Фототрофы (от древнегреческого φῶς , φωτός ( phôs, phōtós ) «свет» и τροφή ( трофḗ ) «питание») — организмы , которые осуществляют захват фотонов для производства сложных органических соединений (например, углеводов ) и приобретения энергии. Они используют энергию света для осуществления различных клеточных метаболических процессов . Распространено заблуждение , что фототрофы обязательно фотосинтезируют . Многие, но не все, фототрофы часто фотосинтезируют: они анаболически преобразуют углекислый газ в органический материал, который используется структурно, функционально или в качестве источника для последующих катаболических процессов (например, в форме крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы либо используют цепи переноса электронов , либо прямую перекачку протонов для создания электрохимического градиента, который используется АТФ-синтазой для обеспечения клетки молекулярной энергией. Фототрофы могут быть автотрофами и гетеротрофами . Если их донорами электронов и водорода являются неорганические соединения (например, Na
2С
2О
3, как у некоторых пурпурных серобактерий , или H
2S , как и у некоторых зеленых серобактерий ) их можно назвать еще литотрофами , так вот, некоторые фотоавтотрофы называют еще фотолитоавтотрофами. Примерами фототрофных организмов являются Rhodobacter capsulatus , Chromatium и Chlorobium .
Первоначально использовавшийся в другом значении, этот термин получил свое нынешнее определение после Львоффа и соавторов (1946). [1] [2]
Большинство хорошо известных фототрофов являются автотрофами , также известными как фотоавтотрофы , и могут фиксировать углерод . Их можно противопоставить хемотрофам , которые получают энергию за счет окисления доноров электронов в окружающей среде. Фотоавтотрофы способны синтезировать себе пищу из неорганических веществ, используя свет в качестве источника энергии. Зелёные растения и фотосинтезирующие бактерии являются фотоавтотрофами. Фотоавтотрофные организмы иногда называют голофитными . [3]
Кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для захвата световой энергии и окисляют воду, «расщепляя» ее на молекулярный кислород.
В экологическом контексте фототрофы часто являются источником пищи для соседней гетеротрофной жизни. В наземной среде преобладающим разнообразием являются растения , в то время как водная среда включает ряд фототрофных организмов, таких как водоросли (например, ламинария ), другие простейшие (например, эвглена ), фитопланктон и бактерии (например, цианобактерии ).
Цианобактерии, являющиеся прокариотическими организмами, осуществляющими кислородный фотосинтез, обитают во многих условиях окружающей среды, включая пресную воду, моря, почву и лишайники . Цианобактерии осуществляют фотосинтез, подобный растительному, поскольку органелла в растениях, осуществляющая фотосинтез, происходит от [4] эндосимбиотической цианобактерии. [5] Эта бактерия может использовать воду в качестве источника электронов для проведения реакций восстановления CO 2 .
Фотолитоавтотроф – это автотрофный организм, который использует энергию света и неорганический донор электронов (например, H 2 O, H 2 , H 2 S ) и CO 2 в качестве источника углерода .
В отличие от фотоавтотрофов, фотогетеротрофы — это организмы, энергия которых зависит исключительно от света и главным образом от органических соединений как источника углерода. Фотогетеротрофы производят АТФ посредством фотофосфорилирования , но используют органические соединения , полученные из окружающей среды , для построения структур и других биомолекул. [6]
Большинство фототрофов используют хлорофилл или родственный ему бактериохлорофилл для улавливания света и известны как хлорфототрофы . Другие, однако, используют ретиналь и являются ретиналофототрофами . [7]
