В природе существует несколько способов питания организма. Они зависят от особенностей строения, развития и условий обитания организма. Хемосинтез - это один из них. Для каких организмов он характерен и в каких условиях возможен? На эти и другие вопросы ответит наша статья.
Автотрофные организмы
Два основных способа питания организмов - это гетеро- и автотрофный. При первом происходит усвоение готовых питательных веществ: белков, липидов и углеводов. Так питаются животные, грибы, некоторые бактерии. Автотрофы способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических при наличии определенных условий. К этой группе организмов относятся растения и особая группа бактерий.
Разновидностями автотрофного способа питания являются фотосинтез и хемосинтез. Основное их отличие заключается в источнике энергии для жизни. Хемосинтез - это способ питания, при котором происходит окисление неорганических соединений. Осуществить этот процесс могут далеко не все живые организмы.
Хемотрофы
Процесс хемосинтеза, открытый в 1887 году известным русским ученым С. Н. Виноградовым, характерен для особой группы одноклеточных прокариот. К ним относятся железо-, серо- и нитрифицирующие бактерии. Все они окисляют соответствующие нерганические вещества. Так, в результате химической реакции окисления железо превращается из двух- в трехвалентное. А сероводород - в простое вещество, т. е. серу. Нитрифицирующие бактерии имеют особое значение в природе.
При разложении и гниении органики выделяется аммиак. Группа нитрифицирующих бактерий окисляет это вещество до азотной кислоты. Растворяясь в воде, это вещество образует растворимые соли. В результате растения, всасывая их из почвы, обогащаются азотом, наличие которого является необходимым условием развития корневой системы. Таким образом, хемосинтез - это процесс, обеспечивающий необходимыми веществами разные группы организмов одновременно.
Фототрофы
Другой группой автотрофных организмов являются растения. Они используют для получения органических веществ солнечный свет. Поэтому способ их питания еще называют фототрофным. Этот процесс возможен только в специальных органеллах клеток - хлоропластах. В них содержится красящее вещество - пигмент хлорофилл.
Именно он окрашивает фотосинтезирующие части автотрофных организмов в зеленый цвет. Также необходимым условием протекания этого процесса является наличие воды и углекислого газа, который выделяется в результате дыхания живых организмов. Процесс фотосинтеза имеет важное планетарное значение. Дело в том, что в результате его протекания образуется не только углевод глюкоза, который и используется фототрофами как источник энергии, но и кислород. А без этого газа невозможен процесс дыхания, а значит, и сама жизнь.
Отличие хемосинтеза от фотосинтеза
Несмотря на то что два вышерассмотренных процесса являются разновидностями автотрофного способа питания, они имеют и ряд существенных отличий.
Фотосинтез невозможен без света. Кроме того, происходит он только при наличии в клетках хлоропластов. Хемосинтез - это процесс, который происходит и без наличия этих условий, но только в клетках бактерий.
Отличаются они и своим биологическим значением. Фототрофы обеспечиваю все живое кислородом. Бактерии же осуществляют круговорот азота, серы и других веществ.
Еще одним важным отличием является результат, который получают непосредственно автотрофные организмы для себя. Фотосинтезирующие растения образуют углевод глюкозу. Объединяясь, молекулы этого вещества создают полисахарид крахмал. Он является запасным питательным веществом растений. Хемотрофы синтезируют органические вещества не прямо, а через молекулы АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты. Это вещество является своеобразным аккумулятором энергии в клетках живых организмов. При необходимости происходит его расщепление. Этот процесс протекает в несколько стадий, в каждую из которых выделяется определенное количество энергии. Ее и используют хемотрофы для осуществления процессов жизнедеятельности.
Итак, фотосинтез и хемосинтез являются разновидностями автотрофного способа питания живых организмов, которые сами вырабатывают энергию, необходимую для процессов их роста и развития.
