autotrófok vs. heterotrófok
az élő szervezetek kétféle módon jutnak kémiai energiához.
az alábbi ábrán látható autotrofok kémiai energiát tárolnak az általuk épített szénhidrát Élelmiszer-molekulákban. Az élelmiszer szerves molekulákban tárolt kémiai energia. Az élelmiszer biztosítja mind a munka, mind a szén energiáját a testek építéséhez. Mivel a legtöbb autotróf átalakítja a napfényt, hogy ételt készítsen, ezt a folyamatot nevezzük fotoszintézisnek., Csak három organizmuscsoport – növények, algák és néhány baktérium-képes erre az életadó energia átalakításra. Az autotrófok saját használatra készítenek ételt, de elegendőek ahhoz, hogy más életet is támogassanak. Szinte az összes többi szervezet teljesen függ ettől a három csoporttól az általuk termelt élelmiszerhez. A termelők, mint autotrófok is ismertek, olyan élelmiszerláncokat indítanak el, amelyek egész életet táplálnak. Az élelmiszerláncokról az “élelmiszerláncok és élelmiszerláncok” koncepcióban lesz szó.
a heterotrófok nem tudnak saját ételt készíteni, ezért meg kell enniük vagy felszívniuk., Ezért a heterotrófokat fogyasztóknak is nevezik. A fogyasztók közé tartozik az összes állat és gomba, valamint számos protiszt és baktérium. Fogyaszthatnak autotrófokat vagy más heterotrófokat vagy szerves molekulákat más szervezetekből. A heterotrófok nagy változatosságot mutatnak, és sokkal lenyűgözőbbnek tűnhetnek, mint a termelők. De a heterotrófokat korlátozza a teljes függőségünk azoktól az autotrófoktól, amelyek eredetileg az ételünket készítették. Ha növények, algák és autotróf baktériumok tűnnének el a földről, az állatok, gombák és más heterotrófok is hamar eltűnnének. Minden élet állandó energiát igényel., Csak az autotrófok képesek átalakítani ezt a végső, napenergia forrást az élelmiszerben lévő kémiai energiává, amely az életet hatja át, amint azt az alábbi ábra mutatja.
fotoszintetikus autotrófok, amelyek a napfényben lévő energiát használó ételeket tartalmazzák (a) növények, (b) algák és (c) bizonyos baktériumok.
A fotoszintézis a földi élet energiájának több mint 99 százalékát biztosítja. Az autotrófok sokkal kisebb csoportja-többnyire sötét vagy alacsony oxigéntartalmú környezetben lévő baktériumok-szervetlen molekulákban, például hidrogén-szulfidban, ammóniában vagy metánban tárolt kémiai energia felhasználásával termelnek ételt., Míg a fotoszintézis a fényenergiát kémiai energiává alakítja, ez az alternatív módszer az élelmiszer kémiai energiát szállít a szervetlen szerves molekulákból. Ezért kemoszintézisnek nevezik, amely az alábbi ábrán látható tubewormákra jellemző. A legutóbb felfedezett kemoszintetikus baktériumok egy része mély óceáni melegvíz-szellőzőkben vagy “fekete dohányosokban” él.”Ott a föld belsejéből származó gázok energiáját különféle egyedi heterotrófok előállítására használják: óriás csőférgek, vak garnélarák, óriás fehér rákok és páncélozott csigák., Egyes tudósok szerint a kemoszintézis a Mars, a Jupiter holdja, az Europa és más bolygók felszíne alatti életet is támogathatja. A kemoszintézisen alapuló ökoszisztémák ritkának és egzotikusnak tűnhetnek, de azt is szemléltetik, hogy a heterotrófok abszolút függnek az autotrófoktól.
egy élelmiszerlánc megmutatja, hogyan áramlik az energia és az anyag a termelőktől a fogyasztókhoz. Az anyagot újrahasznosítják, de az energiának folyamatosan be kell folynia a rendszerbe. Honnan származik ez az energia?, Bár ez az élelmiszerlánc” véget ér ” a bomlókkal, a bontók valójában emésztik az anyagot az élelmiszerlánc minden szintjéről? (lásd az “energiaáramlás” fogalmát.)
a Galapagos-szakadékban mélyen elhelyezkedő Tubewormák energiájukat a szöveteikben élő kemoszintetikus baktériumokból nyerik. Nincs szükség emésztőrendszerre!
élelmiszer előállítása és felhasználása
az élő szervezeteken keresztül történő energiaáramlás fotoszintézissel kezdődik. Ez a folyamat tárolja a napfény energiáját a glükóz kémiai kötéseiben., A glükóz kémiai kötéseinek megtörésével a sejtek felszabadítják a tárolt energiát, és elkészítik a szükséges ATP-t. Az a folyamat, amelyben a glükóz lebomlik, az ATP-t pedig sejtes légzésnek nevezik.
A fotoszintézis és a sejtlégzés olyan, mint egy érme két oldala. Ez az alábbi ábrán látható. Az egyik folyamat termékei a másik reaktánsai. A két folyamat együtt tárolja és szabadítja fel az energiát az élő szervezetekben. A két folyamat együtt működik az oxigén újrahasznosítására a Föld légkörében.,
Ez az ábra összehasonlítja és ellentmond a fotoszintézisnek és a sejtlégzésnek. Azt is megmutatja, hogy a két folyamat hogyan kapcsolódik egymáshoz.
fotoszintézis
a fotoszintézist gyakran tekintik a Föld legfontosabb életfolyamatának. A fényenergiát kémiai energiává változtatja, és oxigént is szabadít fel. Fotoszintézis nélkül nem lenne oxigén a légkörben. A fotoszintézis számos kémiai reakciót foglal magában, de egyetlen kémiai egyenletben összefoglalható:
6co2 + 6H2O + fényenergia → C6H12O6 + 6O2.,
a fotoszintetikus autotrófok fényenergiát vesznek fel a napból, és elnyelik környezetükből a szén-dioxidot és a vizet. A fényenergia felhasználásával a reaktánsokat glükóz és oxigén előállítására kombinálják, ami hulladéktermék. A glükózt általában keményítőként tárolják,és az oxigént a légkörbe juttatják.
celluláris légzés
a celluláris légzés valójában” égeti ” a glükózt az energia számára. Azonban nem termel könnyű vagy intenzív hőt, mint más típusú égés. Ennek oka az, hogy lassan, sok kis lépésben felszabadítja a glükóz energiáját., A felszabaduló energiát az ATP molekuláinak kialakítására használja. A sejtes légzés számos kémiai reakciót foglal magában, amelyek összefoglalhatók ezzel a kémiai egyenletgel:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + kémiai energia (ATP-ben)
sejtes légzés történik minden élőlény sejtjeiben. Mind az autotrófok, mind a heterotrófok sejtjeiben zajlik. Mindegyikük glükózt éget, hogy ATP-t képezzen.