Бактериальный фотосинтез

Фотосинтез, осуществляемый бактериями, сходен с фотосинтезом зелёных растений: восстановление CO₂ и образование органических веществ происходят за счёт энергии Солнца с помощью специфических пигментов, содержащихся в бактериальных клетках. Однако бактериальный фотосинтез имеет ключевые отличия:

  • Условия: Протекает преимущественно в анаэробных (бескислородных) условиях.
  • Донор водорода: Вместо воды (H₂O) в качестве донора электронов и водорода используются другие восстановленные соединения, например:
    • Сероводород (H₂S)
    • Тиосульфат
    • Сульфит
    • Органические вещества.
  • Продукт: В результате процесс не сопровождается выделением молекулярного кислорода (O₂).

Этот тип фотосинтеза осуществляют фототрофные бактерии, содержащие особые пигменты — бактериохлорофиллы и каротиноиды. К ним относятся:

  • Пурпурные серные бактерии (например, Chromatiaceae)
  • Пурпурные несерные бактерии (например, Rhodospirillaceae)
  • Зелёные серобактерии (например, Chlorobiaceae).

Современный контекст

Современная биохимия и микробиология детализировали понимание этого процесса. Бактериальный фотосинтез сегодня чётко разделяют на несколько типов в зависимости от используемого донора электронов и особенностей фотосистемы:

  1. Аноксигенный (бескислородный) фотосинтез — описанный выше процесс, характерный для пурпурных и зелёных бактерий. Он использует только одну фотосистему (типа I или II) и не приводит к выделению O₂.
  2. Оксигенный (кислородный) фотосинтез — тип, характерный для цианобактерий, водорослей и высших растений. Он использует воду как донор электронов, involves две связанные фотосистемы (II и I) и сопровождается выделением кислорода. Интересно, что именно цианобактерии, являясь прокариотами (бактериями), «изобрели» этот механизм около 2.5 млрд лет назад, что привело к насыщению атмосферы кислородом (Великая кислородная катастрофа).

Таким образом, термин «бактериальный фотосинтез» в широком смысле может относиться к обоим типам, но в классическом, более узком понимании (как в исходном тексте) — именно к аноксигенному.