Organismi che usano la fotosintesi

Alcuni organismi sono in grado di catturare l'energia della luce solare e utilizzarla per produrre composti organici. Questo processo, noto come fotosintesi, è essenziale per la vita in quanto fornisce energia per entrambi produttori e consumatori. Gli organismi fotosintetici, noti anche come fotoautotrofi, sono organismi capaci di fotosintesi. Alcuni di questi organismi includono più in alto impianti, alcuni protisti (alghe e Euglena), e batteri.

Nel fotosintesi, l'energia luminosa viene convertita in energia chimica, che viene immagazzinata sotto forma di glucosio (zucchero). I composti inorganici (anidride carbonica, acqua e luce solare) vengono utilizzati per produrre glucosio, ossigeno e acqua. Gli organismi fotosintetici usano il carbonio per generare molecole organiche (carboidrati, lipidi, e proteine) e costruire massa biologica. L'ossigeno prodotto come sottoprodotto della fotosintesi viene utilizzato da molti organismi, tra cui Piante e animali, per respirazione cellulare. La maggior parte degli organismi fa affidamento sulla fotosintesi, direttamente o indirettamente, per l'alimentazione. Eterotrofi (

Fotosintesi nel impianti si verifica in specializzato organelli chiamato cloroplasti. I cloroplasti si trovano nelle piante le foglie e contiene la clorofilla pigmentata. Questo pigmento verde assorbe la luce necessaria per la fotosintesi. I cloroplasti contengono un sistema di membrane interne costituito da strutture chiamate tilacoidi che fungono da siti di conversione dell'energia luminosa in energia chimica. L'anidride carbonica viene convertita in carboidrati in un processo noto come fissazione del carbonio o ciclo di Calvin. Il carboidrati può essere conservato sotto forma di amido, utilizzato durante la respirazione o utilizzato nella produzione di cellulosa. L'ossigeno che viene prodotto nel processo viene rilasciato nell'atmosfera attraverso i pori nelle foglie delle piante conosciute come stomi.

Le piante svolgono un ruolo importante nel ciclo di nutrienti, in particolare carbonio e ossigeno. Piante acquatiche e terrestri (piante fiorite, muschi e felci) aiutano a regolare il carbonio atmosferico rimuovendo l'anidride carbonica dall'aria. Le piante sono anche importanti per la produzione di ossigeno, che viene rilasciato nell'aria come un prezioso sottoprodotto della fotosintesi.

Alghe sono organismi eucariotici che hanno le caratteristiche di entrambi impianti e animali. Come gli animali, le alghe sono in grado di nutrirsi di materiale organico nel loro ambiente. Alcune alghe contengono anche organelli e strutture presenti nelle cellule animali, come ad esempio flagelli e centrioli. Come le piante, le alghe contengono organelli fotosintetici chiamati cloroplasti. I cloroplasti contengono clorofilla, un pigmento verde che assorbe l'energia della luce per la fotosintesi. Le alghe contengono anche altri pigmenti fotosintetici come i carotenoidi e le ficobiline.

Le alghe possono essere unicellulari o possono esistere come grandi specie multicellulari. Vivono in vari habitat tra cui sale e acqua dolce ambienti acquatici, terreno bagnato o su rocce umide. Le alghe fotosintetiche note come fitoplancton si trovano in ambienti marini e d'acqua dolce. La maggior parte del fitoplancton marino è composta da diatomee e dinoflagellati. La maggior parte del fitoplancton d'acqua dolce è composta da alghe verdi e cianobatteri. Il fitoplancton galleggia vicino alla superficie dell'acqua per avere un migliore accesso alla luce solare necessaria per la fotosintesi. Le alghe fotosintetiche sono vitali per il globale ciclo di nutrienti come carbonio e ossigeno. Rimuovono l'anidride carbonica dall'atmosfera e generano oltre la metà della fornitura globale di ossigeno.

Euglena sono protisti unicellulari nel genere Euglena. Questi organismi sono stati classificati nel phylum Euglenophyta con alghe grazie alla loro abilità fotosintetica. Gli scienziati ora credono di non essere alghe ma hanno acquisito le loro capacità fotosintetiche attraverso una relazione endosimbiotica con alghe verdi. Come tale, Euglena sono stati inseriti nel phylum euglenozoa.

I cianobatteri lo sono fotosintetico ossigenatobatteri. Raccolgono l'energia del sole, assorbono l'anidride carbonica ed emettono ossigeno. Come le piante e le alghe, i cianobatteri contengono clorofilla e convertire l'anidride carbonica in zucchero attraverso la fissazione del carbonio. A differenza delle piante eucariotiche e delle alghe, i cianobatteri lo sono organismi procariotici. Mancano di un limite di membrana nucleo, cloroplasti, e altro organelli trovato in impianti e alghe. Invece, i cianobatteri hanno un doppio esterno membrana cellulare e le membrane interne del tilacoide ripiegate utilizzate fotosintesi. I cianobatteri sono anche in grado di fissare l'azoto, un processo mediante il quale l'azoto atmosferico viene convertito in ammoniaca, nitrito e nitrato. Queste sostanze vengono assorbite dalle piante per sintetizzare i composti biologici.

I cianobatteri si trovano in vari biomi terrestri e ambienti acquatici. Alcuni sono considerati estremofili perché vivono in ambienti estremamente difficili come sorgenti di acqua calda e baie di ipersaline. Cianobatteri di Gloeocapsa può persino sopravvivere alle dure condizioni dello spazio. Esistono anche cianobatteri come fitoplancton e può vivere all'interno di altri organismi come i funghi (licheni), protistie piante. I cianobatteri contengono i pigmenti ficoeritrina e la ficocianina, che sono responsabili del loro colore blu-verde. A causa del loro aspetto, questi batteri sono talvolta chiamati alghe blu-verdi, anche se non sono affatto alghe.

Fotosintetico anossigenico i batteri lo sono photoautotrophs (sintetizza il cibo usando la luce solare) che non producono ossigeno. A differenza dei cianobatteri, delle piante e delle alghe, questi batteri non usano l'acqua come donatore di elettroni nel catena di trasporto degli elettroni durante la produzione di ATP. Invece, usano idrogeno, acido solfidrico o zolfo come donatori di elettroni. I batteri fotosintetici anossigenici differiscono anche dalla cianobaceria in quanto non hanno clorofilla per assorbire la luce. Contengono bacteriochlorophyll, che è in grado di assorbire lunghezze d'onda più brevi della luce rispetto alla clorofilla. Pertanto, i batteri con batterioclorofilla tendono a trovarsi in zone acquatiche profonde dove lunghezze d'onda più brevi della luce sono in grado di penetrare.

Esempi di batteri fotosintetici anossigenici comprendono batteri viola e batteri verdi. Le cellule batteriche viola entrano in a varietà di forme (sferico, asta, spirale) e queste cellule possono essere mobili o non mobili. I batteri viola dello zolfo si trovano comunemente negli ambienti acquatici e nelle sorgenti di zolfo dove è presente l'idrogeno solforato e l'ossigeno è assente. I batteri viola senza zolfo utilizzano concentrazioni più basse di solfuro rispetto ai batteri viola e depositano zolfo all'esterno delle loro cellule anziché all'interno delle cellule. Le cellule batteriche verdi sono tipicamente sferiche o a forma di bastoncino e le cellule sono principalmente non mobili. I batteri dello zolfo verde utilizzano solfuro o zolfo per la fotosintesi e non possono sopravvivere in presenza di ossigeno. Si depositano zolfo al di fuori delle loro cellule. I batteri verdi prosperano in habitat acquatici ricchi di solfuri e talvolta formano fioriture verdastre o marroni.