光栄養生物

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地上と水中の光栄養生物。倒木の上に植物が生長し、水中には藻類が繁殖している。

光栄養生物(ひかりえいようせいぶつ Phototroph)は、光を利用してエネルギーを獲得し生活する生物の総称である。狭義には光合成生物とも言う[1]。この場合は、太陽光のエネルギーを使って二酸化炭素有機物に変換し、同化呼吸などの細胞活動に利用する生物を指す。

ほとんどの光栄養生物は独立栄養生物であり、光独立栄養生物(photoautotroph)と言われる。光独立栄養生物は炭素固定の能力を持つ。これは化学合成独立栄養生物(chemoautotroph)に対応する。これは周囲の物質(電子供与体)を酸化することによりエネルギーを得る生物である。独立栄養生物ではない光栄養生物は光従属栄養生物(photoheterotroph)である。これは光リン酸化en:Photophosphorylation)によりATPを生成してエネルギーを得るが、体の構成のために有機化合物を利用する[2]。光独立栄養生物はしばしば完全植物性栄養(holophytic)であると言われる[3]

生態学的な役割としてみると、光栄養生物は(化学合成独立栄養生物などを除いて)他の形態の生物に栄養を供給する。陸上の光栄養生物は植物が支配的であり、水中では藻類や、ミドリムシなどの単細胞生物藍色細菌(シアノバクテリア)(旧名: 藍藻)や紅色細菌などの光合成を行うバクテリアなどがある。

光合成反応で生成される物質の一つにデンプンがある。これは炭素を貯蔵し、光の量が不十分な時に使われる。

酸素発生型および酸素非発生型光合成を行う光栄養細菌は、それぞれクロロフィルバクテリオクロロフィルを持つ。酸素発生型光合成細菌である藍色細菌は淡水、海洋、土壌中、もしくは地衣類として存在し、植物と同様の光合成を行う。酸素非発生型光合成細菌は沼や池にいて、化学反応に使用する水素を、水ではなく、硫化水素や有機物から得る。バクテリオクロロフィルは、通常の葉緑素が利用できない、紫外線赤外線の波長の光を吸収する。

光無機栄養独立栄養生物(photolithotrophic autotroph)は、光のエネルギーと、無機物の電子供与体en:Electron donor)(H2O, H2, H2S など)と、CO2を使って、炭素固定を行う。たとえば植物がそれである。

水中で、光合成を行えるだけの光が届く範囲は、(狭義の)有光層と言われる。

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ 『岩波生物学事典(第4版)』。 
  2. ^ Campbell, Neil A.; Reece, Jane B.; Urry, Lisa A.; Cain, Michael L.; Wasserman, Steven A.; Minorsky, Peter V.; Jackson, Robert B. (2008). Biology (8th ed.). p. 564. ISBN 978-0-8053-6844-4 
  3. ^ Hine, Robert (2005). The Facts on File dictionary of biology. Infobase Publishing. p. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4