Forskjellen mellom kjemosyntese og fotosyntese

Hovedforskjell - Kjemosyntese mot fotosyntese

Kjemosyntese og fotosyntese er de to primære produksjonsmekanismer der organismer produserer sin egen mat. Begge prosessene er involvert i produksjon av enkle sukkerarter som glukose ut fra karbondioksid og vann. De hovedforskjell mellom kjemosyntese og fotosyntese er det kjemosyntese er prosessen som syntetiserer de organiske forbindelsene i cellen ved den energi som genereres fra kjemiske reaksjoner mens fotosyntese er prosessen som syntetiserer organiske forbindelser med den energi som er oppnådd fra sollyset.

Denne artikkelen ser på,

1. Hva er kjemosyntese
       - Definisjon, egenskaper, prosess
2. Hva er fotosyntese
       - Definisjon, egenskaper, prosess
3. Hva er forskjellen mellom kjemosyntese og fotosyntese

Hva er kjemosyntese

Kjemosyntese er syntesen av organiske forbindelser med bruk av energi oppnådd ved oksydasjon av uorganiske forbindelser. Kjemosyntese oppstår i fravær av sollys, på steder som hydrotermiske ventilasjoner i det dype hav. Organer som lever i hydrothermal ventiler bruker uorganiske forbindelser som kommer ut fra havbunnen som sin energikilde for produksjon av mat. Således består hydrotermiske vents av høy biomasse, inkludert sparsom fordeling av dyr, som avhenger av at maten går ned ved kjemosyntese. Kjemosyntese gjøres for det meste av mikrober, som finnes på havbunnen, danner mikrobielle matter. Scaleworms, limpets og snegler som grazers kan bli funnet på matta som spiser den. Predators kommer og spiser disse grazers også. Dyr som rørmasker er funnet som symbionter med kjemosyntetiske bakterier. Giant tube ormer ved siden av en hydrothermal ventil er vist i Figur 1.

Figur 1: Giant tube ormer ved siden av en hydrotermisk ventilasjon

Under kjemosyntese bruker bakterier energien lagret i kjemiske bindinger av enten hydrogensulfid eller hydrogengass for å produsere glukose fra oppløst karbondioksid og vann. Den kjemiske reaksjonen for utnyttelse av hydrogensulfid i kjemosyntese er vist nedenfor.

12H₂S+   6CO₂    → C₆H₁₂O₆ (Glukose) + 6H₂O   +    12S

De organismer som utfører kjemosyntese kalles kjemotrofer. Chemoorganotrophs og chemolithotrophs er de to kategoriene av kjemotrofer. Chemolithotrophs bruker elektroner fra uorganiske kjemiske kilder som hydrogensulfid, ammoniumioner, jernholdige ioner og elemental svovel. Acidithiobacillus ferrooksidaner som er en jernbakterie, Nitrosomonas som er en nitroserende bakterie, Nitrobactor som er en nitrifiserende bakterie, svoveloksiderende proteobakterier, aquificaeles og methanogene archaea er eksemplene kjemolithotrophs.

Hva er fotosyntese

Fotosyntese er prosessen der de grønne plantene og algene syntetiserer glukoseformet karbondioksid og vann ved å bruke sollys som energikilde. Klorofyllpigmentet er involvert i denne prosessen. I planter skjer fotosyntese i spesialiserte plastider kalt kloroplaster. Høyere planter består av blader, som inneholder mer klorofyll for å utføre fotosyntesen effektivt.

Figur 2: Fotosyntetiserende blader

To kategorier av fotosyntese finnes: oxygenisk fotosyntese og anoksygen fotosyntese. Oksygen fotosyntese forekommer i cyanobakterier, alger og planter, mens anoksygen fotosyntese forekommer i lilla svovelbakterier og grønne svovelbakterier. Under oksygenisk fotosyntese overføres elektronene fra vann til karbondioksid. Dermed oksyderes vann og karbondioksid reduseres, noe som gir glukose. Derfor er elektrondonoren i oxygenisk fotosyntese vann. Oksygen gass er et biprodukt av oxygenisk fotosyntese. I motsetning til dette produserer ikke anoksygen fotosyntese oksygen som et biprodukt. Elektrondonor er variabel og det kan være hydrogensulfid. De kjemiske reaksjonene av både oksygen- og anoksygen fotosyntese er vist nedenfor.

Oksygen fotosyntese:

6CO₂   +   12H₂O   +   Lysenergi →   C₆H₁₂O₆   +   6O₂   +   6H₂O

Anoksygen fotosyntese:

CO₂   +   2H₂S   +   Lysenergi → [CH₂O] + 2S   +   H₂O

De organismer som utfører fotosyntese kalles fototrofer. Photoautotrophs og photoheterotrophs er de to kategoriene phototrophs. Kullkilden til fotoautotrofer er karbondioksid, mens karbonkilden til fotoheterotrofer er organisk karbon. Grønne planter, cyanobakterier og alger er eksempler på fotoautotrofer og noen bakterier som Rhodobactor er eksempler for fotoheterotrofer.

Forskjellen mellom kjemosyntese og fotosyntese

Energikilde

Kjemosyntese: Energikilde for kjemosyntese er kjemisk energi lagret i uorganiske kjemikalier som hydrogensulfid.

Fotosyntese: Energikilde for fotosyntese er sollys.

Energikonvertering

Kjemosyntese: Kjemisk energi lagret i uorganiske forbindelser lagres i organiske forbindelser under kjemosyntese.

Fotosyntese: Lysenergien omdannes til kjemisk energi under fotosyntese.

organismer

Kjemosyntese: Kjemosyntetiske organismer kalles kollektivt kjemotrofer.

Fotosyntese: Fotosyntetiske organismer kalles kollektivt fototrofer.

Pigmenter involvert

Kjemosyntese: Ingen pigmenter er involvert i kjemosyntesen.

Fotosyntese: Klorofyll, karotenoider og phycobiliner er pigmentene som er involvert i fotosyntese.

Plastids involvert 

Kjemosyntese: Plastider er ikke involvert i kjemosyntese.

Fotosyntese: Kloroplaster er plastidene som finnes i planter; reaksjonene av fotosyntese er konsentrert i cellen.

Oksygen som biprodukt

Kjemosyntese: Oksygen gass frigjøres ikke som et biprodukt. 

Fotosyntese: Oksygen frigis som biprodukt under fotosyntese.

Bidrag til Total Biospheric Energy

Kjemosyntese: Kjemosyntese har et lavere bidrag til den totale biosfæriske energien.

Fotosyntese: Fotosyntese har et høyere bidrag til den totale biosfæriske energien.

kategorier

Kjemosyntese: Chemoorganotrophs og chemolithotrophs er de to kategoriene av kjemotrofer.

Fotosyntese: Photoautotrophs og photoheterotrophs er de to kategoriene phototrophs.

Tilstedeværelse

Kjemosyntese: Kjemosyntese finnes i bakterier som Acidithiobacillus ferrooksidaner, Nitrosomonas, Nitrobacter, svoveloksiderende proteobakterier, aquificaeles og archaea som methanogenic archaea.

Fotosyntese: Fotosyntese finnes i grønne planter, cyanobakterier, alger og Rhodobactor som bakterier.

Konklusjon

Kjemosyntese og fotosyntese er to typer primære produktioner funnet blant organismer. Kjemosyntese og fotosyntese brenner alle livsformer på jorden. Både de fleste kjemosyntetiske og fotosyntetiske organismer bruker karbondioksid og vann for å produsere organiske forbindelser som mat. Kjemosyntese bruker kjemisk energi lagret i uorganiske forbindelser for å produsere enkle sukkerarter som glukose. Det er den primære energikilden til de fleste dyrene som finnes i hydrotermiske vents i dyphavet, hvor sollyset ikke klarer å nå. I motsetning til dette bruker fotosyntese solenergiens lysergi for å produsere glukose. Kjemosyntese er for det meste funnet i bakterier, som enten kan leve uavhengig av havbunnen eller symbionene som lever i dyr som rørormer ved å erstatte deres tarm. Jordplanter er de primære produsentene av de fleste matkjeder på jorden. Imidlertid er hovedforskjellen mellom kjemosyntese og fotosyntese deres energikilde.

Henvisning:
1. Nasjonalt forskningsråd (US) Utvalg for forskningsmuligheter i biologi. "Økologi og økosystemer." Muligheter i biologi. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1989. Web. 3. april 2017.
2. Nasjonalt forskningsråd (US) Ocean Studies Board. "Achievements in Biological Oceanography." 50 år med Ocean Discovery: National Science Foundation 1950-2000. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 3. april 2017.
3. Cooper, Geoffrey M. "Photosynthesis." Cellen: En Molekylær Tilnærming. Andre utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 3. april 2017.

Bilde Courtesy:
1. "Giant tube worms next to vent" Av Nasa - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "318743" (Public Domain) via Pixabay