光合成と化学合成の違いと仕組みは?深海生物の生存方法!

   


 
太陽の光を浴びて光合成をして生きているのが植物で、他の生物を取り込んでいきているのが生物となります。そこで、光の当たらない深海にいるバクテリアを例に、光合成と異なる化学合成というエネルギーの取り込み方の違いを説明します。
 


 
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光合成と化学合成の違いは?

植物の光合成に対して、バクテリアは有機物を摂取して生きる種類、光合成して生きる種類があって、もう一つ、化学合成して生きる種類があります。この光合成と化学合成とはどんなことなのでしょうか?
 

光合成とは?

植物の大半は、太陽の光を浴びて必要なエネルギーを取り込んで生きています。更に、日中は酸素を取り込み二酸化炭素を出し、夜は二酸化炭素を取り込み酸素を出し、デンプンを植物内に生成します。これが光合成の基本的な仕組みです。
 
因みに、生物の体の大部分が「炭素と水素と酸素」で構成されていて、これらの元素の殆どは「水や二酸化炭素」に含まれています。そして、体内に取り込むために、水や二酸化炭素の結合を分解して吸収しています。
 

化学合成とは?

先程の説明に戻りますが、植物の「光合成」とは、「太陽光からエネルギーを得て、その元素の結合を分解して、別な元素に再結合する」ということになります。
 
そして、バクテリアには、植物のように太陽光を取り入れる種類と、生物のように食べ物を体内に取り込む種類の他に、「化学合成」という、別な物質を返還して生きている種類がいます。
 
「メタンや硫化水素と酸素」が合わさったときに発生するエネルギーがあります。一部のバクテリアは、この方法で元素を分解、再構成して生きています。その事を「化学合成」といいます。

太陽光→ 元素の分解、再結成= 光合成
 
メタン/硫化水素+ 酸素= 化学合成
 
 

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化学合成の仕組みと深海の貝の関係は?

海上を見ていても、ただの水面でしかありません。天候が崩れて波が立つとか、魚が跳ねたとか、赤潮が発生したという変化は見る事ができますが・・・。
 
一方、水中は、普段見ることが出来ないだけで、実は結構騒々しい場所なのです。魚がいて、海藻が漂うだけでなく、海底では様々な者が吹きだし、地形が変化しています。
 
例えば、メタンを噴出、湧き水、温泉など、他にも大きな海洋生物の死体が腐敗して酸欠になった場所もあります。深海の化学変化とは、そんな場所でが起こるのです。この様な場所では、光も暗闇も全く関係がなく、深海の貝が活用しています。深海のメタンなどを含む「冷水湧出帯」「熱水噴出孔」には・・・

→ 化学合成を行うバクテリアがいる
 
→ バクテリアの排出するエネルギーを貝が利用
 

化学合成するバクテリアと生物の関係は?

深海の、化学合成しやすい場所には「シロウリガイ」という二枚貝の一種が生息しています。そして、化学合成するバクテリアが作り出すエネルギーを糧に、このシロウリガイが共存しているのです。
 
一般的に貝は、プランクトンなど微生物を食べて生きています。ところが、1000m前後という深海には光は届かず、捕食もしないシロウリガイは、消化器官が退化していますが、バクテリアからエネルギーを貰って約10cmという大きさに成長します。
 
  


最後に・・・

光合成という仕組みは一般的な知識として広く理解されていますが、化学合成というまた別の仕組みがあることがお判り頂けたと思います。この様な仕組みを研究することで、私達の生活に役立つエネルギーは無いか、日々研究が行われているのでしょう。
 
参考:深海生物の謎 北村雄一
 
 

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 - 四方山話

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