자기영양학

Autotroph
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자가영양과 이종영양 사이의 주기의 개요.광합성은 식물, 조류 그리고 많은 박테리아가 이산화탄소와 물로부터 유기 화합물과 산소를 생산하는 주요 수단이다.

자가영양체 또는 1차 생산자는 일반적으로 빛([1]광합성) 또는 무기 화학 반응(화학합성)[2]의 에너지를 사용하여 이산화탄소와 같은 단순한 물질로부터 탄소를 사용하여 복합 유기 화합물(탄수화물, 지방, 단백질 등)을 생산하는 유기체이다.비생물 에너지원(예: 빛)을 유기 화합물에 저장된 에너지로 변환하여 다른 유기체(예: 이종영양체)에 의해 사용될 수 있습니다.자가영양은 탄소나 에너지의 살아있는 원천을 필요로 하지 않고 육지의 식물이나 물 속의 조류와 같은 먹이사슬의 생산자이다.자가영양은 이산화탄소를 감소시켜 생합성을 위한 유기화합물을 만들고 저장된 화학연료로 만들 수 있다.대부분의 자기영양생물들은 환원제로 물을 사용하지만, 일부는 황화수소와 같은 다른 수소 화합물을 사용할 수 있다.

1차 생산자는 빛의 에너지(광자영양 및 광자영양) 또는 무기 화합물(화학영양 또는 화학석영양)의 에너지를 변환하여 유기 분자를 만들 수 있습니다. 유기 분자는 보통 바이오매스의 형태로 축적되며 다른 유기체(예: 헤테로영양 및 혼합영양)에 의해 탄소 및 에너지원으로 사용됩니다.광자동영양체는 광합성을 통해 빛의 에너지를 화학 에너지로 변환하고, 궁극적으로 무기 탄소원인 [3]이산화탄소로 부터 유기 분자를 만드는 주요 생산물이다.화학석영양의 예로는 무기화합물의 산화로 바이오매스를 생산하는 고세균과 박테리아(단세포 생물)가 있는데, 이러한 생물들은 화학자율영양이라고 불리며 심해의 열수 분출구에서 자주 발견된다.1차 생산자들은 영양 수준이 가장 낮으며,[4] 이것이 지구가 오늘날까지 생명을 유지하는 이유입니다.

대부분의 화학자율영양체는 암석영양체로, 환원제로 황화수소, 수소가스, 원소황, 암모늄, 산화철 등의 무기전자공여체를 사용하며, 생합성 및 화학에너지 방출을 위한 수소원을 사용한다.자가영양은 광합성이나 화학성분들의 산화 과정에서 생성된 ATP의 일부를 사용하여 NADP를 NADPH로 환원시켜+ 유기화합물을 [5]형성한다.

역사

자율영양이라는 용어는 [6][non-primary source needed]1892년 독일의 식물학자 Albert Bernhard Frank에 의해 만들어졌다.그것은 "영양" 또는 "음식"을 뜻하는 고대 그리스어 οφφφφtt the(트로프)에서 유래했다.최초의 자기영양 생물은 약 20억년 [7]전에 개발되었다.광자영양은 광합성을 통해 이종영양균에서 진화했다.최초의 광합성 박테리아는 황화수소를 사용했다.황화수소의 결핍으로 인해, 일부 광합성 박테리아는 광합성에 물을 사용하도록 진화하여 시아노박테리아로 [8]이어졌다.

변종

어떤 유기체들은 탄소의 원천으로 유기 화합물에 의존하지만, 에너지 원천으로 빛이나 무기 화합물을 사용할 수 있다.그러한 유기체는 혼합영양생물이다.유기화합물로부터 탄소를 얻지만 빛으로부터 에너지를 얻는 생물을 광열로토프로프트라고 하며, 유기화합물로부터 탄소를 얻고 무기화합물의 산화로 에너지를 얻는 생물을 화학석열로토프로프트라고 한다.

증거에 따르면 일부 균류는 이온화 방사선에서 에너지를 얻을 수 있습니다.체르노빌 원자력 [9]발전소의 원자로 안에서 이러한 방사성 영양균이 자라고 있는 것이 발견되었다.

종이 자가영양, 이종영양, 아형 중 어느 쪽인지 판단하기 위한 흐름도

예

지구 생태계에는 여러 주에 걸쳐 많은 종류의 1차 생산자들이 있습니다.곰팡이와 유기물 산화로부터 바이오매스를 얻는 다른 유기체들은 분해체라고 불리며 1차 생산자가 아니다.하지만, 툰드라 기후에 위치한 이끼는 상호 공생에 의해 해조류에 의한 광합성(또는 시아노박테리아에 의한 질소 고정)과 분해자 곰팡이의 보호를 결합하는 1차 생산자의 예외적인 예입니다.또한, 식물과 같은 1차 생산자들은 태양을 에너지의 한 형태로 사용하고 다른 [3]유기체를 위해 그것을 공기 중으로 내보냅니다.물론2 박테리아를 포함한 HO 1차 생산자와 식물성 플랑크톤이 있다.1차 생산자의 많은 예가 있듯이, 두 가지 주요 유형은 산호이고 많은 종류의 갈조류 중 하나인 [3]다시마입니다.

광합성

총 1차 생산은 광합성에 의해 발생한다.이것은 1차 생산자가 에너지를 다른 곳에서 생산/출시하는 주요 방식이기도 합니다.식물, 산호, 박테리아, 그리고 조류가 이것을 한다.광합성을 하는 동안, 1차 생산자들은 태양으로부터 에너지를 얻고 그것을 에너지, 설탕, 그리고 산소로 변환한다.1차 생산자들은 또한 이 에너지를 다른 곳에서 변환하기 위해 에너지를 필요로 합니다. 그래서 그들은 영양분으로부터 에너지를 얻습니다.영양소의 한 종류는 [4][3]질소입니다.

생태학

광자율영양식물인 마덴헤어 양치류의 녹색 잎
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에너지를 스스로 생산할 수 있는 유기체들이 없다면 지구의 생물학적 시스템은 스스로 [3]지탱할 수 없을 것이다.식물은 다른 1차 생산자와 함께 다른 생명체가 소비하는 에너지와 그들이 [3]호흡하는 산소를 생산한다.지구상의 최초의 유기체는 [3]해저에 위치한 1차 생산자들이었다고 생각된다.

자가영양은 전 세계 모든 생태계의 먹이사슬의 기본이다.그들은 햇빛이나 무기 화학 물질의 형태로 환경으로부터 에너지를 받아 탄수화물과 같은 연료 분자를 만드는데 사용한다.이 메커니즘을 1차 생산이라고 합니다.이종영양이라고 불리는 다른 유기체들은 그들의 삶에 필요한 기능을 수행하기 위한 음식으로 자기영양을 섭취한다.따라서, 대부분의 박테리아와 원생동물뿐만 아니라 거의 모든 동물, 그리고 거의 모든 균류는 그들이 필요로 하는 원재료와 연료를 자기영양생물, 즉 1차 생산자에 의존합니다.헤테로트로프는 탄수화물을 분해하거나 음식에서 얻은 유기 분자(탄수화물, 지방, 단백질)를 산화시킴으로써 에너지를 얻는다.육식성 유기체는 간접적으로 자기영양에 의존하는데, 이는 그들의 이기영양 먹이로부터 얻은 영양분이 그들이 섭취한 자기영양으로부터 나오기 때문이다.

대부분의 생태계는 태양에 의해 처음 방출된 광자를 포획하는 식물과 시아노박테리아의 자기영양 1차 생산에 의해 지탱된다.식물은 광합성을 [10]위해 이 에너지의 극히 일부(약 1%)만 사용할 수 있다.광합성의 과정은 물 분자(HO2)를 분열시키고, 대기 중으로 산소(O22)를 방출하고, 1차 생산의 대사 과정을 부채질하는 수소 원자를 방출하기 위해 이산화탄소를 감소시킨다.식물은 광합성을 하는 동안 광자의 에너지를 단당의 화학적 결합으로 변환하고 저장한다.이 식물성 설탕들은 저장하기 위해 다른 설탕, 녹말, 그리고 셀룰로오스를 포함한 긴 사슬의 탄수화물로 중합됩니다; 포도당은 지방과 단백질을 만드는데도 사용됩니다.자가영양이 이종영양에 의해 먹힐 때, 즉 동물, 탄수화물, 지방, 단백질과 같은 소비자는 이종영양의 [11]에너지원이 된다.단백질은 [12][13]토양에서 질산염, 황산염, 인산염을 사용하여 만들어질 수 있다.

열대하천 및 하천에서의 일차 생산

수조류는 열대 하천과 하천에서 먹이 그물에 크게 기여한다.이는 생태계 내에서 합성되는 탄소의 양을 반영하는 기본적인 생태학적 과정인 순 1차 생산으로 나타난다.이 탄소는 최종적으로 소비자에게 이용 가능하게 됩니다.순 1차 생산량에 따르면 열대 지역의 인스트림 1차 생산 속도는 유사한 온대 [14]시스템보다 최소 한 단계 더 높다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Morris, J. et al. (2019)."생물학:W. H. Freeman, 제3판 Life Works," ISBN978-1319017637
  2. ^ Chang, Kenneth (12 September 2016). "Visions of Life on Mars in Earth's Depths". The New York Times. Retrieved 12 September 2016.
  3. ^ a b c d e f g "What Are Primary Producers?". Sciencing. Retrieved 8 February 2018.
  4. ^ a b Post, David M (2002). "Using Stable Isotopes to Estimate Trophic Position: Models, Methods, and Assumptions". Ecology. 83 (3): 703–718. doi:10.1890/0012-9658(2002)083[0703:USITET]2.0.CO;2.
  5. ^ Mauseth, James D. (2008). Botany: An Introduction to Plant Biology (4 ed.). Jones & Bartlett Publishers. p. 252. ISBN 978-0-7637-5345-0.
  6. ^ Frank, Albert Bernard (1892–93). Lehrbuch der Botanik (in German). Leipzig: W. Engelmann.
  7. ^ "Bacteria Knowledge". eni school energy & environment. Retrieved 3 May 2019.
  8. ^ Townsend, Rich (13 October 2019). "The Evolution of Autotrophs". University of Wisconsin-Madison Department of Astronomy. Retrieved 3 May 2019.
  9. ^ Melville, Kate (23 May 2007). "Chernobyl fungus feeds on radiation". Archived from the original on 4 February 2009. Retrieved 18 February 2009.
  10. ^ Schurr, Sam H. (19 January 2011). Energy, Economic Growth, and the Environment. New York. ISBN 9781617260209. OCLC 868970980.
  11. ^ Beckett, Brian S. (1981). Illustrated Human and Social Biology. Oxford University Press. p. 38. ISBN 978-0-19-914065-7.
  12. ^ Odum, Eugene P. (Eugene Pleasants), 1913-2002. (2005). Fundamentals of ecology. Barrett, Gary W. (5th ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole. p. 598. ISBN 0-534-42066-4. OCLC 56476957.{{cite book}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  13. ^ Smith, Gilbert M. (2007). A Textbook of General Botany. Read Books. p. 148. ISBN 978-1-4067-7315-6.
  14. ^ Davies, Peter M.; Bunn, Stuart E.; Hamilton, Stephen K. (2008). "Primary Production in Tropical Streams and Rivers". Tropical Stream Ecology. pp. 23–42. doi:10.1016/B978-012088449-0.50004-2. ISBN 9780120884490.

외부 링크


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