PHOTOAUTOTROPHS: ÖZELLIKLER VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Photoautotrophs veya fototrofik organizmaların bir enerji kaynağı olarak ışık bağlıdır ve inorganik moleküllerden organik moleküller tercih. Bu süreç fotosentez olarak bilinir ve genel olarak bu varlıklar besin zincirinin temelini oluşturur.

Yaşam için en önemli enerji kaynağı, yeryüzüne düşen güneş ışığıdır. Fotosentez sırasında ışık enerjisi yakalanır. Bu işlem sırasında enerji klorofil ve diğer pigmentler tarafından emilir ve daha sonra kimyasal enerjiye dönüştürülür.

Bitkiler foto-ototrofik organizmalardır (www.pixabay.com adresindeki Free-Photos'tan görüntü)

Fotoototroflar genellikle ışık enerjisini CO2 ve suyu binlerce organik molekülün temeli olan şekere dönüştürmek için kullanırlar. Bu şekerler, yalnızca fotoototroflar değil, çoğu canlı organizma tarafından asimile edilebilir.

"Fotoautotroph" kelimesi Latince'den alınmış, farklı anlamlara sahip üç kelimeden türemiştir. "Işık" anlamına gelen fotoğraf kelimesi, "sahip olmak" anlamına gelen araba kelimesi ve "beslenme" anlamına gelen trophos kelimesi.

"Fotoototrof" terimi, bazı bakteri ve protozoa türleri, tüm bitkiler, algler ve likenler dahil olmak üzere birçok farklı canlı grubunu kapsar. Ek olarak, fotoototrofik ve heterotrofik özellikleri birleştiren benzersiz bir hayvan türü vardır.

Fotoototrofların özellikleri

Fotoototrofik organizmaların zorunlu bir özelliği, ışığa duyarlı pigmentlerin varlığıdır. Işığa duyarlı pigment, fotonlar biçiminde ışık enerjisini algılayabilen ve emebilen bir moleküldür.

Fototroflar, ışık enerjisini (ışıktan) absorbe etme ve kimyasal enerjiye dönüştürme yeteneğine sahiptir. Bu enerji, fotosentezin metabolik süreci yoluyla organik moleküllerde depolanır.

Foto-ototrofik ve fotosentetik varlıkların çoğu klorofil moleküllerine sahiptir, çünkü bu, fotosentezin ilk adımlarını gerçekleştirmekten sorumlu ana pigmenttir. Klorofilin varlığından dolayı neredeyse tüm fotoototroflar yeşil renktedir.

Fotoautotrofi, siyanobakteriler ve bazı protozoalar gibi tek hücreli organizmalarda veya algler, likenler ve bitkiler gibi makroskopik çok hücreli organizmalarda bulunur.

Fotoototrofik organizmalar neredeyse tüm ekosistemlere dağılmıştır ve boyutları bir Euglena kadar küçük veya dev bir sekoya kadar büyük olabildikleri için oldukça değişkendir.

Antarktika haricinde, bitkiler neredeyse dünyanın tüm yüzeyini kaplar ve fotoototrofik organizmaların ana temsilcileridir. Bitkiler içinde, tüm iklimlere ve karasal ekosistemlere benzersiz ve mükemmel bir şekilde uyarlanmış zengin çeşitlilikte formlar vardır.

Fotoototrofik organizma örnekleri

Fotoototrofik canlı varlıkların büyük bir çeşitliliği vardır, çünkü bu, ona ışık varlığında oldukları sürece her koşulda ve ekosistemde hayatta kalma yeteneği kazandıran bir adaptasyondur.

- Siyanobakteriler

Siyanobakteriler (Kaynak: Patrioter6, en.wikibooks, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Siyanobakteriler veya oksifotobakteriler prokaryotik alana aittir. Tek hücreli organizmalardır, kloroplastları vardır ve bu nedenle fotosentez yapabilirler. Bu türlerin iç zarları, bitkilerin kloroplastlarında tilakoid benzeri "fotosentez yapan lameller" içerir.

Tüm siyanobakteriler, klorofil A'ya ve fikobilinler veya fikosiyaninler gibi biliproteik pigmentlere sahiptir. Bu pigmentlerin siyanobakterilerin hücrelerinde birleşimi onlara karakteristik mavi-yeşil rengini verir.

Bu organizmalar biyosfer boyunca dağılmıştır ve tipik göller, göletler, ıslak topraklar ve çürüyen ıslak organik maddelerdir. Genelcidirler, çünkü fotoototrofileri, yalnızca güneş ışığına ihtiyaç duyan çok özel bazı koşullardan kurtulmalarına izin verir.

- Protozoa

Bir Volvox türünün fotoğrafı (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla craigpemberton)

Fotoototrofik protozoa içinde euglena bulunur. Tüm bu organizmalar mikroskobiktir, kamçılıdır ve Mastigophora grubu içinde sınıflandırılır.

Pek çok durumda, euglenidae tek hücreli algler olarak sınıflandırılmıştır. Ancak son zamanlarda yapılan araştırmalar, fotosentez yoluyla beslenmenin yanı sıra, pinositoz yoluyla ortamdaki bazı maddelerden de yararlanabileceklerini göstermiştir.

Euglenidae serbest yaşar, tatlı suda yaşar (çok az türü tuzlu sudur) ve çoğunlukla yalnızdır. Çok çeşitli şekillere sahiptirler ve uzun, küresel, oval veya mızrak şeklinde olabilirler.

Fotosentetik olduklarından, pozitif fototaktizme (ışık uyaranlarına duyarlıdırlar) ve ön kamçılarının tabanında ışık enerjisi için bir fotoreseptör görevi gören bir genişlemeye sahiptirler.

Euglenidae aynı zamanda fotoautotrogos'tur (Kaynak: David J. Patterson, Wikimedia Commons)

Fotosentetik pigmentler olarak klorofil A ve B, fikobilinler, β-karotenler ve neoksantin ve diadinoksantin tipi ksantofillere sahiptirler. Pek çok durumda, euglenidae tüm beslenme ihtiyaçlarını fotosentez yoluyla karşılamazlar, bu nedenle çevreden B1 ve B12 vitaminlerini almaları gerekir.

- Likenler

Likenler, algler ve mantarlar arasındaki simbiyotik ilişki ile tanımlanır; bu nedenle, hem heterotrofik (mantar yoluyla) hem de foto-ototrofik (yosun yoluyla) organizmalardır.

İki tür organizma arasındaki ilişki, her ikisi için de avantajlıdır, çünkü alg, büyümek için mantar tarafından sağlanan substrattan faydalanabilir; mantar ise fotosentez yoluyla alglerin ürettiği şekerlerle beslenebilir.

Likenler bir taksonomik gruba karşılık gelmez, ancak tipik olarak simbiyotik mantarın türüne göre sınıflandırılır. Likenleri oluşturan tüm mantarlar, Fungi krallığı içindeki Ascomycota filumuna aittir.

- Tek hücreli algler, bitkiler ve makroskopik algler

Tek hücreli algler, sucul ekosistemler içinde belki de en bol bulunan foto-ototrofik organizmalardır; bitkiler ise karasal ekosistemlerde en bol bulunan makro organizmalardır.

Hem algler hem de bitkiler fotosentez yapabilmek ve beslenme gereksinimlerini karşılayabilmek için su ve karbondioksit varlığına ihtiyaç duyar.

Tek hücreli algler

Herhangi bir su birikintisi, göl, lagün, nehir, deniz veya diğer herhangi bir su kütlesinden biraz su alır ve onu mikroskop altında gözlemlerseniz, çoğu kesinlikle tek hücreli algler olan, yeşil renkli milyonlarca küçük kırbaçlı yaşam formu bulacaksınız. .

Hemen hemen tüm tek hücreli alglerde bir veya daha fazla kamçı bulunur ve kolonilerde yaşayan bazı türler olmasına rağmen genellikle serbest yaşarlar. Bu alglerin çoğu fotoototrofik organizmalardır, ancak heterotrofik alg vakaları da vardır.

Gezegendeki ana oksijen üreticilerinden biri olarak kabul edilirler ve bazı yazarlar, besin zincirinin temelini oluşturdukları için okyanuslardaki ana birincil üreticiler olduklarını düşünürler.

Bitkiler

Bitkiler sabit karasal organizmalardır ve iki parçaya bölünmüş bir vücutla karakterize edilir: bir hava ve bir karasal. Karasal kısım kökten oluşurken, hava kısmı da gövdeye, yapraklara ve çiçeklere ayrılan gövdeden oluşur.

İnanılmaz sayıda farklı şekle sahipler ve diğer tüm fotoototroflar gibi fotosentez yoluyla kendi yiyeceklerini üretiyorlar.

Ancak bitkiler, özellikle gün içinde fotosentez yapacak şekilde düzenlenmiş, yapraklarında milyonlarca hücre bulunduğundan, ışık enerjisinin kullanımında en çok uzmanlaşmış canlılardır.

Makroskopik algler

Makroskopik algler, sulu ortamdaki bitkilerin temsilcileridir. Bunlar, çoğunlukla, tutunacak uygun bir alt tabakanın var olduğu herhangi bir yeri kolonileştirerek su ortamlarında su altında yaşarlar.

Bir makroalg fotoğrafı (Kaynak: W. carter, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Glokofitler grubunun algleri, kara bitkileriyle en çok ilgili olduğu düşünülen algler grubudur. Bununla birlikte, bazı yazarlar algleri protozoa ile birlikte sınıflandırır.

- Hayvanlar

Yaygın olarak "doğu zümrüdü" olarak bilinen deniz salyangozu Elysia chlorotica, deniz yosunundan özsuyu emerek yaşadığı için fotoototrofik organizmalar açısından zengin beslenmesiyle tükettiği kloroplastlardan yararlanabilmektedir.

Yiyeceklerinizden kloroplastlardan yararlanma süreci kleptoplasti olarak bilinir. Bu fenomen sayesinde sümüklüböcek, uzun süre yemek yemeden güneş ışığının olduğu yerlerde fotoasimilatlar üreterek hayatta kalabilmektedir.

Referanslar

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G. ve Sonnewald, U. (2013). Strasburger bitki bilimleri: prokaryotlar ve mantarlar dahil (Cilt 1). Berlin, Almanya: Springer.
2. Brusca, RC ve Brusca, GJ (2005). Omurgasızlar (No. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Fiyat, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME ve Bhattacharya, D. (2018). Deniz salyangozu Elysia chlorotica'daki alg simbiyontlarına aktif konak yanıtı. Moleküler biyoloji ve evrim, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H. ve Richmond, A. (1996). Fotoototrofların dış mekanda toplu olarak yetiştirilmesi için düz eğimli modüler bir fotobiyoreaktör. Biyoteknoloji ve Biyomühendislik, 51 (1), 51-60.
5. Kuzgun, PH (1981). Botanik bahçelerinde araştırma. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A. ve Miyake, C. (2019). Sucul fotoototroflarda elektron yutaklarını hazırlamak için stratejilerin karşılaştırmalı analizi. Fotosentez araştırması, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L. ve Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley ve Klein'ın mikrobiyolojisi. McGraw-Hill Yüksek Öğrenim.