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.
Белка — зверек небольших размеров из класса млекопитающие, который, значительную часть жизни находится на высоте. Перемещается по кронам деревьев и веткам....
09 05 2024 23:55:40
Русская весна – это прекрасное время года, прежде всего перемен и обновлений. Благодаря цветению, вся природа становится разноцветной, а воздух ароматным....
08 05 2024 7:33:24
ОТВЕТ: Белые медведи не живут на Южном полюсе или вблизи него. В действительности, они обитают около......
07 05 2024 0:47:51
Яркий сине-желтый ара (Ara ararauna) - очень популярная птица среди любителей декоративных пернатых....
06 05 2024 0:16:35
Исследования в океанографическом институте США (Woods Hole Oceanographic Institution-WHOI) показали, что императорские пингвины находятся под угрозой вымирания...
05 05 2024 21:28:31
Она наступает незаметно, о ее приходе мы узнаем: по календарю, по пожелтевшей листве, сокращающимся дням и длинным темным ночам....
04 05 2024 1:52:12
ОТВЕТ: Хотя некоторые жабы живут вблизи воды, многие виды предпочитают обитать в более сухих условиях окружающей среды....
03 05 2024 3:46:25
ОТВЕТ: Как правило, период размножения у кенгуру преподает на сезон дождей, а роды в среднем наступают через 30 дней после зачатия....
02 05 2024 13:19:28
Экономика основана на управлении различными ресурсами. Главными из них являются природные богатства, а также человеческий труд....
01 05 2024 10:44:32
При первоначальном взгляде на пейзаж, сразу же внимание сосредотачивается на воде. Ее здесь кажется очень много, так как небо сливаясь с разлившейся рекой, напоминает нам единое синее полотно....
30 04 2024 1:57:16
ОТВЕТ: По словам исследователя Джона Хатчинсона из Королевского ветеринарного колледжа в Великобритании, слоны способны передвигать с максимальной скоростью......
29 04 2024 3:25:31
Экологическая ниша - термин, который используется в биологии для определения места и роли вида в экосистеме....
28 04 2024 5:14:27
В этой статье представлены те породы кошек, у которых полосатый окрас смотрится наиболее органично и естественно....
27 04 2024 6:35:53
ОТВЕТ: Северный олень обитает в циркумполярных регионах Северной Европы, Сибири и......
26 04 2024 13:28:19
России повезло – на территории нашего родного края находится множество водоемов, которые могут быть использованы в хозяйстве....
25 04 2024 5:35:26
Мой дедушка живет в деревне, а у них там протекает небольшая речка. В свободное время он любит ходить на рыбалку. Дед ждал, когда у меня начнутся летние каникулы, чтобы взять меня с собой на рыбалку....
24 04 2024 4:12:16
Все живые организмы могут быть распределены в одну из двух групп (прокариоты или эукариоты) в зависимости от основной структуры их клеток....
23 04 2024 0:42:58
Самым большим и наиболее опасным считается гребнистый крокодил. О нем и пойдёт речь в данной статье....
22 04 2024 21:51:32
Понятие животные включает в себя совокупность всех многоклеточных, эукариотических организмов Царства Животные, обитающих на нашей планете....
21 04 2024 14:38:29
Мир глазами астронома – это всё бескрайнее, бесконечное и вечное прострaнcтво, в котором миллиарды галактик, звёзд и планет нашей Вселенной не перестают притягивать наши взоры своим завораживающим светом....
20 04 2024 12:50:14
Вы верите, что есть растения, которые время от времени едят насекомых или других маленьких животных?...
19 04 2024 10:10:23
Самые ранние формы жизни, о которых мы знаем, были микроскопическими организмами (микробами), которые оставили следы своего присутствия в горных породах возрастом около 3,7 миллиарда лет....
18 04 2024 21:25:46
Макромолекулы, такие как белки и липиды, более эффективно обpaбатываются процессом рецепторно-опосредованного эндоцитоза....
17 04 2024 17:58:21
Могут ли декоративные крысы есть шоколад или он для них токсичен? Если вы когда-нибудь задумывались, можно ли вашей крысе дать шоколад, вы пришли в нужное место. Эта статья даст вам ответ на этот вопрос....
16 04 2024 6:12:53
Природа Австрии в значительной мере разнообразна, животный и растительный мир страны насчитывает приблизительно около 43000 местных вида....
15 04 2024 23:55:20
ОТВЕТ: Предельная скорость медведей варьируется от вида к виду. Черные медведи являются самыми быстрыми, за ними следуют бурые медведи, способные достигать......
14 04 2024 12:54:31
Картина «Лесное озеро», не считается особо популярной, как например, «Золотая роща», но она нравится многим ценителям живописи и поклонникам искусства Левитана....
13 04 2024 23:31:59
Внушительная площадь территории Франции обуславливает разнообразие климатических условий, природных зон, а также флоры и фауны страны....
12 04 2024 1:32:32
Холоднокровные животные не могут самостоятельно регулировать внутреннее тепло, поэтому температура их тела не постоянна и меняется в зависимости от условий окружающей среды....
11 04 2024 4:13:54
Члeнистоногие - наиболее распространенная на Земле группа беспозвоночных животных, оснащенных экзоскелетом, сочлeненными ногами и сегментированными телами....
10 04 2024 15:42:24
Рассматривая картину художника Петра Петровича Кончаловского «Сирень в корзине», еще раз убеждаешься насколько прекрасна цветущая сирень. По работе художника видно, его отношение к природе....
09 04 2024 15:31:59
Перед нами картина художника Александра Михайловича Герасимова «После дождя». Хотя она была написана за короткое время, примерно за три часа, все же стала удачной работой живописца. Он ее считал своей любимой картиной....
08 04 2024 14:47:36
Зеленые растения не только важны для окружающей человека среды, они составляют фундамент устойчивости и долгосрочного здоровья экологических систем....
07 04 2024 17:59:54
Существует довольно много красивых, интересных, но редких пород ‒ как старых, так и выведенных недавно. Поклонников у них немного, и они нечастые гостьи кошачьих выставок....
06 04 2024 13:28:48
ОТВЕТ: Пингвины живут в Антарктиде, так как очень хорошо приспособлены к сильному холоду благодаря своим уникальным......
05 04 2024 2:31:21
Расслабленный и умиротворённый хозяин гладит вполне довольного питомца. Откуда бы взяться неприятностям? И вдруг кошка впивается зубами в хозяйскую руку, а иногда ещё и наподдаёт задними лапами....
04 04 2024 16:19:47
С наступлением в марта начинается календарная весна. Это одно из любимых времен года для всего живого на нашей планете. Весной радуешься любым происходящим переменам....
03 04 2024 5:31:44
Нет ничего лучше, чем лето в деревне. Я каждый год стараюсь пожить на селе у бабушки и дедушки. Время там проходит очень интересно. В городе обычно очень трудно вставать по утрам. А в деревне спать не хочется. Вскакиваешь с постели с пением голосистых пeтyxов....
02 04 2024 9:19:34
При хорошем питании, качественной ветеринарной помощи и множестве умственных, и физических упражнений попугай может оставаться с вашей семьей довольно долго. В зависимости от вида продолжительность жизни сильно варьируется....
01 04 2024 17:51:41
Рельеф - это совокупность неровностей поверхности Земли, хаpaктеризующихся различным возрастом, историей развития, хаpaктером возникновения, очертанием и т.д....
31 03 2024 6:36:44
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....
30 03 2024 0:26:57
Восьмитысячники - группа из 14 гор, вершины которых находятся на высоте более 8000 метров над уровнем моря, в "зоне cмepти". Эти горы независимы друг от друга и располагаются в горных системах Каpaкорум и Гималаи....
29 03 2024 19:59:37
Ученые не знают точное количество живых видов, существующих в мире. Фактически, после нескольких столетий классификации живых существ ученым удалось документировать только 14% живых видов....
28 03 2024 21:25:45
ОТВЕТ: Благодаря своей высокооптимизированной форме тела и мощным плавательным мышцам, большая белая акула способна развивать скорость более......
27 03 2024 3:44:35
Анизогамия, также называемая гетерогамией является формой пoлoвoго размножения, включающей объединение или слияние двух разнородных гамет (отличающихся по размеру или форме)....
26 03 2024 14:47:22
Вначале лета я гулял(а) во дворе. Мы с друзьями весело проводили время, играя в подвижные игры: волейбол, баскетбол и футбол. По вечерам я с удовольствием смотрел(а) интересные фильмы и читала книги....
25 03 2024 4:55:31
Наслаждаясь незабываемым восходом или закатом солнца, как на фото выше, вы когда-нибудь задумывались, почему небо приобретает такие красочные оттенки, когда солнце находится на горизонте?...
24 03 2024 23:57:43
Перед нами заботливая белокурая дeвoчка. Она одета в длинный синий сарафан, фартук завернут. Скорее всего там находятся грибы или, собранные в лесу ягоды. Она босая, оглядывается назад, обращая внимание на небо....
23 03 2024 19:40:56
Анаконда – вид змей, принадлежащий к подсемейству удавов. Она считается самой тяжелой змеей в мире и одна из самых длинных....
22 03 2024 23:32:59
Русский художник Исаак Бродский работал во многих художественных жанрах. Среди картин на осеннюю тему получил широкую известность пейзаж «Летний сад осенью»....
21 03 2024 5:20:25
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)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Основные природные зоны Канады
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Teaching approaches: The grammartranslation method
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Самая краткая биография Грига
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Булат Окуджава биография, кратко о творчестве и личной жизни
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится