Διαφορά μεταξύ χημειοσύνθεσης και φωτοσύνθεσης
Κύρια διαφορά – Χημειοσύνθεση έναντι Φωτοσύνθεσης
Η χημειοσύνθεση και η φωτοσύνθεση είναι οι δύο κύριοι μηχανισμοί παραγωγής όπου οι οργανισμοί παράγουν τη δική τους τροφή. Και οι δύο διαδικασίες εμπλέκονται στην παραγωγή απλών σακχάρων όπως η γλυκόζη ξεκινώντας από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό. Η κύρια διαφορά μεταξύ χημειοσύνθεσης και φωτοσύνθεσης είναι ότι χημοσύνθεση είναι η διαδικασία που συνθέτει τις οργανικές ενώσεις στο κύτταρο από την ενέργεια που παράγεται από χημικές αντιδράσεις ενώ ηφωτοσύνθεση είναι η διαδικασία που συνθέτει οργανικές ενώσεις με την ενέργεια που λαμβάνεται από το ηλιακό φως.
Αυτό το άρθρο εξετάζει,
1. Τι είναι η Χημειοσύνθεση
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Διαδικασία
2. Τι είναι η Φωτοσύνθεση
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Διαδικασία
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Χημειοσύνθεσης και Φωτοσύνθεσης
Τι είναι η Χημειοσύνθεση
Η χημειοσύνθεση είναι η σύνθεση οργανικών ενώσεων με τη χρήση ενέργειας που λαμβάνεται από την οξείδωση ανόργανων ενώσεων. Η χημειοσύνθεση λαμβάνει χώρα απουσία ηλιακού φωτός, σε μέρη όπως οι υδροθερμικές οπές στον βαθύ ωκεανό. Οι οργανισμοί που ζουν σε υδροθερμικές οπές χρησιμοποιούν ανόργανες ενώσεις που προέρχονται από τον πυθμένα της θάλασσας ως πηγή ενέργειας για την παραγωγή τροφής. Έτσι, οι υδροθερμικοί αεραγωγοί αποτελούνται από υψηλή βιομάζα, συμπεριλαμβανομένης της αραιής κατανομής των ζώων, τα οποία εξαρτώνται από την πτώση της τροφής κατά τη χημειοσύνθεση. Η χημειοσύνθεση γίνεται κυρίως από μικρόβια, τα οποία βρίσκονται στον πυθμένα της θάλασσας, σχηματίζοντας μικροβιακά χαλάκια. Τα σκουλήκια, οι πεταλούδες και τα σαλιγκάρια όπως οι βοσκοί μπορούν να βρεθούν στο χαλάκι να το τρώνε. Έρχονται αρπακτικά και τρώνε και αυτούς τους βοσκούς. Ζώα όπως τα σκουλήκια σωλήνων βρίσκονται να ζουν ως συμβίωση με χημειοσυνθετικά βακτήρια. Τα γιγαντιαία σκουλήκια σωλήνων δίπλα σε μια υδροθερμική οπή φαίνονται στην εικόνα 1 .
Εικόνα 1:Γιγαντιαία σκουλήκια σωλήνων δίπλα σε υδροθερμική οπή
Κατά τη χημειοσύνθεση, τα βακτήρια χρησιμοποιούν την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς είτε του υδρόθειου είτε του αερίου υδρογόνου προκειμένου να παράγουν γλυκόζη από διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Η χημική αντίδραση για τη χρήση του υδρόθειου στη χημειοσύνθεση φαίνεται παρακάτω.
12Υ 2 S + 6CO 2 → C6 H 12 Ο 6 (Γλυκόζη) + 6H 2 Ο + 12Σ
Οι οργανισμοί που εκτελούν χημειοσύνθεση ονομάζονται χημειότροφοι. Τα χημειοοργανότροφα και τα χημειολιθότροφα είναι οι δύο κατηγορίες χημειοτροφών. Τα χημειολιθότροφα χρησιμοποιούν ηλεκτρόνια από ανόργανες χημικές πηγές όπως υδρόθειο, ιόντα αμμωνίου, ιόντα σιδήρου και στοιχειακό θείο. Acidithiobacillus ferrooxidans που είναι βακτηρίδιο σιδήρου, Nitrosomonas που είναι νιτροποιητικό βακτήριο, Nitrobactor που είναι νιτροποιητικό βακτήριο, πρωτεοβακτήρια οξειδωτικά θείου, υδρογονάνθρακες και μεθανογόνα αρχαία είναι τα παραδείγματα χημειολιθότροφων.
Τι είναι η Φωτοσύνθεση
Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία κατά την οποία τα πράσινα φυτά και τα φύκια συνθέτουν γλυκόζη σχηματίζοντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως ως πηγή ενέργειας. Η χρωστική χλωροφύλλη εμπλέκεται σε αυτή τη διαδικασία. Στα φυτά, η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα σε εξειδικευμένα πλαστίδια που ονομάζονται χλωροπλάστες. Τα ανώτερα φυτά αποτελούνται από φύλλα, τα οποία περιέχουν περισσότερη χλωροφύλλη προκειμένου να εκτελείται αποτελεσματικά η φωτοσύνθεση.
Εικόνα 2:Φύλλα φωτοσύνθεσης
Βρίσκονται δύο κατηγορίες φωτοσύνθεσης:η οξυγονική φωτοσύνθεση και η ανοξυγονική φωτοσύνθεση. Η οξυγονική φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στα κυανοβακτήρια, τα φύκια και τα φυτά, ενώ η ανοξυγονική φωτοσύνθεση συμβαίνει στα μοβ βακτήρια θείου και στα βακτήρια του πράσινου θείου. Κατά τη διάρκεια της οξυγονικής φωτοσύνθεσης, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το νερό στο διοξείδιο του άνθρακα. Έτσι, το νερό οξειδώνεται και το διοξείδιο του άνθρακα μειώνεται, παράγοντας γλυκόζη. Ως εκ τούτου, ο δότης ηλεκτρονίων στην οξυγονική φωτοσύνθεση είναι το νερό. Το αέριο οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν της οξυγονικής φωτοσύνθεσης. Αντίθετα, η ανοξυγονική φωτοσύνθεση δεν παράγει οξυγόνο ως υποπροϊόν. Ο δότης ηλεκτρονίων είναι μεταβλητός και μπορεί να είναι υδρόθειο. Οι χημικές αντιδράσεις τόσο της οξυγονικής όσο και της ανοξυγονικής φωτοσύνθεσης φαίνονται παρακάτω.
Οξυγονική φωτοσύνθεση:
6Γ O2 + 12Ω2 Ο + Φωτεινή Ενέργεια → C 6 H12 O6 + 6O 2 + 6H2 O
Ανοξυγονική φωτοσύνθεση:
Γ O2 + 2H2 S + Φωτεινή Ενέργεια → [Γ H2 O] + 2S + H2 O
Οι οργανισμοί που εκτελούν τη φωτοσύνθεση ονομάζονται φωτότροφοι. Τα φωτοαυτοτροφικά και τα φωτοετερότροφα είναι οι δύο κατηγορίες φωτοτροφών. Η πηγή άνθρακα των φωτοαυτοτροφών είναι το διοξείδιο του άνθρακα ενώ η πηγή άνθρακα των φωτοετερότροφων είναι ο οργανικός άνθρακας. Τα πράσινα φυτά, τα κυανοβακτήρια και τα φύκια είναι παραδείγματα φωτοαυτοτροφών και ορισμένων βακτηρίων όπως το Rhodobactor είναι παραδείγματα για φωτοετερότροφα.
Διαφορά μεταξύ χημειοσύνθεσης και φωτοσύνθεσης
Πηγή ενέργειας
Χημειοσύνθεση: Η πηγή ενέργειας της χημειοσύνθεσης είναι η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε ανόργανες χημικές ουσίες όπως το υδρόθειο.
Φωτοσύνθεση: Πηγή ενέργειας της φωτοσύνθεσης είναι το ηλιακό φως.
Μετατροπή ενέργειας
Χημειοσύνθεση: Η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε ανόργανες ενώσεις αποθηκεύεται σε οργανικές ενώσεις κατά τη χημειοσύνθεση.
Φωτοσύνθεση: Η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης.
Οργανισμοί
Χημειοσύνθεση: Οι χημειοσυνθετικοί οργανισμοί ονομάζονται συλλογικά χημειότροφοι.
Φωτοσύνθεση: Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ονομάζονται συλλογικά φωτότροφοι.
Συμπεριλαμβανόμενες χρωστικές
Χημειοσύνθεση: Δεν εμπλέκονται χρωστικές στη χημειοσύνθεση.
Φωτοσύνθεση: Η χλωροφύλλη, τα καροτενοειδή και οι φυκοβιλίνες είναι οι χρωστικές που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση.
Πλαστίδια που εμπλέκονται
Χημειοσύνθεση: Τα πλαστίδια δεν εμπλέκονται στη χημειοσύνθεση.
Φωτοσύνθεση: Οι χλωροπλάστες είναι τα πλαστίδια που βρίσκονται στα φυτά. οι αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης συγκεντρώνονται στο κύτταρο.
Το οξυγόνο ως παραπροϊόν
Χημειοσύνθεση: Το αέριο οξυγόνο δεν απελευθερώνεται ως υποπροϊόν.
Φωτοσύνθεση: Το οξυγόνο απελευθερώνεται ως υποπροϊόν κατά τη φωτοσύνθεση.
Συμβολή στην Ολική Βιοσφαιρική Ενέργεια
Χημειοσύνθεση: Η χημειοσύνθεση έχει μικρότερη συμβολή στη συνολική βιοσφαιρική ενέργεια.
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση έχει μεγαλύτερη συνεισφορά στη συνολική ενέργεια της βιόσφαιρας.
Κατηγορίες
Χημειοσύνθεση: Τα χημειοοργανότροφα και τα χημειολιθότροφα είναι οι δύο κατηγορίες χημειοτροφών.
Φωτοσύνθεση: Τα φωτοαυτότροφα και τα φωτοετερότροφα είναι οι δύο κατηγορίες φωτοτροφών.
Παρουσία
Χημειοσύνθεση: Η χημειοσύνθεση βρίσκεται σε βακτήρια όπως το Acidithiobacillus ferrooxidans, Nitrosomonas, Nitrobacter, πρωτεοβακτήρια που οξειδώνουν το θείο, aquificaeles και αρχαία σαν μεθανογόνα αρχαία.
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση βρίσκεται σε πράσινα φυτά, κυανοβακτήρια, φύκια και Rhodobactor όπως τα βακτήρια.
Συμπέρασμα
Η χημειοσύνθεση και η φωτοσύνθεση είναι δύο τύποι πρωτογενών παραγωγών που απαντώνται μεταξύ των οργανισμών. Η χημειοσύνθεση και η φωτοσύνθεση τροφοδοτούν όλες τις μορφές ζωής στη γη. Τόσο οι περισσότεροι χημειοσυνθετικοί όσο και οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα και νερό για να παράγουν οργανικές ενώσεις ως τροφή. Η χημειοσύνθεση χρησιμοποιεί τη χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε ανόργανες ενώσεις για να παράγει απλά σάκχαρα όπως η γλυκόζη. Είναι η κύρια πηγή ενέργειας των περισσότερων ζώων που βρίσκονται σε υδροθερμικές οπές στη βαθιά θάλασσα, όπου το φως του ήλιου δεν μπορεί να φτάσει. Αντίθετα, η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί τη φωτεινή ενέργεια του ήλιου για να παράγει γλυκόζη. Η χημειοσύνθεση εντοπίζεται κυρίως σε βακτήρια, τα οποία μπορούν είτε να ζουν ανεξάρτητα στον πυθμένα της θάλασσας είτε σε συμβίωση που ζουν μέσα σε ζώα όπως τα σκουλήκια των σωλήνων αντικαθιστώντας τα έντερά τους. Τα χερσαία φυτά είναι οι κύριοι παραγωγοί των περισσότερων τροφικών αλυσίδων στη γη. Ωστόσο, η κύρια διαφορά μεταξύ χημειοσύνθεσης και φωτοσύνθεσης είναι η πηγή ενέργειας τους.
Αναφορά:
1. Επιτροπή Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας (ΗΠΑ) για Ερευνητικές Ευκαιρίες στη Βιολογία. «Οικολογία και Οικοσυστήματα». Ευκαιρίες στη Βιολογία. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1989. Web. 03 Απρ. 2017.
2. Εθνικό Συμβούλιο Ερευνών (ΗΠΑ) Ocean Studies Board. «Επιτεύγματα στη Βιολογική Ωκεανογραφία». 50 Years of Ocean Discovery:National Science Foundation 1950-2000. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 03 Απρ. 2017.
3. Cooper, Geoffrey M. «Photosynthesis». The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 03 Απρ. 2017.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. "Giant tube worms next to vent" Από Nasa – (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
2. "318743" ( Public Domain) μέσω Pixabay
