Глобальні процеси фотосинтезу у світовому океані

CO2 + 12 H 2O + світло = 6O2 + C6 H12O6 + 6 H 2O(4.2)

У результаті реакції, описаної рівнянням (4.2), утворюється вуглевод, який в Надалі може використовуватися в реакціях синтезу макромолекул, які є «будівельним матеріалом» органоїдів і більш складних клітиннихкомпонентів. Як і у наземних рослин, процес фотосинтезу у морських водоростей розділений на дві фази. Перша фаза - процес, в якому в результаті фосфорилювання утворюється ATP (аденозин трифосфат). У другій фазі енергія, що міститься в зв'язку фосфату в ATP використовується, щоб справити карбоксилювання в циклі Кальвіна. Реакції проходять в спеціальних органелах, названих тилакоїди, які у еукаріотів знаходяться в оточених мембраною пластидах, а в прокаріот розташовані в цитоплазмі.

Рівняння можна розділити на наступні реакції:

H 2O = O2 + 4e - + 4 H + (необхідна сонячна енергія) 2 NADP + + 4e-+ 2 H + = 2 NADPH + +2 NADPH + 2 H + CO2 = 2 NADP + H 2O + (CH 2O)

Якщо зібрати ці рівняння разом, вийде:

+ H 2O = (CH 2O) + O2 (необхідне світло)

Тут NADPH - нікотинамід аденін динуклеотид фосфат. Те, що не показано в останньому рівнянні, є процес фосфорилювання, який може протікати в циклічному або нециклічні процесі. Визначають рівняння нециклічного процесу таким чином:

NADPH + H 2O + 2 ADP + 2 Pi = NADPH 2 + 2 ATP + O2

де Pi - неорганічний фосфор. ATP надає енергію для реакцій допомогою наступних процесів:

NADPH 2 + O2 = 2 NADP + 2 H2O 3 ATP + H2O = 3ADP + 3Pi

які в загальному можна записати:

+ H 2O + 2 NADPH 2 + 3 ATP = [CH 2O] + O2 + 2 NADP + 3 ADP + 3Pi

У циклічному фосфорилировании ATP - єдиний продукт процесу:

+ Pi = ATP (необхідне світло)

Дихання в рослинах (і фітопланктоні) - це процес, в результаті якого відбувається окислення накопиченого органічної речовини, щоб рослина отримало енергію. У результаті виділяється вуглекислий газ. Особливо цікавий факт, що біомаса рослин зменшується в процесі дихання. Процес цей до кінця не зрозумілий, але B досліджували дані, наведені в різних літературних джерелах, і прийшли до висновку, що в процесі дихання втрачається до 13% біомаси, накопиченої в процесі фотосинтезу. Відпрацьована біомаса переробляється бактеріями. В останні роки було виявлено виділення діатомових водоростей прозорих екзополімеров. Дінофлагеллати також виділяють полісахариди, які призводять до великих скупчень слизу, що згубно впливає на фауну. У дев'ятому пункті глави розглядається взаємовідношення планктону і поживних речовин. Автори вважають важливим розглянути кінетику процесів поглинання і засвоєння поживних речовин кліткою. Але також вони відзначають, що досі не створено широкої теоретичної моделі боротьби за ресурси, на основі якої можна робити необхідні передбачення. Необхідні поживні речовини - стехіометрії Всім морським водоростям необхідні водень, кисень, азот, фосфор, магній, залізо, мідь, марганець, цинк, молібден, сірка, калій і кальцій. У 1950-х Редфілд визначив ставлення основних поживних речовин в морських водоростях: C: N: P як відповідно 42:7:1 у ваговому і 106:16:1 в атомарному еквівалентах.

Майже всі фотосинтетичні морські водорості використовують неорганічні форми азоту, будь то нітрат, нітрит або амоній. Азот у водних системах доступний в органічній, неорганічній або газоподібної (елементарної) формі і може становити до 10% сухої ваги водоростей. Фосфор відіграє важливу роль в фотосинтезі. Оптимальним є значення температури, що знаходиться головним чином в діапазоні 25 ° C-40 ° C, але пік у більшості організмів припадає на проміжку 20 ° C-25 ° C. Розподіл фітопланктону - рух, скупчення, колонії, неоднорідність і турбулентність Водна навколишнє середовище може бути надзвичайно гетерогенною. В горизонтальній площині рух води в значній мірі впливає на неоднорідність розподілу і поживних речовин, і водоростевою концентрації. Екологічні фактори: світло і температура також неравно розподілені у водному просторі. Очевидно, світло зменшується з глибиною, але на це може впливати концентрація різних суспензій і водоростей у воді. Температура, звичайно, залежить від сезону. Але на більш короткому часовому проміжку на цей фактор впливає охолодження від випаровування, верхні джерела (Водоспад), нижні джерела (на дні водойми), горизонтальні течії та ін Масштаб змін важливий. Через різких змін навколишніх умов, домінуючими можуть виявитися ті різновиди, які швидше пристосовуються до екологічних факторів. Просторові зміни поживних речовин, світла і температури можуть привести до відповідних просторовим змінам в домінуючих різновидах. Нерівномірний розподіл зовнішніх факторів змушує багато різновиди використовувати різні плавальні механізми, щоб зайняти найбільш вигідні позиції для фотосинтезу. Це, як вважають, є одним з головних чинників в домінуванні синьо - зелених водоростей. У багатьох різновидів є джгутики, наприклад, у Chromophycota, Euglenophycota і Chlorophycota. Dinophyta, Prymnesiophyta і Raphidophycae також є жгутиконосцами, менші з яких плавають зі швидкістю 20 мм / год, у той час, як більш великі особини можуть розвивати швидкість до 5 см / год. Діатомові водорості тримаються ближче до поверхні, завдяки потокам води, в спокійній воді вони досить швидко опускаються.[27]

Подібні статті

Комахи прісних водойм
Ентомологія – наука, яка безупинно розвивається, постійно збагачується новими даними і новими ідеями. За 15 років ентомологія зробила величезний крок вперед у розумінні багатьох аспектів екології, фізіології, поведінки і взаємозв`язків ком ...

Ряд вугреподібні (Anguilliformes)
Вугреподібні - загадка яку люди намагались розгадати вже більше 2 тисячі років. Майже всі вугреподібні, 22 родини з приблизно 350 видами, - морські риби, що живуть переважно в теплих морях, але представлені й на більших глибинах. Тільки од ...