Введение

Организм, использующий энергию света в метаболических процессах.

Фототрофизм – получение энергии от света.

Фототрофы – это организмы, осуществляющие захват фотонов для производства сложных органических соединений (например, углеводов) и получения энергии. Они используют энергию света для осуществления различных клеточных метаболических процессов. Распространено заблуждение, что фототрофы обязательно фотосинтезируют. Многие, но не все, фототрофы часто фотосинтезируют: они анаболически преобразуют углекислый газ в органический материал, который используется структурно, функционально или в качестве источника для последующих катаболических процессов (например, в виде крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы используют либо цепи транспорта электронов, либо прямой перенос протонов для создания электрохимического градиента, который используется АТФ-синтазой для обеспечения клетки молекулярной энергией. Фототрофы могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами. Если их донорами электронов и водорода являются неорганические соединения (например, S2, как у некоторых пурпурных серных бактерий, или H2S, как у некоторых зеленых серных бактерий), их также можно назвать литотрофами, и, следовательно, некоторые фотоавтотрофы также называются фотолитоавтотрофами. Примеры фототрофных организмов: Rhodobacter capsulatus, Chromatium и Chlorobium.

История

Первоначально использовавшийся в другом значении, термин приобрел свое современное определение после работ Лвоффа и его коллег (1946).

Фотоавтотроф

Большинство хорошо известных фототрофов являются автотрофными, также известными как фотоавтотрофы, и способны к фиксации углерода. Они противопоставляются хемотрофам, которые получают энергию путем окисления доноров электронов из окружающей среды. Фотоавтотрофы способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, используя свет как источник энергии. Зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии – фотоавтотрофы. Фотоавтотрофные организмы иногда называют голофитами. Кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для захвата световой энергии и окисляют воду, "расщепляя" её до молекулярного кислорода.

Экология

В экологическом контексте фототрофы часто служат источником пищи для соседних гетеротрофных организмов. В наземных экосистемах преобладающим видом являются растения, а в водных средах обитают различные фототрофные организмы, такие как водоросли (например, ламинария), другие протисты (например, эвглена), фитопланктон и бактерии (например, цианобактерии). Цианобактерии, являющиеся прокариотическими организмами, осуществляющими кислородный фотосинтез, встречаются в разнообразных условиях окружающей среды, включая пресную воду, моря, почву и лишайники. Цианобактерии осуществляют фотосинтез, аналогичный фотосинтезу растений, поскольку органелла, осуществляющая фотосинтез в растениях, произошла от эндосимбиотической цианобактерии. Эта бактерия способна использовать воду в качестве источника электронов для проведения реакций восстановления CO2. Фотолитоавтотроф – это автотрофный организм, использующий энергию света, неорганический донор электронов (например, H2O, H2, H2S) и CO2 в качестве источника углерода.

Фотогетеротрофный

В отличие от фотоавтотрофов, фотогетеротрофы – это организмы, которые получают энергию исключительно от света, а углерод – главным образом из органических соединений. Фотогетеротрофы производят АТФ посредством фотофосфорилирования, но используют органические соединения из окружающей среды для построения структур и других биомолекул.

Классификация по молекулам, улавливающим свет

Большинство фототрофов используют хлорофилл или родственный ему бактериохлорофилл для улавливания света и называются хлорофототрофами. Однако другие используют ретиналь и являются ретиналофототрофами.