Типы углеродного питания.

Хотя энергия существует во многих формах, для живых существ пригодны только две из них: световая и химическая. По использованию этих типов энергии все организмы делят на фототрофные и хемотрофные.

Фототрофные организмы используют световую энергию для синтеза органических веществ. Хемотрофные – химическую энергию.

В качестве источника углерода одни организмы используют углекислый газ атмосферы. Такие организмы называют автотрофными. Другие организмы используют в качестве источника углерода органические вещества. Это гетеротрофные организмы.

Обе классификации по типу энергии и источнику углерода можно объединить.

При объединении этих классификаций выявляется еще один важный принцип: хемотрофные организмы полностью зависят от фототрофных, поставляющих им энергию, а гетеротрофные от автотрофов.

Основные группы в этой классификации – фотоавтотрофы – это все растения, сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные серобактерии и хемогеторотрофы к которым относятся животные, грибы, бактерии.

Считается, что раньше возник гетеротрофный тип питания, а первые органические вещества синтезировались абиогенно. Позднее возникли автотрофы, что привело к резкому скачку в эволюции жизни.

Первые автотрофы были примитивными анаэробными организмами, использовавшими в качестве источника водорода сероводород, молекулярный водород. Такой тип назывался фоторедукцией или бактериальным фотосинтезом. Такой тип фотосинтеза Характерен для серобактерий, но не получил распространения из-за малого количества сернистого газа и молекулярного водорода.

Позже появился процесс фотосинтеза – восстановление CO₂ при использовании энергии солнца. От фоторедукции он отличался выделением в атмосферу молекулярного кислорода.

6CO₂+6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Так как воды на земле много, то такой тип фотосинтеза получил широкое распространение. Этот тип фотосинтеза, который проходит с выделением кислорода называется оксигенным.

Кроме фотосинтеза существует другой путь синтеза органического вещества за счет энергии которая выделяется из веществ вступающих в реакцию.

Этот путь был открыт в 1887г. Виноградовым и получил название хемосинтез.

Реакции характерные для хемосинтеза:

2S + 3O₂ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + Q (серобактерии)

2NH₃ + 3O₂ → 2HNO₂ + 2H₂O +Q

2HNO₂ + O₂ → 2HNO₃ +Q (нитрифицирующие бактерии)

Гетеротрофная фиксация углекислого газа не приводит к накоплению органического вещества, однако эволюционно возникла раньше автотрофной (по Опарину).