Skillnad mellan kemosyntes och fotosyntes

Huvudskillnad - Kemosyntes mot fotosyntes

Kemosyntes och fotosyntes är de två primära produktionsmekanismerna där organismer producerar sin egen mat. Båda processerna är involverade i framställning av enkla sockerarter som glukos med utgångspunkt från koldioxid och vatten. De huvudskillnad mellan kemosyntes och fotosyntes är det kemosyntes är den process som syntetiserar de organiska föreningarna i cellen med den energi som alstras från kemiska reaktioner medan fotosyntes är processen som syntetiserar organiska föreningar med den energi som erhålls från solljuset.

Den här artikeln tittar på,

1. Vad är kemosyntes
       - Definition, egenskaper, process
2. Vad är fotosyntes
       - Definition, egenskaper, process
3. Vad är skillnaden mellan kemosyntes och fotosyntes

Vad är kemosyntes

Kemosyntes är syntesen av organiska föreningar med användning av energi erhållen genom att oxidera oorganiska föreningar. Kemosyntes förekommer i avsaknad av solljus, på platser som hydrotermiska ventiler i djuphavet. Organismer som lever i hydrotermiska ventiler utnyttjar oorganiska föreningar som kommer ut från havsbotten som deras energikälla för framställning av mat. Således består hydrotermiska utlopp av hög biomassa, inklusive gles fördelning av djur, som är beroende av att maten släpper ner genom kemosyntes. Kemosyntes görs oftast av mikrober som finns på havsbotten och bildar mikrobiella mattor. Scaleworms, limpets och sniglar som grazers finns på mattan som äter den. Predators kommer och äter dessa grazers också. Djur som rörmaskar finns som symbionter med kemosyntetiska bakterier. Kraftiga rörmaskar bredvid en hydrotermisk ventil visas i Figur 1.

Figur 1: Jätte rörmaskar bredvid en hydrotermisk ventil

Under kemosyntes använder bakterierna den energi som lagras i kemiska bindningar av antingen vätesulfid eller vätegas för att producera glukos från upplöst koldioxid och vatten. Den kemiska reaktionen för användningen av vätesulfid vid kemosyntes visas nedan.

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

De organismer som utför kemosyntes kallas kemotrofer. Chemoorganotrofer och kemolitotrofer är de två kategorierna av kemotrofer. Kemolitotrofer använder elektroner från oorganiska kemiska källor som vätesulfid, ammoniumjoner, järn joner och elementärt svavel. Acidithiobacillus ferrooxidaner som är en järnbakterier, Nitrosomonas, som är en nitrosifierande bakterier, Nitrobactor som är en nitrifierande bakterie, svaveloxiderande proteobakterier, akvatika och metanogena arkea är exemplen kemolitotrofer.

Vad är fotosyntes

Fotosyntes är processen där de gröna växterna och algerna syntetiserar glukosform koldioxid och vatten genom att använda solljus som energikälla. Pigmentet klorofyll är inblandat i denna process. I växter förekommer fotosyntes i specialiserade plastider som kallas kloroplaster. Högre växter består av löv, som innehåller mer klorofyll för att effektivisera fotosyntesen.

Figur 2: Fotosyntetiserande blad

Två kategorier av fotosyntes finns: syrgasfotosyntes och anoxigen fotosyntes. Oxygenisk fotosyntes förekommer i cyanobakterier, alger och växter, medan anoxigen fotosyntes förekommer i lila svavelbakterier och gröna svavelbakterier. Under syrgassyntesen överförs elektronerna från vatten till koldioxid. Därvid oxideras vatten och koldioxid reduceras, vilket ger glukos. Följaktligen är elektrondonatorn i oxygenisk fotosyntes vatten. Syregas är en biprodukt av syreisk fotosyntes. I motsats härtill producerar inte anoxigen fotosyntes syre som en biprodukt. Elektrondonatorn är variabel och den kan vara vätesulfid. De kemiska reaktionerna för både syre- och anoxygen fotosyntes visas nedan.

Oxygenisk fotosyntes:

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

Anoxigen fotosyntes:

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

De organismer som utför fotosyntes kallas fototrofer. Fotoautotrofer och fotoheterotrofer är de två kategorierna av fototrofer. Kolkällan för fotoautotrofer är koldioxid medan koldioxidkällan för fotoheterotrofer är organiskt kol. Gröna växter, cyanobakterier och alger är exempel på fotoautotrofer och vissa bakterier som Rhodobactor är exempel på fotoheterotrofer.

Skillnad mellan kemosyntes och fotosyntes

Energikälla

chemosynthesis: Energikälla för kemosyntes är den kemiska energin som lagras i oorganiska kemikalier som vätesulfid.

Fotosyntes: Energikälla för fotosyntes är solljus.

Energikonvertering

chemosynthesis: Kemisk energi lagrad i oorganiska föreningar lagras i organiska föreningar under kemosyntesen.

Fotosyntes: Ljusenergin omvandlas till kemisk energi under fotosyntesen.

organismer

chemosynthesis: Kemosyntetiska organismer kallas kollektivt kemotrofer.

Fotosyntes: Fotosyntetiska organismer kallas kollektivt fototrofer.

Inblandade pigmenter

chemosynthesis: Inga pigment är inblandade i kemosyntesen.

Fotosyntes: Klorofyll, karotenoider och phycobiliner är pigmenten inblandade i fotosyntes.

Plastider involverade 

chemosynthesis: Plastider är inte inblandade i kemosyntes.

Fotosyntes: Kloroplaster är plastiderna som finns i växter; reaktionerna av fotosyntes är koncentrerade i cellen.

Syre som biprodukt

chemosynthesis: Syregas frigörs inte som biprodukt. 

Fotosyntes: Syre frigörs som biprodukt under fotosyntesen.

Bidrag till Total Biospheric Energy

chemosynthesis: Kemosyntes har ett lägre bidrag till den totala biosfäriska energin.

Fotosyntes: Fotosyntes har ett högre bidrag till den totala biosfäriska energin.

kategorier

chemosynthesis: Chemoorganotrofer och kemolitotrofer är de två kategorierna av kemotrofer.

Fotosyntes: Fotoautotrofer och fotoheterotrofer är de två kategorierna av fototrofer.

Närvaro

chemosynthesis: Kemosyntes finns i bakterier som Acidithiobacillus ferrooxidaner, Nitrosomonas, Nitrobacter, svaveloxiderande proteobakterier, aquificaeles och archaea som metanogen archaea.

Fotosyntes: Fotosyntes finns i gröna växter, cyanobakterier, alger och Rhodobactor som bakterier.

Slutsats

Kemosyntes och fotosyntes är två typer av primära produktioner som finns bland organismer. Kemosyntes och fotosyntes bränner alla livsformer på jorden. Både mest kemosyntetiska och fotosyntetiska organismer utnyttjar koldioxid och vatten för att producera organiska föreningar som livsmedel. Kemosyntes använder den kemiska energin som lagras i oorganiska föreningar för att framställa enkla sockerarter som glukos. Det är den primära energikällan för de flesta djur som finns i hydrotermiska ventiler i djuphavet, där solljuset inte kan nå. I motsats till detta använder fotosyntes solenergiens ljusergi för att producera glukos. Kemosyntes finns mestadels i bakterier, som antingen kan leva självständigt på havsbotten eller symbionter som lever inom djur som rörmaskar genom att ersätta deras tarmar. Markväxter är de främsta producenterna av de flesta livsmedelskedjor på jorden. Huvudskillnaden mellan kemosyntes och fotosyntes är emellertid deras energikälla.

Referens:
1. National Research Council (USA) Utskottet för forskningsmöjligheter i biologi. "Ekologi och ekosystem." Möjligheter i biologi. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1989. Web. 03 april 2017.
2. National Research Council (US) Ocean Studies Board. "Achievements in Biological Oceanography." 50 år Ocean Discovery: National Science Foundation 1950-2000. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 03 april 2017.
3. Cooper, Geoffrey M. "Photosynthesis." Cellen: En Molekylär Approach. 2: a upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 03 april 2017.

Image Courtesy:
1. "Jätte rörmaskar bredvid ventilationen" Av Nasa - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "318743" (Public Domain) via Pixabay