אכילת אצות היא דוגמה טיפוסית לאופן שבו הן משיגות אנרגיה לחיים. לדוגמה, צמחים משתמשים באנרגיה סולארית, ובעלי חיים אוכלים צמחים שנאכלים על ידי טורפים אחרים.
שרשרת המזון היא הרצף של מי אוכל את מי במערכת אקולוגית (קהילה ביולוגית) כדי לרכוש חומרים מזינים ואת האנרגיה המקיימת את החיים.
תכונות עיקריות של אוטוטרופים
אוטוטרופים הם אורגניזמים חיים שמייצרים בעצמם את המזון שלהם (ממקור אורגני) ממולקולות פשוטות. ישנם שני סוגים עיקריים של אוטוטרופים:
- Photoautotrophs (אורגניזמים פוטוסינתטיים), למשל, צמחים שמשתמשים באנרגיית השמש כדי להמיר אותם לחומרים אורגניים – פחמימות בפוטוסינתזה מפחמן דו חמצני. דוגמאות נוספות לפוטו-אוטוטרופים הן ציאנובקטריה ואצות.
- Chemoautotrophs רוכשים תרכובות אורגניות באמצעותתגובות כימיות המערבות תרכובות אנאורגניות מסוימות: אמוניה, מימן גופרתי, מימן.
אוטוטרופים הם הנחשבים לבסיס של כל מערכת אקולוגית על הפלנטה שלנו. הם חלק מרשתות מזון ושרשראות רבות, והאנרגיה המתקבלת במהלך כימוסינתזה או פוטוסינתזה נתמכת על ידי שאר האורגניזמים של מערכות אקולוגיות.
אם מדברים על סוג התזונה של אצות, נציין שהן מייצגות טיפוסיות של פוטואוטוטרופים. אם אנחנו מדברים על הערך בשרשרות המזון, אז אוטוטרופים נקראים יצרנים או יצרנים.
הטרוטרופים
מה מאפיין שרשרת מזון כזו? אצות משתמשות באנרגיה כימית או סולארית כדי לייצר בעצמן מזון (פחמימות) מפחמן דו חמצני. הטרוטרופים במקום אנרגיית השמש מקבלים אנרגיה באמצעות תוצרי לוואי או אורגניזמים אחרים. הדוגמאות האופייניות שלהם הן פטריות, בעלי חיים, חיידקים, בני אדם. ישנן מספר גרסאות של הטרוטרופים עם פונקציות אקולוגיות מגוונות, מחרקים ועד פטריות.
תזונת אצות
אצות, בהיותן אורגניזמים פוטוטרופיים, יכולות להתקיים רק בנוכחות אור שמש, מינרלים ותרכובות אורגניות. בית הגידול העיקרי שלהם הוא מים.
ישנן כמה קהילות אצות:
- פלנקטוני;
- אצות בנתיות;
- ground;
- אדמה;
- חםמקורות;
- שלג וקרח;
- מימי מלח;
- במצע סיד
הספציפיות של התזונה שלהן נעוצה בעובדה שבניגוד לבעלי חיים ולחיידקים, בתהליך האבולוציה, אצות פיתחו את היכולת להשתמש בתרכובות אנאורגניות מחומצנות לחלוטין לתזונה שלהן: מים ופחמן דו חמצני.
אצות מופעלות על ידי אנרגיה סולארית, מלווה בשחרור חמצן מולקולרי.
השימוש באנרגיית אור לסינתזות ביולוגיות מורכבות באצות אפשרי בשל העובדה שלצמחים יש קומפלקס של פיגמנטים הבולעים אור. מבין אלה, לכלורופיל יש חשיבות מיוחדת.
תהליך של פחמן ותזונת אור של צמחים נקרא פוטוסינתזה. באופן כללי, תזונת אצות תואמת את המשוואה הכימית הבאה:
CO2+12H2O=C6H2O6+6H2O+2815680 J
על כל 6 גרם מולקולות של מים וחומצה, נוצרת מולקולת גרם אחת של גלוקוז. במהלך התהליך משתחררים 2815680 J של אנרגיה, נוצרות 6 גרם-מולקולות של חמצן.
תפקיד התהליך הוא ההמרה הביוכימית של אנרגיית האור לאנרגיה כימית.
נקודות חשובות
כל גרסה של שרשרת המזון מסתיימת בטורף או בטורף-על, כלומר, יצור שאין לו אויבים טבעיים. לדוגמה, זה כריש, תנין, דוב. הם נקראים "מאסטרים" של המערכות האקולוגיות שלהם. אם אחד מהאורגניזמים מת, דטריטיבורים (תולעים, נשרים, סרטנים, צבועים) אוכלים אותו. השאר מפורקחיידקים ופטריות (מפרקים), חילופי האנרגיה נמשכים.
סוגי בידול מורפולוגי של תלוס אצות
הזנת אצות מלווה בזרימת אנרגיה, אובדן אופייני לכל חוליה בשרשרת המזון.
דגלונים חד-תאיים מאופיינים בארגון מסוים. האמבואיד טבוע במינים חסרי קליפה צפופה, ומשתמשים בתהליכים ציטופלזמיים לתנועה. פלמלואיד נוצר על ידי תאים שקועים בטטראספורה (ריר נפוץ).
Cenobia הן מושבות חד-תאיות שבהן הפונקציות מחולקות בין קבוצות של פרטים.
מחלקת אצות כחולות-ירקות
יש בו כאלפיים מינים. זוהי קבוצת האצות העתיקה ביותר, ששרידיה מצויים במרבצים הקדם-קמבריים. הם מאופיינים בדרך האכלה פוטואוטורופית. קבוצת אצות זו היא הנפוצה ביותר בטבע.
יש ביניהן צורות חד-תאיות. באצות כחולות ירוקות אין גרעין ברור, מיטוכונדריה, פלסטידים נוצרו ופיגמנטים נמצאים בלמלות - לוחות פוטוסינתטיים מיוחדים.
תכונות מיוחדות
הרבייה מתבצעת על ידי חלוקת תאים פשוטה עבור מינים חד-תאיים, עבור מינים חוטים - הודות לשברים של חוט האם. הם יכולים לתקן חנקן, ולכן הם מתיישבים במקומות שבהם אין כמעט מדיום מזין. דרך זו של האכלת אצות מאפשרת להן להתקיים בנוחות גם עלהרי געש לאחר התפרצותם.
לאצות ירוקות יש כלורופילים "a" ו-"b". סט כזה נמצא בצמחים גבוהים יותר ו-euglena. יש להם גם קבוצה מסוימת של פיגמנטים נוספים, כולל קסנטופילים: זאקסנטין, לוטאין.
הם מאופיינים בסוג פוטו-אוטוטרופי של תזונה של אצות הקשורות לפוטוסינתזה מבחינת משמעות וקנה מידה. במחלקות שונות ישנם מינים שניתן לקרוא להם פוטוסינתזה קפדנית.
תכונות של ההרכב הכימי
ניתן להסביר את תזונת האצות על בסיס ההרכב הכימי שלהן. הוא הטרוגני. באצות ירוקות יש תכולה מוגברת של חלבונים - 40-45%. ביניהם אלנין, לאופין, חומצות ביקרבוקסיליות, אלגנין. עד 30% הם מכילים פחמימות, עד 10% - שומנים. האפר מכיל נחושת, אבץ.
תזונת אצות קשורה קשר בל יינתק עם אנרגיה סולארית ופוטוסינתזה. נכון לעכשיו, העניין באצות גדל באופן משמעותי לא רק כמקור לחומרים מזינים, אלא גם כחומר גלם מצוין לייצור ביו-דיזל.
רלוונטיים הם צמחים לגידול אצות חומות, אשר מעובדות לאחר מכן לדלק ביו-דיזל ידידותי לסביבה.
אצות הן עוזרות הכרחיות לחקר החלל. בעזרתם, צוות החללית מקבל חמצן. למטרות כאלה מתאימה האצה הפשוטה ביותר - כלורלה, המאופיינת בפעילות גבוהה של פוטוסינתזה. מפעלי אצות ניסויים כבר פועלים בארצנו, כמו גם באירופהמדינות.
בהיותם אוטוטרופים, מסנתזים תרכובות אורגניות מחומרים אנאורגניים, הם משתמשים באור השמש כדי לקבל את התזונה הנכונה. זה נעשה באמצעות פוטוסינתזה - תהליך רציני המורכב משני שלבים: אור וחושך.
השלב הראשון קשור לדפיקה של כרומטופור הכלורופיל על ידי קרני אור של אלקטרונים הנדרשות לתהליכים מסוימים: פוטו-פוספורילציה (ממיר ADP ל-ATP), פוטוליזה של מים (שחרור קבוצות הידרוקסיל), הצטברות של NADP, פחמן דו חמצני, מימן.
בשלב החושך, כל מה שהצטבר במהלך היום מיושם במחזור קלווין. התוצר של תגובות ביוכימיות הוא גלוקוז, שהוא המזון לאצות.
