Микробен растеж

Живей, възпроизвеждай се, умирай
Биология
Икона bioDNA.svg
Живот, какъвто го познаваме
  • Генетика
  • Еволюция
  • Основна житейска единица: Клетката
  • Зоология
  • Ботаника
Разделете и умножете
Най-великите маймуни
Цикълът между автотрофи и хетеротрофи.

Има няколко вида микробен растеж .

Съдържание

Автотрофи

Автотрофите са организми които са в състояние да получат всичкивъглеродизисква се от въглероден диоксид (COдве), основната използваема неорганична форма на въглерод наЗемята. Автотрофите могат да си набавят енергиясветлина( фототрофи ) или от химични реакции ( хемотрофи ); последните са почти винаги литотрофи .

Най-познатите автотрофи сакислород-издаване на фотосинтезатори:растения, водорасли ицианобактерии, но много другипрокариотисъщо са автотрофни, като са не само фототрофни като растения, но и хемотрофни.

Съществуват разнообразни методи за фиксиране на въглерод, използвани за получаване на въглероден диоксид; някои често срещани са:

  • Цикъл на Калвин-Бенсън (цианобактерии /хлоропласти), лилаво фотосинтетичнобактерии(протеобактерии) и др.
  • редукционен цикъл на Кребс (Хлоробийи т.н.)
  • редуктивен път на ацетил-КоА (зелени несвързани бактерии катоХлорофлекс)
  • подслушване в реакциите на метаногенеза (метаногени)

Фототроф

Фототрофите саорганизмичийто източник на енергия е слънчевата светлина; за такива организми се казва, че практикуват фотосинтеза. Най-познатите фототрофи включват освобождаващите кислород: растения, водорасли и цианобактерии. Тези и други, като лилавите сярни бактерии (Chromatiaceae), са автотрофни , но има някои, като лилавите несъдържащи сяра бактерии (Rhodospirillaceae), които са хетеротрофни .

Фотосинтетичните механизми варират. По-голямата част от фототрофите използват хлорофил-каротеноид-протеинови комплекси или „фотосистеми“ за улавяне на светлина. Цианобактерии ихлоропластиимат две от тях, които работят последователно, докато други фотосинтетичнибактерииимат само един. Халобактериите (някои археи, които са тясно свързани с метаногените) използват бактериородопсин, червеникав пигмент, свързан с гръбначния зрителен пигмент родопсин.



Фотосинтезата е aхимическиреакция (или по-точно верига от химични реакции), която протича в зеленорастения, някои протисти (напр. водорасли) и някоипрокариоти(напр. цианобактерии). Фотосинтезата произвежда глюкоза, въглехидрат, която след това може да се разгради, за да освободи енергия (дишане), или да се използва за синтезиране на другимолекули, включителнолипиди(мазнини и масла) ипротеини. Следователно фотосинтезата е от решаващо значение за всички живи същества (с изключение на няколко прокариоти, които могат да синтезират молекули, използвайки енергия от неща като подводни вулканични отвори), пряко (растения) или косвено (животни,гъбички).

Реагентите (входовете) на фотосинтезата са вода и въглероден диоксид, а реакцията се задвижва от енергия от светлина. Следователно фотосинтезата може да бъде опростена до следната реакция:

Въглероден диоксид (6 х COдве) + Вода (6 х НдвеO) +фотони→ Глюкоза (C6З.12ИЛИ6) + Кислород (6 x Oдве)

Кислородгазът се отделя като отпадъчен продукт от тази реакция. Тази реакция е точно обратното на опростената реакция на дишането.

Фотосинтезата обаче не е толкова проста и вместо това се случва при многостепенна верижна реакция. Всяка стъпка трябва да бъде катализирана от различниензими. При растенията фотосинтезата се случва в органелите т.нархлоропласти, а стъпките на реакциите се класифицират на „светлинно зависими реакции“ и „светлинно независими реакции“ (или „въглеродреакции '). Доказано е, че процесът на фотосинтеза се експлоатираквантова физиказа повишаване на неговата ефективност.

Тези органели съдържат пигменти, включителнохлорофил(което прави растенията зелени) и каротинидите. Тези пигменти са способни да абсорбиратслънчева светлина, а абсорбираната енергия кара пигмента да загубиелектрон(енергоносител субатомни частици).

Еволюция

Същественалитературапо произход и еволюция на фотосинтезата се разви наскоро. Заключението на експертите е, че фотосинтезата, подобна на тази, използвана от съвременните цианобактерии, се е развила преди най-малко 3,5 милиарда години от по-ранна некислородна фаза. Еволюцията му вероятно включваше и двете страничнигентрансфер между организми и събитие на дублиране, което води до две свързани фотосистеми.

Вземете креационистите

Креационисти искче процесът на фотосинтеза не би могъл да се развие, тъй като е такъв невъзстановимо сложен . Отговори в Битие поставя въпроса: „Защо еволюцията ще произвежда поредица от ензими, които генерират само безполезни междинни продукти, докато всички ензими, необходими за крайния продукт, не се развият?“ Те стигат до заключението: „Не се поддава на здравия разум да си представим, че несъкратимата сложност на фотосинтетичните системи би възникнала според еволюционната теория. По-скоро невероятната организация и сложност, очевидни във фотосинтезата - процесът, който човекът все още не е разбрал напълно, камо ли да копира - вика, че е проектиран.

Отговорите в Genesis също оспорват събитието за дублиране на гени в еволюцията на фотосинтезата с мотива, че тя не добавя 'информация. ' Те отбелязват: „След това се предлага„ просто дублиране “на гените, кодиращи една фотосистема, последвано от мутация което води до формирането на друга фотосистема. Необходима е нова информация за формиране на друга фотосистема, а не дублиране на вече налични гени, последвано от мутация. '

Хемотрофи

Хемотрофите са организми, които получават енергия чрез окисляване на донори на електрони в тяхната среда. Такива организми са разделени на:

Литотрофи

Литотрофите са разнообразна група организми, използващи неорганичен субстрат (обикновено от минерален произход), за да получат редуциращи еквиваленти за използване при биосинтез (като фиксиране на въглероден диоксид) или енергия (катоATPпроизводство) чрез аеробно или анаеробно дишане.

Органотрофи

Органотрофите саорганизмикоито получават енергията си от органични съединения, обикновено чрез консумиране или разграждане на други организми. Почти всички органотрофи също сахетеротрофи, което означава, че те също получават въглерода си от този източник. Органотрофите включват всичкиживотниигъбички, и многобактериии протисти .

Извличането на енергия от органотрофи може да бъде анаеробно (ферментация) или аеробно. Анаеробният метаболизъм включва пренареждане на органични молекули, като:

Захари -> Лактат
Захари -> етанол + COдве

За разлика от това, аеробният метаболизъм включва прехвърляне на електрони от органични съединения към някакъв окислител (електронен акцептор) като кислородни молекули, нитрати или сулфати. Въглеродът се отделя като въглероден диоксид, водородът като вода и т.н.

В енергийния метаболизъм на аеробните организми почти всички стъпки са анаеробни. Комбинацията с кислород е последната стъпка, която очевидно е била разработена или прехвърлена няколко пътипрокариоти.Еукариотиизползванемитохондрииза аеробен метаболизъм; останалата част от клетката е анаеробна.

Не е изненадващо, че някои организми са факултативни анаероби, които могат да превключват между аеробен и анаеробен метаболизъм, тъй като наличният кислород варира. Това ги отличава от задължителните анаероби и аероби, които са ангажирани съответно с неразреждането или използването на кислород.

Тези съображения предполагат, че анаеробният метаболизъм е бил първоначалната форма и че аеробният метаболизъм е добавен по-късно, което е в съответствие с живота на Земята преди нейната атмосфера да стане значително кислородна.

Хетеротрофи

ДА СЕ хетеротроф еорганизъмкойто получава въглерода си от органични съединения, обикновено чрез консумиране или разграждане на други организми. Много хетеротрофи също саорганотрофи, което означава, че те също получават енергията си от органични съединения. Те включват всичкиживотниигъбички, и многобактериии протисти .

Монотропаструм смирение, мико-хетеротроф.

Някои паразитни, не фотосинтезиращи растения, известни като мико-хетеротрофи са хетеротрофни, но не органотрофни. Мико-хетеротрофията се е развила многократно в различни семейства растения. Тези растения получават въглерод от почвени гъбички.

Интересното е, че има фотосинтетични бактерии, които са хетеротрофи, по-специално лилавите несъдържащи сяра бактерии (Rhodospirillaceae).

Организмите имат широк диапазон от степени на хетеротрофия. Много бактерии, като псевдомонадите, могат да използват всяко от различни органични съединения като единствен източник на въглерод, докато в противоположната крайност, вътреклетъчносимбионтии паразитите често са толкова зависими от своите клетки гостоприемници за хранене, че много трудно се отглеждат в лабораторни условия.

Животинското царство е донякъде междинно, споделяйки необходимостта от консумация на различни биомолекули, но все пак способно да създаде много други. Важното'аминокиселини(EAA), познати от човешкото хранене като тези, които не могат да бъдат направени от нашите тела и следователно трябва да се консумират, са хранителна необходимост в цялото животинско царство. По същия начин витамините от група В саензимкофактори, които трябва да се консумират, и по същата причина.

Въпреки това, много животни имат заобиколни решения, които им позволяват да оцелеят с диети, които са с недостиг на EAA и витамини. Често срещан е симбионтите на червата, присъстващи в много сухоземни гръбначни и термити. Преживните животни имат допълнителни стомаси преди обичайния гръбначен стомах, като първият става ферментационен съд за тревата и листата, които ядат. По-често срещано решение сред сухоземните гръбначни животни обаче е поставянето на торбичка към задната част на червата за тази цел, цекума. Също така се използват вътреклетъчни симбионти, катоБухнерабактерии в листни въшки. Тези насекоми консумират растителен сок, който е много ограничен в хранително отношение; бактериите доставят това, което самите листни въшки не могат. Последователност на бактериятагеномразкрива, че все пакБухнерае тясно свързана с ентерични бактерии катоЕшерихия коли, той има само биосинтезни ензими за онова, което неговите гостоприемници не могат да произведат, като „основните“ аминокиселини.

Степента на хетеротрофия е свързана с вида на храненето. Най-слабата хетеротрофия се среща в организмите на гниене, които живеят в почвата, съдържанието на червата, разлагащите се мъртви организми и др .; тези организми не могат да си позволят да бъдат много придирчиви. Той е по-силен при организмите, които консумират други организми, тъй като тези други могат да имат готови биомолекули, въпреки че те се разграждат на малки, преди да се абсорбират. И той е най-силен във вътреклетъчните организми, защото те могат да придобият пълната гама от биомолекули от своите гостоприемници.

Facebook   twitter