광영양생물

1. 개요

광영양생물은 빛 에너지를 이용하여 양분을 합성하는 생물을 통칭하는 용어이다. 1946년 앙드레 르보프와 공동 연구자들에 의해 현재의 의미로 정착되었다. 광독립영양생물은 빛을 에너지원으로, 무기 화합물로부터 양분을 합성하며, 녹색 식물과 광합성 세균이 이에 해당한다. 광종속영양생물은 빛 에너지를 사용하여 ATP를 생성하지만, 탄소는 유기 화합물을 사용한다. 광영양생물은 엽록소 또는 세균엽록소를 사용하여 빛을 포착하는 엽록광영양생물과 레티날을 사용하는 레티날광영양생물로 분류된다.

2. 역사

원래 다른 의미로 사용되었던 이 용어는 1946년 앙드레 르보프와 공동 연구자들에 의해 현재의 의미로 정착되었다.

3. 광독립영양생물

광독립영양생물은 빛 에너지를 사용하여 무기 탄소원(이산화탄소 등)으로부터 유기물을 합성하는 생물이다. 대부분의 광영양생물은 광독립영양생물이며, 탄소 고정을 할 수 있다. 이들은 전자 공여체의 산화를 통해 에너지를 얻는 화학영양생물과 대조된다. 광독립영양생물은 빛을 에너지원으로 사용하여 무기 화합물로부터 자신의 양분을 합성하며, 때때로 완전식물성영양(holophytic)생물이라고도 한다.

산소발생 광합성 생물은 엽록소를 사용하여 빛 에너지를 흡수하고 물을 산화시켜 산소 분자를 발생시킨다. 광무기독립영양생물은 빛 에너지와 무기 전자 공여체(예: H₂O, H₂, H₂S) 및 CO₂를 탄소원으로 사용하는 독립영양생물이다.

3.1. 생태학

생태학적 관점에서 광영양생물은 주변 종속영양생물의 먹이가 된다. 육상 환경에서는 식물이 주된 광영양생물인 반면, 수생 환경에서는 조류(예: 다시마), 기타 원생생물(예: 유글레나), 식물성 플랑크톤, 세균(예: 남세균)과 같은 다양한 광영양생물이 서식한다.

남세균은 산소 발생 광합성을 수행하는 원핵생물로 담수, 바다, 토양 등 다양한 환경에 서식한다. 남세균은 식물과 같은 광합성을 수행하는데, 이는 광합성을 수행하는 식물의 세포소기관인 엽록체가 공생하는 남세균에서 유래되었기 때문이다. 남세균은 CO₂ 환원 반응을 수행하기 위해 물을 전자 공급원으로 사용할 수 있다.

4. 광종속영양생물

광종속영양생물은 빛 에너지를 사용하지만, 탄소는 주로 유기 화합물에서 얻는 생물이다. 이들은 광인산화를 통해 ATP를 생성하지만, 환경에서 얻은 유기 화합물을 이용하여 자신의 구조 및 생체 분자를 만든다.

5. 빛을 포착하는 분자에 따른 분류

대부분의 광영양생물은 엽록소 또는 관련 세균엽록소를 사용하여 빛을 포착하며, 이들을 엽록광영양생물(chlorophototroph^영어)이라고 한다. 그러나 일부 광영양생물은 레티날을 사용하여 빛을 포착하며, 이들을 레티날광영양생물(retinalophototroph^영어)이라고 한다.

6. 순서도