Was ist ein Photoheterotropher?

Das Wort photoheterotroph leitet seine Bedeutung von den drei Wörtern „Foto“, „Hetero“ und „Trophäe“ ab, die Licht, Sonstiges bzw. Nahrung bedeuten. Photoheterotrophe nutzen meist Licht als Energiequelle und leiten seinen Kohlenstoff aus organischen Verbindungen ab. Sie verwenden kein Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle. Einige der photoheterotrophen Organismen umfassen Heliobakterien, violette schwefelfreie Bakterien und grüne schwefelfreie Bakterien. Die orientalische Hornisse sowie einige saftsaugende Insekten gelten ebenfalls als Photoheterotrophen, die ihre Energieversorgung mit Licht ergänzen.

Was ist der Stoffwechselprozess bei Photoheterotrophen?

Photoheterotrophe erzeugen Adenosintriphosphat (ATP) unter Verwendung von Licht auf zwei Arten. Das erste Verfahren beinhaltet die Verwendung eines Bakteriorhodopsins, das ein auf Chlorophyll basierender Mechanismus ist. Während des Prozesses aktiviert Licht die Moleküle und führt zu einer Bewegung der Elektronen durch die Elektronentransportkette (ETS). Die Elektronen fließen durch die Proteine, wodurch Wasserstoffionen durch eine Membran gepumpt werden. Sie fließen zyklisch vom Reaktionszentrum über die ETS zum Reaktionszentrum zurück. Beispiele für Organismen, die mit dieser Methode Energie produzieren, sind Heliobakterien und purpurfarbene schwefelfreie Bakterien.

Die zweite Methode ist die Verwendung von Purpurrhodopsin-basierten Protonenpumpen. Diese Pumpen sind integrale Membranproteine, die Proteine ​​über eine biologische Membran bewegen können. Sie ergänzen die Energieversorgung von Heterotrophen. Eine Pumpe besteht aus einem Protein und in einigen Fällen zusätzlichen Pigmenten wie den Carotinoiden. Es ist normalerweise mit einem Vitamin-A-Derivat verbunden, das als Retinal bezeichnet wird. Der Stoffwechsel beginnt mit der Absorption von Licht durch das Netzhautmolekül. Anschließend isomerisiert das Netzhautmolekül und bewirkt, dass das Protein seine Form ändert. Das Protein pumpt dann ein Proton durch die Membran, wo es sich mit dem Wasserstoffion zu ATP verbindet. Das Wasserstoffion ist auch wichtig für den Transport gelöster Stoffe und den Antrieb eines Flagellenmotors.

Ein Flavobakterium reicht nicht aus, um mit Sonnenlicht Kohlendioxid zu reduzieren. Stattdessen verwendet es Energie aus seinem Rhodopsin-System, um es durch den Prozess der anaplerotischen Fixierung umzuwandeln. Das Flavobakterium ist ein Beispiel eines Heterotrophen. Eine anaplerotische Fixierung ist nützlich, wenn es kaum reduzierte Kohlenstoffverbindungen gibt, aber die Energie in Form von Sonnenlicht reichlich vorhanden ist.

Die Unterschiede zwischen Autotrophen, Phototrophen, Chemoheterotrophen und Photoheterotrophen

Um zu überleben, benötigen alle lebenden Organismen Kohlenstoff und Energie. Die Unterschiede in den verschiedenen Organismen ergeben sich aus der Art und Weise, in der sie diese grundlegenden Komponenten erhalten, wie nachstehend beschrieben.

Autotrophen nutzen das Licht und die chemische Energie aus ihrer Umgebung, um ihre Nahrung zu produzieren. Die meisten von ihnen sind Produzenten. Phototrophen hingegen nutzen das Sonnenlicht für ihre Energie. Heterotrophen sind Organismen, die ihren Kohlenstoff von anderen Organismen ableiten. Im Gegenteil, Chemoheterotrophe gewinnen ihre Energie durch Oxidation vorgenerierter organischer Verbindungen, indem sie sich von anderen Organismen ernähren, die entweder tot oder lebendig sind. Schließlich sind Photoheterotrophe auf Licht als Energiequelle angewiesen und verbrauchen Kohlenstoff aus organischen Verbindungen.

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