Первые и современные фотосинтезирующие организмы
Содержание
- Первые фотосинтезирующие организмы
- Современные фотосинтезирующие организмы
- Фотосинтез в растениях
- Водоросли и фотосинтез
- Эвглена
- Фотосинтетические бактерии:
Некоторые организмы способны захватывать энергию солнечного света и использовать ее для производства органических соединений. Этот процесс, известный как фотосинтез, необходим для поддержания жизни, поскольку обеспечивает энергию как для производителей, так и для потребителей. Фотосинтезирующие организмы, также известные как фотоавтотрофы, являются организмами, способными к процессу фотосинтеза, и включают высшие растения, некоторые протисты (водоросли и эвглена), а также бактерии.
При фотосинтезе световая энергия преобразуется в химическую энергию, которая хранится в виде глюкозы (сахара). Неорганические соединения (диоксид углерода, вода и солнечный свет) используются для производства глюкозы, кислорода и воды. Фотосинтезирующие организмы используют углерод для получения органических молекул (углеводов, липидов и белков), которые необходимы для построения биологической массы.
Кислород, образующийся в виде побочного продукта фотосинтеза, используется многими организмами, включая растения и животных, для клеточного дыхания. Большинство организмов полагаются на фотосинтез, прямо или косвенно, для получения питательных веществ. Гетеротрофные организмы, такие как животные, большинство бактерий и грибов, не способны к фотосинтезу или продуцированию биологических соединений из неорганических источников. Таким образом, они должны потрeбллять фотосинтетические организмы и другие автотрофы для получения питательных веществ.
Первые фотосинтезирующие организмы
Мы очень мало знаем о самых ранних источниках и организмах фотосинтеза. Были многочисленные предложения относительно того, где и как возник этот процесс, но нет прямых доказательств для подтверждения любого из возможных происхождений. Имеются внушительные доказательства того, что первые фотосинтезирующие организмы появились на Земле примерно от 3,2 до 3,5 млрд лет назад в виде строматолитов, слоистых структур, подобных формам, которые образуют некоторые современные цианобактерии. Существует также изотопное доказательство автотрофной фиксации углерода около 3,7-3,8 миллиарда лет назад, хотя нет ничего, что указывало бы на то, что эти организмы были фотосинтезирующими. Все эти утверждения о раннем фотосинтезе весьма противоречивы и вызвали множество споров в научном сообществе.
Хотя считается, что жизнь впервые появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад, вероятно, ранние организмы не метаболизировали кислород. Вместо этого они полагались на минералы, растворенные в горячей воде вокруг вулканических жерл. Возможно, что цианобактерии начали производить кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза. По мере роста концентрации кислорода в атмосфере, он начал отравлять многие другие формы ранней жизни. Это привело к эволюции новых организмов, которые могли использовать кислород в процессе, известном как дыхание.
Современные фотосинтезирующие организмы
К основным организмам, которые переpaбатывают энергию солнца в органические соединения относятся:
- Растения;
- Водоросли (диатомовые водоросли, фитопланктон, зеленые водоросли);
- Эвглена;
- Бактерии – цианобактерии и аноксигенные фотосинтетические бактерии.
Фотосинтез в растениях
Фотосинтез растений происходит в специализированных органеллах растительных клеток, называемых хлоропластами. Хлоропласты встречаются в листьях растений и содержат пигмент хлорофилл. Этот зеленый пигмент поглощает световую энергию, необходимую для процесса фотосинтеза. Хлоропласты содержат внутреннюю мембранную систему, состоящую из структур, называемых тилакоидами, которые служат местами преобразования энергии света в химическую энергию. Двуокись углерода превращается в углеводы в процессе, известном как фиксация углерода или цикл Кальвина. Углеводы могут хранится в виде крахмала, используемого во время дыхания или для производства целлюлозы. Кислород, который образуется в процессе, выделяется в атмосферу через поры в листьях растений, называемые устьицами.
Растения и цикл питательных веществ
Растения играют важную роль в цикле питательных веществ, в частности, углерода и кислорода. Водные и наземные растения (цветущие растения, мхи и папоротники) помогают регулировать углерод в атмосфере, удаляя углекислый газ из воздуха. Растения также важны для производства кислорода, который выделяется в воздух как ценный побочный продукт фотосинтеза.
Водоросли и фотосинтез
Водоросли представляют собой эукариотические организмы, которые имеют хаpaктеристики как растений, так и животных. Как и животные, водоросли способны питаться органическим материалом в окружающей их среде. Некоторые водоросли также содержат органеллы и структуры, обнаруженные в клетках животных, такие как жгутики и центриоли. Как и растения, водоросли содержат фотосинтетические органеллы, называемые хлоропластами. Хлоропласты содержат хлорофилл – зеленый пигмент, который поглощает световую энергию для фотосинтеза. Водоросли также имеют другие фотосинтетические пигменты, такие как каротиноиды и фикобилины.
Водоросли могут быть одноклеточными или существовать в виде больших многоклеточных организмов. Они живут в различных местах обитания, включая соленые и пресные водные среды, влажную почву или породы. Фотосинтезирующие водоросли, известные как фитопланктон, встречаются как в морской, так и в пресноводной среде. Морской фитопланктон состоит из диатомей и динофлагеллятов. Пресноводный фитопланктон включает зеленые водоросли и цианобактерии. Фитопланктон плавает вблизи поверхности воды, чтобы получить лучший доступ к солнечному свету, который необходим для фотосинтеза. Фотосинтетические водоросли жизненно важны для глобального цикла веществ, таких как углерод и кислород. Они поглощают углекислый газ из атмосферы и генерируют более половины кислорода на планетарном уровне.
Эвглена
Эвглена – одноклеточные протисты, которые были классифицированы по типу эвгленовые (Euglenophyta) с водорослями из-за своей способности к фотосинтезу. В настоящее время, ученые считают, что они не являются водорослями, а приобрели свои фотосинтетические способности через эндосимбиотические отношения с зелеными водорослями. Таким образом, эвглена была помещена в типологию эвгленозои (Euglenozoa).
Фотосинтетические бактерии:
Цианобактерии
Цианобактерии – это кислородные фотосинтетические бактерии. Они собирают солнечную энергию, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Как растения и водоросли, цианобактерии содержат хлорофилл и превращают углекислый газ в глюкозу через фиксацию углерода. В отличие от эукариотических растений и водорослей, цианобактерии являются прокариотическими организмами. Им не хватает окруженного мембраной ядра, хлоропластов и других органелл, обнаруженных в клетках растений и водорослей. Вместо этого цианобактерии имеют двойную наружную клеточную мембрану и сложенные внутренние тилакоидные мембраны, которые используются при фотосинтезе. Цианобактерии также способны к фиксации азота, процесс превращения атмосферного азота в аммиак, нитрит и нитрат. Эти вещества абсорбируются растениями для синтеза биологических соединений.
Цианобактерии встречаются в различных наземных биомах и водных средах. Некоторые из них считаются экстремофилами, потому что обитают в чрезвычайно суровых условиях, например горячие источники и гиперсоленные водоемы. Цианобактерии также существуют как фитопланктон и могут жить в других организмах, таких как грибы (лишайники), простейшие и растения. Они содержат пигменты фикоэритрин и фикоцианин, которые отвечают за их сине-зеленый цвет. Эти бактерии иногда ошибочно называют сине-зелеными водорослями, хотя они вообще к ним не принадлежат.
Аноксигенные бактерии
Аноксигенные фотосинтетические бактерии представляют собой фотоавтотрофы (синтезируют пищу с использованием солнечного света), которые не продуцируют кислород. В отличие от цианобактерий, растений и водорослей, эти бактерии не используют воду в качестве донора электронов в трaнcпортной цепи электрона при производстве АТФ. Вместо этого они используют водород, сероводород или серу в качестве основных доноров электронов. Аноксигенные бактерии также отличаются от цианобактерий тем, что у них нет хлорофилла для поглощения света. Они содержат бактериохлорофилл, который способен поглощать более короткие волны света, чем хлорофилл. Таким образом, бактерии с бактериохлорофиллом, как правило, обнаруживаются в глубоких водных зонах, куда могут проникать более короткие длины волн света.
Примеры аноксигенных фотосинтетических бактерий включают пурпурные и зеленые бактерии. Пурпурные бактериальные клетки бывают разных форм (сферические, стержневые, спиральные), и они могут быть подвижными или не подвижными. Пурпурные серные бактерии обычно встречаются в водных средах и серных источниках, где присутствует сероводород и отсутствует кислород. Пурпурные несерные бактерии используют более низкие концентрации сульфида, чем пурпурные серные бактерии. Зеленые бактериальные клетки обычно имеют сферическую или стержнеобразную форму, и в основном не подвижны. Зеленые серные бактерии используют сульфид или серу для фотосинтеза и не могут жить при наличии кислорода. Они процветают в богатых сульфидами водных средах и иногда образуют зеленоватый или коричневый окрас в своих местах обитания.
Мягкий, ненавязчивый серый цвет кошачьей шерсти в каком-то смысле придаёт ещё больше уюта домашней обстановке. Поэтому кошки серого окраса (среди заводчиков принято называть его гoлyбым) популярны, причём вне зависимости от происхождения....
27 04 2024 7:35:18
Наша планета Земля очень большая. Каждый ее уголок отличается разнообразной природой. Но у каждого человека есть своя родная природа. Даже если встречаются наиболее красивые места, то родную природу нельзя ни с чем сравнить....
26 04 2024 2:10:20
Из-за обилия прекрасных климатических условий, Африка "забита" всевозможными видами млекопитающих, птиц, рыб, земноводных, рептилий и насекомых....
25 04 2024 9:34:31
Золотистая щурка или пчелоедка (Merops apiaster) — птица представляющая семейство щурковых (Meropidae). Она гнездится на юге Европы, а зимовать прилетает в......
24 04 2024 20:55:44
Стихотворение «Зимнее утро» – самые яркие, выразительные пушкинские строки о зиме. Праздничная атмосфера, волшебство снежного времени года, человеческая радость от восхода солнца слиты воедино....
23 04 2024 8:17:41
Члeнистоногие - наиболее распространенная на Земле группа беспозвоночных животных, оснащенных экзоскелетом, сочлeненными ногами и сегментированными телами....
22 04 2024 5:35:54
Земля - большая и разнообразная планета, поэтому неудивительно, что некоторые регионы испытывают экстремальные температуры. Вы когда-нибудь задумывались, где находится самое холодное место на Земле?...
21 04 2024 18:14:31
Природой называют всё то, что окружает нас, но не создано человеком. Растения, животные, горы и океаны, небо, Луна, Солнце и другие звезды – всё это природа....
20 04 2024 7:18:41
Наступил выходной, и погода установилась как раз такой, которая бывает настоящим зимним днем. Был небольшой мороз, слегка пощипывающий щеки, небо без единого облачка, гoлyбого цвета....
19 04 2024 0:21:27
Действительно ли страусы уходят от "проблем" и опасности таким образом?...
18 04 2024 21:41:12
Карликовый бегемот (Hexaprotodon liberiensis или Choeropsis liberiensis) - небольшой представитель семейства бегемотовые (Hippopotamidae) обитающий в лесах и болотах Западной Африки....
17 04 2024 14:14:54
Гора – это особая местность рельефа, которая хаpaктеризуется резким увеличением высоты местности. У каждой горы можно выделить вершину (но иногда их бывает несколько) и склоны, которые к этой самой вершине ведут....
16 04 2024 22:33:30
Экономикой называют всякую хозяйственную деятельность человека. Однако эта деятельность очень разнообразна, поэтому ее разбивают на несколько отраслей....
15 04 2024 9:34:47
Здесь представлен список пяти основных пустынь континента с кратким описанием и фото. Также, в конце статьи вы можете ознакомится с расположением этих пустынь на карте Африки....
14 04 2024 15:59:34
Большинство вулканов похожи друг на друга, в частности, у них есть три общих элемента – очаг, жерло и кратер. Кратер – это углубление в верхней части вулкана, через которое магма и выходит наружу....
13 04 2024 12:51:31
Острова Японии простираются на большое расстояние с севера на юг и охватывают субтропический и тропический климатические пояса. Это приводит к большому разнообразию флоры и фауны, несмотря на изоляцию Японии от материка Евразии....
12 04 2024 8:36:45
Поэзия Н. М. Рубцова разнообразна, множество стихотворных произведений о Родине, детстве, юношеских годах и многое другое. Однако главной темой во всех произведениях является любовь к Родине. Одно из таких произведений «Родная деревня»....
11 04 2024 8:51:42
ОТВЕТ: Белые медведи живут в Арктике, которая является регионом, окружающим Северный полюс. Они проводят большую часть своего времени на......
10 04 2024 0:25:17
Организмы, которые размножаются пoлoвым путем, производят пoлoвые клетки, также называемые гаметами. Эти клетки значительно отличаются у мужчин и женщин....
09 04 2024 5:27:40
Лесные экосистемы имеют важное значение для многих живых организмов, а также для общего состояния здоровья планеты в целом....
08 04 2024 8:19:52
Бактерии, вызывающие болезнь, называются патогенными бактериями, и они делают это, производя ядовитые вещества, называемые эндотоксинами и экзотоксинами....
07 04 2024 8:47:37
Что было раньше, курица или яйцо? Без курицы нет яйца, а без яйца соответственно курицы. Этого достаточно, чтобы скрутить вашу голову....
06 04 2024 8:46:10
Начало осени всегда радует яркими красками листвы, пожелтелой травы и пока еще теплым солнцем. Но на смену этой погоды приходит пасмурная пора....
05 04 2024 5:32:31
Водный биом занимает около 75 % площади поверхности Земли, и является самым большим из всех биомов планеты....
04 04 2024 2:29:24
При генетическом разнообразии гены живых организмов внутри популяции изменяются. Аллели определяют различные черты, которые могут передаваться от родителей к потомству....
03 04 2024 17:53:29
Четвертичный период начался 2,6 млн лет назад и длится до настоящего времени. Он является одним из трех периодов кайнозойской эры и следует за неогеновым периодом....
02 04 2024 19:11:46
В XV веке европейцы стали активно исследовать планету, и в результате им удалось убрать с карты мира почти все «белые пятна». Этот период известен в истории как эпоха Великих географических открытий....
01 04 2024 14:17:43
На протяжении долгого времени считалось, что в горбу у верблюда находится запас воды. Но так ли это на самом деле? Читай далее, чтобы узнать ответ!...
31 03 2024 22:28:20
Помните! Все списки "чудес природы" являются субъективными и каждый вправе сам выбирать, что для него чудо, а что обыденное явление....
30 03 2024 12:16:54
Гаметы - это репродуктивные клетки (пoлoвые клетки), которые объединяются во время пoлoвoго размножения, чтобы сформировать новую клетку, называемую зиготой....
29 03 2024 0:44:43
Россия – одна из самых богатых стран мира на полезные ископаемые. Уголь и газ занимают передовые позиции, но есть и множество других востребованных ресурсов, и запасы их по-настоящему огромны....
28 03 2024 2:56:18
Биом тайги, известный также как бореальные леса - это увлекательное экологическое явление, опоясывает северные широты земного шара от Северной Америки до Евразии....
27 03 2024 18:23:36
Хвостатые (Caudata, или Urodela) - отряд земноводных, который включают в себя 3 подотряда и около 470 современных видов....
26 03 2024 16:30:26
Что бы вы подумали, если бы услышали, что в город прибыли Опал, Эндрю, Катрина, Хьюго, Камилла и Айрин? Кто они? Потерянные родственники прибывшие для...
25 03 2024 12:33:22
Андская кошка (Leopardus jacobita) - небольшая дикая кошка из рода южноамериканские или тигровые кошки (Leopardus), обитает в высокогорных районах Анд....
24 03 2024 14:11:38
Северная Америка является континентом, разнообразных ландшафтов, простирающийся от Арктики на крайнем севере до узкой части Центральной Америке на юге......
23 03 2024 8:49:42
Должны ли крысы питаться мясом? Есть ли в нем какие-либо преимущества или недостатки? Мы решил провести небольшое исследование и поделиться с вами в этой статье....
22 03 2024 2:13:59
ОТВЕТ: Дождевой червь имеет пять аортальных дуг (кольцевые сосуды), которые функционирует подобно сердцу....
21 03 2024 7:41:31
Зоопланктон (животный планктон) - это мелкие организмы, которые часто оказываются во власти океанских течений, но, в отличие от фитопланктона, не способны к фотосинтезу....
20 03 2024 17:55:48
Наш дачный участок раскинулся на берегу небольшого пруда, выкопанный для поливки огородов. Но это еще прекрасное место отдыха и своеобразного общения с природой....
19 03 2024 17:27:18
В бассейн Северного Ледовитого океана входит несколько примечательных заливов, о них и пойдет речь в этой статье....
18 03 2024 18:30:59
Книжная вошь, или книжный сеноед (Liposcelis divinatorius) - мелкие бескрылые насекомые, живущие в книжных переплетах, где едят крахмал и грибной мицелий (плесень)....
17 03 2024 18:34:43
Для лучшего понимания значения этого термина, обратите внимание, что префикс «фото» означает «свет», а суффикс «тропизм» означает «поворот»....
16 03 2024 1:49:22
Кариокинез определяется как деление ядра во время М-фазы клеточного цикла до начала деления цитоплазмы. Цитокинез, с другой стороны, определяется как деление цитоплазмы во время М-фазы клеточного цикла....
15 03 2024 13:33:26
ОТВЕТ: Опоссумы являются всеядными, поэтому они едят множество различных растений и животных....
14 03 2024 10:11:54
Всем приятно наступление весны. Она раньше всего приходит в город. Лучи солнца нагревают здания, которые отдают свое тепло всему окружающему миру....
13 03 2024 16:44:27
Расскажем о некоторых распространенных в России видах лекарственных растений подробнее....
12 03 2024 22:10:27
В этой статье дается определение термина "абиогенез" и рассматриваются доказательства, подтверждающие эту теорию. Мы также обсудим раннюю Землю и возможности для зарождения первой жизни на планете с чисто научной точки зрения....
11 03 2024 11:37:20
Вы знали, что растения потеют? Tрaнcпирация - это одновременно важный и трудоемкий процесс для растений, требующий поддержания тонкого баланса между ним и другими жизненно необходимыми клеточными процессами....
10 03 2024 6:54:52
Если вы остановили свой выбор на хомяке мальчике, то следующая подборка имён поможет вам окончательно определиться с выбором....
09 03 2024 6:12:12
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Гайдара
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Основные природные зоны Канады
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Какая часть света наибольшая по площади и численности населения?
Самая краткая биография Грига
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Богатство (обществознание, 5 класс)
Краткая биография Жюль Верна
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Причастие и деепричастие – отличия
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Самая краткая биография Марко Поло
Сходство и различие между митозом и мейозом
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Самая краткая биография Бетховена
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)