كائن ضوئي التغذية

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الكائنات الحية ذاتية التغذية الضوئية الأرضية والمائية: تنمو النباتات على جذع شجرة ساقط يطفو في مياه غنية بالطحالب

الكائنات الضوئية ( من اليونانية القديمة φῶς ، φωτός ( phôs، phōtós ) بمعنى " ضوء " و τροφή ( trophḗ ) بمعنى " غذاء " ) هي كائنات حية تقوم بعملية امتصاص الفوتونات للحصول على الطاقة. تستخدم هذه الكائنات طاقة الضوء لإجراء عمليات أيضية خلوية متنوعة. من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الكائنات الضوئية تقوم بعملية التمثيل الضوئي بشكل إلزامي . في الواقع، تقوم العديد من الكائنات الضوئية، ولكن ليس جميعها، بعملية التمثيل الضوئي: فهي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات حيوية تُستخدم في عمليات البناء (مثل السليلوز ودهون الأغشية )، أو في عمليات وظيفية (مثل الفيتامينات والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية ) ، أو كمصدر لعمليات الهدم اللاحقة (مثل النشويات والسكريات والدهون ). تستخدم جميع الكائنات ذاتية التغذية الضوئية إما سلاسل نقل الإلكترون أو ضخ البروتونات المباشر لإنشاء تدرج كيميائي كهربائي، والذي يستخدمه إنزيم ATP synthase لتوفير الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) للخلية. يمكن أن تكون الكائنات ذاتية التغذية الضوئية إما ذاتية التغذية أو غيرية التغذية . إذا كانت مانحات الإلكترونات والهيدروجين لديها مركبات غير عضوية (مثل الصوديوم)  2 S2 O3 ، كما هو الحال في بعضبكتيريا الكبريت الأرجوانية، أوHيمكن تسمية بعض الكائنات الحية التي تحتوي على الكبريت(كما هو الحال في بعضبكتيريا الكبريت الخضراءتتغذى على الصخور، ولذلك، تُسمى بعض الكائنات الحية التي تتغذى على الضوء أيضًا بالكائنات الحية التي تتغذى على الصخور الضوئية. ومن أمثلة الكائنات الحية التي تتغذى على الضوء:رودوباكتر كابسولاتوس،وكروماتيوم،وكلوروبيوم.

تاريخ

استُخدم المصطلح في الأصل بمعنى مختلف، ثم اكتسب تعريفه الحالي بعد لوف وزملائه (1946). [ 1 ] [ 2 ]

التغذية الضوئية الذاتية

معظم الكائنات الضوئية المعروفة هي كائنات ذاتية التغذية الضوئية ، أي أنها تُصنّع غذاءها بنفسها من مواد غير عضوية (مثل ثاني أكسيد الكربون) في عملية تُسمى تثبيت الكربون ، باستخدام الضوء كمصدر للطاقة. النباتات الخضراء ومعظم البكتيريا الضوئية هي كائنات ذاتية التغذية الضوئية. تُسمى الكائنات ذاتية التغذية الضوئية أحيانًا بالكائنات الحية المُتغذية على النباتات . [ 3 ]

تستخدم الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي الأكسجيني النظام الضوئي الثاني لالتقاط طاقة الضوء وأكسدة الماء (H2O ) ، وتقسيمه إلى أكسجين جزيئي (O2 ) و4 بروتونات (H + ) في العملية التي تسمى التحلل الضوئي .

علم البيئة

في السياق البيئي ، غالباً ما تكون الكائنات ذاتية التغذية الضوئية مصدراً غذائياً للكائنات الحية غيرية التغذية المجاورة. في البيئات الأرضية، تُعد النباتات هي النوع السائد، بينما تشمل البيئات المائية مجموعة من الكائنات ذاتية التغذية الضوئية مثل الطحالب (مثل عشب البحر )، والطلائعيات الأخرى (مثل اليوجلينا )، والعوالق النباتية ، والبكتيريا (مثل البكتيريا الزرقاء ).

تنتشر البكتيريا الزرقاء، وهي كائنات بدائية النواة تقوم بعملية التمثيل الضوئي الأكسجيني، في بيئات متنوعة، تشمل المياه العذبة والبحار والتربة والأشنات . وتشبه عملية التمثيل الضوئي في البكتيريا الزرقاء تلك الموجودة في النباتات، لأن العضية المسؤولة عن هذه العملية في النباتات مشتقة من بكتيريا زرقاء تكافلية داخلية. [ 4 ] [ 5 ] وتستطيع هذه البكتيريا استخدام الماء كمصدر للإلكترونات لإجراء تفاعلات اختزال ثاني أكسيد الكربون .

الكائن الضوئي الليثوأوتوتروف هو كائن حي ذاتي التغذية يستخدم طاقة الضوء، ومانح إلكترون غير عضوي ( مثل H2O ، H2 ، H2S ) ، و CO2 كمصدر للكربون .

كائن ضوئي غيري التغذية

على عكس الكائنات ذاتية التغذية الضوئية، فإن الكائنات غيرية التغذية الضوئية هي كائنات تعتمد كلياً على الضوء للحصول على طاقتها، وعلى استهلاك المركبات العضوية للحصول على الجزيئات الحيوية. تنتج الكائنات غيرية التغذية الضوئية الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من خلال الفسفرة الضوئية، لكنها تستخدم المركبات العضوية التي تحصل عليها من البيئة لبناء الهياكل والجزيئات الحيوية الأخرى. [ 6 ]

التصنيف حسب الجزيء الذي يلتقط الضوء

تستخدم معظم الكائنات الضوئية الكلوروفيل أو البكتيريوكلوروفيل ذي الصلة لالتقاط الضوء، وتُعرف باسم الكائنات الضوئية الكلوروفيلية . بينما تستخدم كائنات أخرى الشبكية وتُعرف باسم الكائنات الضوئية الشبكية . [ 7 ]

مخطط انسيابي

مخطط انسيابي لتحديد ما إذا كان نوع ما ذاتي التغذية، أو غيري التغذية ، أو نوع فرعي
مصدر الطاقة
مصدر الكربون
من الطاقة الكيميائية ( الطاقة الكيميائية )من الطاقة الضوئية (التغذية الضوئية)
من ثاني أكسيد الكربون ( ذاتية التغذية )كائن كيميائي ذاتي التغذيةالتغذية الضوئية الذاتية
من المواد العضوية ( غيرية التغذية )كيميائي غيري التغذيةكائن ضوئي غيري التغذية

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لوف، أ.، سي بي فان نيل، بي جيه رايان، وإي إل تاتوم (1946). تسمية الأنواع الغذائية للكائنات الدقيقة. ندوات كولد سبرينغ هاربور حول البيولوجيا الكمية (الطبعة الخامسة)، المجلد الحادي عشر، المختبر البيولوجي، كولد سبرينغ هاربور، نيويورك، الصفحات 302-303،.
  2. ^ شنايدر، س. K. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. أوفل.، هيراوسجيج. فون ك. لينسباور. لايبزيغ: إنجلمان،.
  3. ↑ هاين، روبرت (2005). قاموس حقائق علم الأحياء . دار إنفوبيس للنشر. ص  175. ISBN 978-0-8160-5648-4.
  4. ↑ هيل، مالكولم س. (17 يوليو 2014). "آفاق إمكانيات الإنتاج في التكافل بين الكائنات ذاتية التغذية وغيرية التغذية: المفاضلات في تخصيص مخزونات الكربون الثابتة والتحديات التي تطرحها هذه البدائل لفهم اكتساب الموائل داخل الخلايا" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 5 : 357. doi : 10.3389/fmicb.2014.00357 . ISSN 1664-302X . PMC 4101577. PMID 25101064 .   
  5. ↑ ألبرتس، بروس؛ جونسون، ألكسندر؛ لويس، جوليان؛ مورغان، ديفيد؛ راف، مارتن؛ روبرتس، كيث؛ والتر، بيتر (2015). "تحويل الطاقة: الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء". البيولوجيا الجزيئية للخلية (الطبعة السادسة ). نيويورك، نيويورك: جارلاند ساينس، مجموعة تايلور وفرانسيس. ISBN  978-0-8153-4432-2.
  6. ↑ كامبل، نيل أ.؛ ريس، جين ب.؛ أوري، ليزا أ.؛ كاين، مايكل ل.؛ واسرمان، ستيفن أ.؛ مينورسكي، بيتر ف.؛ جاكسون، روبرت ب. (2008). علم الأحياء ( الطبعة الثامنة). بيرسون بنجامين كامينغز. ص 564. ISBN   978-0-8053-6844-4.
  7. ↑ غوميز-كونسارناو، لورا؛ رافين، جون أ.؛ ليفين، نعومي م.؛ كتر، ليندا س.؛ وانغ، ديلي؛ سيغرز، برايان؛ أريستيجوي، خافيير؛ فورمان، جيد أ.؛ غاسول، جوزيب م.؛ سانودو-ويلهلمي، سيرجيو أ. (أغسطس 2019). "تُعدّ الرودوبسينات الميكروبية من المساهمين الرئيسيين في الطاقة الشمسية المُخزّنة في البحر" . مجلة ساينس أدفانسز . 5 (8) eaaw8855. Bibcode : 2019SciA....5.8855G . doi : 10.1126 /sciadv.aaw8855 . ISSN 2375-2548 . PMC 6685716. PMID 31457093 .