Autotroph定義
独立栄養生物は、無機源からの材料を使用して、独自の食物を生産することができる生物である。 “Autotroph”という言葉は、”自己”のためのルート単語”auto”と”troph”のための”食品から来ています。”Autotrophは、他の生物の助けを借りずに、自分自身を養う生物です。
独立栄養生物は、それらがなければ、他の形態の生命は存在できないため、非常に重要です。, 例えば、光合成の過程で二酸化炭素ガスや太陽光から糖を作り出す植物がなければ、草食動物は存在せず、草食動物を食べる肉食動物は存在しません。
このため、独立栄養生物はしばしば”生産者”と呼ばれます。”彼らは生態系のエネルギーピラミッドの基盤を形成し、すべての従属栄養生物（他の人から食物を得なければならない生物）が存在する必要がある燃料,
地球上の最初の生命体は、以前は非生活環境でエネルギーと生物学的物質を存在させ、作るためには、独立栄養生物でなければならなかったでしょう。 従属栄養生物は、独立栄養生物がより一般的になるにつれて進化し、いくつかの生命体は、エネルギーや有機材料を作るよりも単に独立栄養生物を食べる方が簡単であることを発見した。
独立栄養生物の種類
科学者は、彼らが彼らのエネルギーを得る方法に応じて独立栄養生物を分類します。 独立栄養素の種類には、光独立栄養素および化学独立栄養素が含まれる。,
Photoautotrophs
Photoautotrophsは、太陽光から有機材料を作るためのエネルギーを得る生物です。 Photoautotrophsは光合成を行うすべての植物、緑藻類および細菌を含んでいます。
すべてのphotoautotrophsは光合成を行います–ルートの単語”光”と”作る”から来る単語。”Photoautotrophsは太陽からの光子を捕獲し、ATPを作ることのような重要で生化学的なプロセスを行うのにそれを使用してエネルギーを、収穫する。,
Photoautotrophsは、私たちのような従属栄養者のための燃料と有機化合物だけでなく、もっともっともっともっと作ります！
多くの光独立栄養生物は、大気から炭素を取り出し、それを使用して、太陽のエネルギーを分子結合に貯蔵する糖および他の分子を作る。 これを行うために、彼らは非生物地質学的プロセスによって作成されたCO2の分子を取り込み、O2の分子を放出します–また、私たちが呼吸する必要がある酸素として知られています！
光独立栄養が地球の海で一般的になるまで、遊離酸素は地球の大気中に存在しなかったと考えられています。, そして、それまで海の水に溶けていた大量の鉄が酸素と反応して錆に変わるほど多くの遊離酸素を生成しました！
このプロセスは、我々はまだ私たちの地球の歴史のこの記録を見るために今日を見ることができる帯状鉄層と呼ばれる岩を作成しました。 Photoautotrophsによる地球の大気への多量の自由な酸素の解放は生き残るために好気性呼吸の非常に能率的なプロセスを必要とする私達自身のような大きい動物のための道を、開いた。,
光独立栄養生物によって生成された酸素の一部も地球のオゾン層を作り出し、太陽のUV光によるDNA損傷を恐れることなく、生命を乾燥した土地に移動させたと考えられている。
化学独立栄養生物
化学独立栄養生物は、無機化学プロセスからエネルギーを得る生物である。 今日、chemoautotrophsは日光を受け取らない深層水の環境で最も一般にあります。 多くは、代謝が高い速度で起こるのを可能にするのに十分な熱を生成する深海火山の通気口の周りに住む必要があります。,
化学独立栄養生物は、分子水素、硫化水素、元素硫黄、鉄第一鉄、アンモニアなどの揮発性化学物質をエネルギー源として使用します。 これにより、他の多くの生物にとって毒性のある場所や日光のない場所に住むのに適しています。 Chemoautotrophsは通常新陳代謝が通常多細胞性を支えるには十分に有効ではないので、細菌または古細菌です。,
科学者たちは、地球上の化学独立栄養生物に見られるものと同様の代謝を用いることによって、木星の月タイタンの海のような暗く化学的に揮発性の環境に生命が存在することができるかもしれないと推測している。 そのような生命の証拠はまだ見つかっていませんが、化学合成によって提供される代謝オプションの範囲は、私たちが生命を見つけることが期待できる宇宙の場所の範囲を大幅に拡大すると信じている科学者もいます。
実際には、光独立栄養生物か化学独立栄養生物かが地球上で最初の生命体であったかどうかは不明です。, 太陽の光が地球の表面全体を照らすので、最初の細胞は光合成であるという考えが多く支持されています。 しかし、一部の科学者は、深海や地球の表面上の火山サイトは、潜在的に最初の細胞の作成につながる、より集中したエネルギーとより揮発性の化学物質を
これらの科学者たちは、これらの細胞は、その後、彼らは起源の彼らの火山点からさらに広がった地球の表面上のどこでも動作するエネルギー源として光合成を進化させている可能性があると推測しています。,
単一細胞とその生化学はうまく化石化しないため、化学独立栄養素または光独立栄養素が地球上で初めての生命形態であったかどうかはわからないかもしれません。
独立栄養生物の例
植物
植物は、ごくわずかな例外（昆虫を食べることができる金星フライトラップなど）を除いて、光独立栄養生物である。 それらは光子を捕獲し、エネルギーを利用するのにクロロフィルのような顔料の使用によって生命の砂糖そして他の必要な原料を、作り出す。, 植物が動物によって消費されるとき、動物はそのエネルギーとそれらの有機材料を自分自身のために使用することができます。
緑藻類
池のスカムとしてあなたによく知られているかもしれない緑藻類もphotoautotrophsです。 緑藻類は、実のところ、地球上の最初の一般的な生命形態–シアノバクテリア、マットの中で成長し、酸素大気のある世界へと地球を変える過程を始めた緑色のバクテリア-に非常に類似しているかもしれません。
“鉄細菌”-Acidithiobacillus ferrooxidans
細菌Acidithiobacillus ferrooxidansは鉄からエネルギーを得る。, このプロセスでは、鉄原子を水に溶かすことができない分子形態から、できる分子形態に変換します。その結果、Acidithiobacillus ferrooxidansは、従来の手段では抽出できなかった鉱石から鉄を抽出するために使用されてきた。
バイオハイドロ冶金の分野は、生物を使用して金属を水に溶解して金属を得る研究であり、そこでさらに処理することができます。
- エネルギーピラミッド–生態系を通るエネルギーの流れを示す構造。,
- Heterotroph–食物のために植物や獲物の動物などの他の生物に依存している生物。
- 光合成-太陽光からエネルギーを抽出するために光栄養生物によって使用されるプロセス。
クイズ
1. 次の声明のどれがchemoautotrophsの本当であるか。
a.日光からのエネルギーを利用して食べ物を作る。
B.彼らは食べ物のために植物や獲物の動物などの他の生物に頼っています。
C.彼らは、水素、硫黄、鉄などの化学物質からのエネルギーを利用して食べ物を作ります。
D.上記のいずれも。,
2. 以下のどれがphotoautotrophの例ではありませんか？
A.ヒナギク
B.鉄細菌
C.シアノバクテリア
d.上記のいずれも。
3. 地球上の生命の最初の形はおそらく…
a.photoautotroph。
b.a chemoautotroph.
c.上記のいずれも。
D.誰も知らない。,
