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак до азотистой или азотной кислот, которые, взаимодействуя с почвой, в свою очередь, образуют нитрины и нитраты).
Процесс преобразования энергии
Процесс преобразования энергии, полученной в результате хемосинтеза, происходит следующим образом:
- в результате реакции окисления выделяется энергия;
- эта энергия переводится в энергию макроэргических связей АТФ;
- после перевода энергия ассимилируется бактериями;
- после ассимиляции тратится на синтез органических соединений.
Связь хемосинтеза и солнечного света
Хемосинтетические организмы могут существовать без солнечного света. Например, серные бактерии, живущие глубоко под водой. Однако некоторые из них используют для синтеза вещества, существование которых напрямую зависит от солнца. Нитрифицирующие бактерии, например, используют для синтеза аммиак, который выделяется при разложении соединений, полученных с помощью солнечной энергии.
Роль хемосинтезирующих бактерий в круговороте веществ очень велика. Таким образом, они выполняют следующие задачи:
- способствуют преобразованию серы, азота, железа;
- выступают природными «усвоителями» ядовитых веществ (аммиак, сероводород);
- обогащают почву нитратами и нитритами естественным путём (в результате растения получают и перерабатывают столь нужный им азот);
- способствуют отчистке воды (в том числе и сточной).
Интерес. Некоторые хемосинтетики, открытые учеными, могут нанести существенный вред как природе, так и человеку. Некоторые бактерии, например, способны снижать качество масла за счет реакций окисления. Существуют хемосинтетики, которые питаются веществами, содержащимися в асфальте, мраморе и кирпиче.
Они могут нанести ущерб дорогам, домам и другой инфраструктуре. В Черном море есть бактерии, увеличение состава которых может привести к глобальной экологической катастрофе.
Типы автотрофов
Существует два типа автотрофов: Фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.
Фотоавтотрофы
Фотоавтотрофные организмы поглощают энергию солнечного света и преобразуют ее в питательные вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. Фотосинтез не только преобразует солнечный свет в энергию, но и удаляет из атмосферы углекислый газ и выделяет кислород.
Хемоавтотрофы
Хемоавтотрофы — это организмы, которые производят органические вещества из неорганических веществ путем хемосинтеза. Хемосинтез — это процесс, с помощью которого некоторые бактерии и археи преобразуют химическую энергию в питательные вещества. Они могут использовать неорганические соединения, такие как сероводород, сера, аммоний и железо, в качестве восстановителей и синтезировать органические соединения из углекислого газа. Хемоавтотрофные организмы встречаются в экстремальных средах обитания, например, в глубоководных источниках, куда не проникает солнечный свет. К ним относятся метаногенные, салинофильные, нитрифицирующие, термоацидофильные, сероокисляющие и другие экстремофильные бактерии.
Характеристика автотрофов
Для осуществления метаболических процессов живой плазме необходима энергия извне. Этот источник должен присутствовать, поскольку большинство автотрофов по своей структуре практически неподвижны.
Поэтому источником энергии для них является солнечный свет или результат химических реакций. Исходя из этого, все автотрофы делятся на фототрофы и хемотрофы.
Фототрофным организмам для производства органических соединений необходим свет. Наличие хлоропластов в их клетках позволяет этому типу автотрофов осуществлять фотосинтез. В этом процессе кванты света преобразуются в питательные вещества посредством сложного химического взаимодействия.
Хемотрофные организмы получают энергию другим способом, а именно через реакции окисления определенных химических соединений.
Кроме этого другие посетители написали Ещё 2 ответа
Хемоавтотрофы — организмы, в основном бактерии, которые образуют органические вещества с помощью энергии, получаемой при окислении неорганических веществ. Они очень похожи на фотоавтотрофы, но имеют источник энергии, отличный от солнечного света. Примеры: Серные и сульфатвосстанавливающие бактерии (получают энергию из соединений серы — сероводорода и сульфатов); нитрификационные и денитрификационные бактерии (получают энергию из соединений азота — аммиака и нитритов и нитратов); железобактерии (окисляют Fe2+ до Fe3+); водородные бактерии (окисляют водород)! Не путать с цианобактериями — они фотоавтотрофны и осуществляют фотосинтез — и с узловыми бактериями (фиксация азота) — они являются хемо-гетеротрофными симбионтами бобовых, фиксируют азот и делятся своими соединениями с растением, а также поглощают глюкозу из растения.
Хемоавтотрофы — это организмы, синтезирующие органические вещества за счет энергии реакций окисления неорганических веществ, например, железобактерии, серобактерии, нитрифицирующие бактерии и водородные бактерии. Хемоавтотрофы являются одним из типов автотрофов.
Хемоавтотрофные микроорганизмы используют химическую энергию, выделяемую при окислении неорганических веществ (таких как аммиак, сероводород, Fea+ и т.д.), для синтеза органических веществ из неорганического источника углерода. К ним относятся:-железные бактерии-серные бактерии-нитрификационные бактерии-водородные бактерии
