Η βασική διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης είναι ότι η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία μετατροπής της ενέργειας του ηλιακού φωτός σε υδατάνθρακες μέσω φωτοαυτοτροφών, ενώ η χημειοσύνθεση είναι η διαδικασία μετατροπής της χημικής ενέργειας ανόργανων ενώσεων ή του μεθανίου σε οργανικές ενώσεις μέσω χημειοαυτοτροφών.
Η φωτοσύνθεση και η χημειοσύνθεση είναι δύο σημαντικές διαδικασίες που επιτρέπουν στους ζωντανούς οργανισμούς να παράγουν τρόφιμα για αυτούς. Τόσο η φωτοσύνθεση όσο και η χημειοσύνθεση βοηθούν στη διατήρηση των ζωντανών οργανισμών. Αν και και οι δύο διεργασίες χρησιμοποιούν CO2 και παράγουν οργανικές ενώσεις, διαφέρουν από πολλά χαρακτηριστικά όπως συζητούνται στο άρθρο. Όπως υποδηλώνουν τα ονόματα, photo σημαίνει ηλιακό φως και chemo σημαίνει χημικό. Ως εκ τούτου, το ηλιακό φως παρέχει ενέργεια στη φωτοσύνθεση, ενώ η χημική ενέργεια των ανόργανων ενώσεων παρέχει ενέργεια στη χημειοσύνθεση.
Τι είναι η Φωτοσύνθεση;
Η φωτοσύνθεση είναι μια μεταβολική διαδικασία με την οποία τα φωτοαυτοτροφικά μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε χημική ενέργεια σε οργανικές ενώσεις όπως οι υδατάνθρακες χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό ως πρώτες ύλες παρουσία χλωροφύλλης. Υπάρχουν δύο κύριες διαδικασίες στη φωτοσύνθεση. αντίδραση φωτός και σκοτεινή αντίδραση.
Αντίδραση φωτός της φωτοσύνθεσης
Η αντίδραση φωτός λαμβάνει χώρα στη θυλακοειδή μεμβράνη. Στην αντίδραση φωτός, τα μόρια χρωστικής απορροφούν ενέργεια φωτός και μεταφέρονται στα μόρια χλωροφύλλης P680 στο κέντρο αντίδρασης του φωτοσυστήματος II. Μόλις το P680 απορροφήσει ενέργεια, τα ηλεκτρόνια του αποκτούν υψηλή ενέργεια και ενισχύονται. Οι πρωτογενείς δέκτες ηλεκτρονίων παίρνουν αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας και περνούν μέσω μιας σειράς μορίων φορέων όπως το κυτόχρωμα και τελικά περνούν στο φωτοσύστημα I. Όταν τα ηλεκτρόνια περνούν από τα μόρια-φορείς, σε κάθε βήμα, απελευθερώνεται ενέργεια και η απελευθερωμένη ενέργεια αποθηκεύεται με τη μορφή ATP. Είναι η διαδικασία που ονομάζεται φωτοφωσφορυλίωση.
Ταυτόχρονα, τα μόρια του νερού διασπώνται από τη φωτεινή ενέργεια σε O2, και είναι η διαδικασία που ονομάζεται φωτόλυση του νερού. Όταν τέσσερα μόρια νερού χωρίζονται, παράγει 2 μόρια οξυγόνου, 4 πρωτόνια και 4 ηλεκτρόνια. Τα παραγόμενα ηλεκτρόνια από τη φωτόλυση, αντικαθιστούν τα χαμένα ηλεκτρόνια του PS II. Τελικά, το παραγόμενο οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
Μετά, όταν το PS I αποκτήσει ενέργεια, τα ηλεκτρόνια του διεγείρονται επίσης σε υψηλά επίπεδα ενέργειας. Οι δέκτες ηλεκτρονίων δέχονται αυτά τα ηλεκτρόνια και περνούν στα μόρια NADP. Στη συνέχεια, τα μόρια NADP μειώνονται σε NADPH2 μόρια.
Εικόνα 01: Φωτοσύνθεση
Σκοτεινή αντίδραση της φωτοσύνθεσης
Η σκοτεινή αντίδραση (κύκλος Calvin) λαμβάνει χώρα στο στρώμα του χλωροπλάστη. Ξεκινά από την ένωση C 5 που ονομάζεται διφωσφορική ριβουλόζη. Η διφωσφορική ριβουλόζη δέχεται διοξείδιο του άνθρακα και μετατρέπεται σε δύο μόρια φωσφογλυκερικού (PGA). Το PGA είναι το πρώτο σταθερό προϊόν αυτής της διαδικασίας φωτοσύνθεσης και επίσης είναι ο πρώτος υδατάνθρακας. Στη συνέχεια, το PGA μειώνεται σε PGAL και αυτή η μετατροπή χρησιμοποιεί όλο το NADPH2 και μέρος του ATP που παράγεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης φωτός. Σε αυτό το σημείο, σύνθετοι υδατάνθρακες όπως η γλυκόζη και η σακχαρόζη παράγονται από ένα μέρος του PGA ενώ το υπόλοιπο PGA χρησιμοποιείται για τη δημιουργία RuBP. Ομοίως, η σκοτεινή αντίδραση λαμβάνει χώρα με κυκλικό τρόπο.
Τι είναι η Χημειοσύνθεση;
Η χημειοσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία τα χημειοαυτοτροφικά παράγουν τροφές (υδατάνθρακες) για αυτούς. Σε αντίθεση με τη φωτοσύνθεση, η χημειοσύνθεση δεν χρειάζεται ηλιακό φως. Ως εκ τούτου, εμφανίζεται κάτω από σκοτεινές συνθήκες, κυρίως στη βαθιά θάλασσα κοντά σε υδροθερμικές οπές.
Εικόνα 02: Χημειοσύνθεση
Επομένως, κατά τη διάρκεια της χημειοσύνθεσης, η χημική ενέργεια ανόργανων ενώσεων όπως το αέριο υδρογόνο, το υδρόθειο ή το μεθάνιο μετατρέπεται σε υδατάνθρακες. Αυτός ο τύπος παραγωγής τροφίμων χρησιμοποιείται κυρίως από προκαρυώτες όπως τα πρωτεοβακτήρια γάμμα και έψιλον που οξειδωτικά θείου, τα Aquificae, τα μεθανογόνα αρχαία και τα ουδετερόφιλα βακτήρια οξειδώσεως του σιδήρου. Επιπλέον, η χημειοσύνθεση έχει ως αποτέλεσμα θειούχες ενώσεις ως υποπροϊόντα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης;
- Τόσο η φωτοσύνθεση όσο και η χημειοσύνθεση παράγουν τρόφιμα ή υδατάνθρακες.
- Μετατρέπουν την ενέργεια σε οργανική ύλη.
- Σε αυτές τις διαδικασίες, λαμβάνουν χώρα μια σειρά αντιδράσεων.
- Επίσης, και οι δύο διαδικασίες χρησιμοποιούν CO2.
- Εξάλλου, και οι δύο αυτές διαδικασίες βοηθούν στην προώθηση και διατήρηση της ζωής στη Γη.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης;
Η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί το ηλιακό φως για την παραγωγή υδατανθράκων από φυτά, φύκια και κυανοβακτήρια. Από την άλλη πλευρά, η χημειοσύνθεση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί την ενέργεια ανόργανων ενώσεων για την παραγωγή υδατανθράκων από βακτήρια. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης. Τα φωτοαυτοτροφα πραγματοποιούν φωτοσύνθεση ενώ τα χημειοαυτοτροφα τη χημειοσύνθεση. Επιπλέον, η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα όταν υπάρχει το φως του ήλιου ενώ η χημειοσύνθεση λαμβάνει χώρα υπό σκοτεινές συνθήκες κυρίως στον πυθμένα της θάλασσας κοντά στις υδροθερμικές οπές. Επομένως, είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης.
Εξάλλου, μια ακόμη διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης είναι ότι η παρουσία χρωστικών χλωροφύλλης είναι απαραίτητη για τη διεξαγωγή της φωτοσύνθεσης ενώ η χημειοσύνθεση δεν χρειάζεται χλωροφύλλες. Επιπλέον, η φωτοσύνθεση παράγει οξυγόνο ως υποπροϊόν ενώ η χημειοσύνθεση παράγει ενώσεις θείου ως υποπροϊόντα.
Το παρακάτω infographic σχετικά με τη διαφορά μεταξύ φωτοσύνθεσης και χημειοσύνθεσης παρέχει μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των δύο διεργασιών.
Σύνοψη – Φωτοσύνθεση εναντίον Χημειοσύνθεσης
Η φωτοσύνθεση και η χημειοσύνθεση είναι δύο διαδικασίες που χρησιμοποιούνται από τους οργανισμούς για την παραγωγή γλυκόζης. Αυτές οι δύο διαδικασίες είναι εξαιρετικά σημαντικές αφού παρέχουν τροφή για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς συμπεριλαμβανομένων των ζώων. Η βασική διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης είναι η πηγή ενέργειας. Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί ενέργεια από το ηλιακό φως ενώ η χημειοσύνθεση χρησιμοποιεί την ενέργεια ανόργανων ενώσεων όπως H2, H2S, μεθάνιο, κ.λπ. Τα φωτοαυτοτροφα παράγουν γλυκόζη με φωτοσύνθεση ενώ τα χημειοαυτοτροφα παράγουν γλυκόζη με χημειοσύνθεση. Επιπλέον, η φωτοσύνθεση έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό οξυγόνου ως υποπροϊόντος ενώ η χημειοσύνθεση έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενώσεων θείου ως παραπροϊόντα. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της φωτοσύνθεσης και της χημειοσύνθεσης.
