Dal punto di vista del rifornimento del materiale energetico
gli esseri viventi si dividono in
Autotrofi
Eterotrofi
Cicli di materia
Autotrofi
erbivori
H2O, CO2, NH3
carnivori
chemio
Batteri
possono vivere al buio
AUTOTROFI
foto
Batteri fotosintetici & piante verdi
Utilizzazione della CO2
formazione di legami C-C
l’organicazione del carbonio è un processo endoergonico
che può avvenire a spese della energia chimica o luminosa
negli autotrofi:
riduzione CO2 per dare CO, H-COOH, H-CO, CH3OH o CH4
Quali sono le fonti d’energia
utilizzate direttamente dagli esseri viventi?
Ossidazione materiale nutritivo
Energia luminosa
Energia geotermica
Energia liberata dalle reazioni di ossidazione
di sostanze inorganiche ed organiche
H2S+O
S+H2O
S+3O+H2O
H2SO4
H2+O
H2O
CO+O
CO2
CH4+2O2
CO2+2H2O
glucosio
etanolo + CO2
glucosio
CO2+H2O
41 Kcal/mol
188
112
66
195
20
680
Ossidazione del materiale nutritivo
carboidrati
grassi
proteine
CO2 + H2O
CO2 + H2O+ composti azotati
Glucosio + O2
ADP
CO2+H2O
ATP
accrescimento
movimento
secrezione ed
assorbimento
bioelettricità
bioluminescenza
Energia luminosa
trasduttori
Energia chimica
gradiente di potenziale elettrochimico
l’energia dei legami chimici
Biosintesi & Riproduzione
Energia solare
(Fusione atomi di idrogeno)
9% ultravioletto 46% visibile 45% infrarosso
rottura legami covalenti
danni cellulari e tissutali
assorbita da ozono
aumento temperatura
assorbita da H2O e CO2
salti elettronici
energia per la fotosintesi
vita
Bilancio energia solare che arriva sulla terra
back to the space
assorbita e convertita in energia termica
ciclo idrogeologico
per il sistema dei venti
per la fotosintesi
30%
47%
23%
0.2%
0.02%
Proprietà delle radiazioni elettromagnetiche
È una forma di energia e non ha massa
Viaggia alla velocità della luce
Puo’ viaggiare attraverso il vuoto
È emessa dagli atomi in decadimento o dopo che questi hanno acquistato energia
(per es filamento di tungsteno in una lampadina o luce emessa dai fuochi d’artificio)
Si muove nello spazio come pacchetti di energia o fotoni
Ogni fotone ha una frequenza caratteristica
(per esempio frequenza delle onde radio ricevute dalla radio)
l’energia del fotone dipende dalla sua frequenza
alle origini l’ossigeno veniva formato per fotolisi dell’acqua
(i raggi ultravioletti possono rompere i legami covalenti)
la formazione di adeguate quantità di O2 ha nel tempo
limitato la quantità di raggi ultravioletti che giungono sulla
superficie della terra
Si sono quindi sviluppati microrganismi con pigmenti che
assorbono nel visibile
fotosintesi
CO2+H2O+hn
(CHO)+H2O+O2
La fotosintesi può essere considerata come
una evoluzione dello stesso processo di fotolisi
l’ossigeno e l’ozono dell’atmosfera assorbono i raggi ultravioletti
Spettro della clorofilla
0,10
0,08
abs
0,06
0,04
0,02
0,00
400
500
600
nm
700
Margherita di Savoia
Nelle vasche delle saline vive l’artemia salina
su alcuni isolotti delle saline si e' stabilita
una colonia di fenicotteri rosa
Halobacterium salinarum
Micrografia a
scansione
elettronica
(150,000X)
membrane viola isolate e liofilizzate
spettri di assorbimento della clorofilla e della batteriorodopsina
0
.
3
0
0
.
2
5
0
.
2
0
0
.
1
5
0
.
1
0
0
.
0
5
0
.
0
0
4
0
0 4
5
0 5
0
0 5
5
0 6
0
0 6
5
0 7
0
0
Lunghezza d’onda
Energia geotermica
Flussi idrotermali fluttuanti
Sostanze nutritive all’interno della terra
dall’ox di
H 2S
Solfobatteri
CO2 + H2O+ ATP
composti organici
geyser sottomarino o sorgente idrotermale profonda
Tubi di vermi giganti
Ragno gigante
Bivalvi giganti