Ich bin kein Biologe. Mir ist bewusst, dass die Photosynthese der Hauptprozess zum Einfangen elektromagnetischer Energie von der Sonne ist. Mir ist auch bewusst, dass einige Bakterien Energie aus kochendem Wasser und andere aus bestimmten Chemikalien gewinnen können.
Was sind die bekannten Energiegewinnungsprozesse in anderen biologischen Systemen als der Photosynthese? Ich suche Referenzen oder einen guten Überblick über alle bekannten Mechanismen.
Gibt es eine Erklärung für den Einfallsreichtum der Evolution bei der Lösung des Problems der Energieerfassung (Umwandlung) durch eine Vielzahl von Mechanismen?
Neben der Phototrophie gibt es nur Chemotrophie (Energiegewinnung aus Redoxreaktionen chemischer Substanzen) und Radiotrophie (Energiegewinnung aus ionisierender Strahlung wie Gammastrahlen). Allerdings ist die Radiotrophie bisher nur als ergänzende und nicht als primäre Energieform bekannt.
Vielfalt ist ein zentrales Thema der Evolution. Es wäre interessant, wenn es einen einzigen gemeinsamen Mechanismus für alle Arten der Energiezufuhr gäbe, was vielleicht für den Fall des chemiosmotischen Energieerzeugungsmechanismus gilt (ATP-Synthase-ähnliche Systeme, die Energie aus chemischen Gradienten erzeugen). Andernfalls wird Diversität erwartet, da sich die Organismen entwickeln, um in verschiedenen Umgebungen zu überleben.
1:
Die einzigen zwei Energiequellen, die ich finden konnte (nicht dass es keine anderen gibt, die ich nicht finden konnte oder die nicht entdeckt wurden), sind Licht (Pflanzen) und "biologische Verbindungen" (einige Bakterien).
Referenz
http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F10825622_4#page-1
Es scheint, dass Sie dieses Buch kaufen müssen, aber die Website bietet eine Vorschau mit der Antwort auf Ihre Frage (im ersten Absatz).
2:
Die wahrscheinliche Erklärung dafür, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, Energie einzufangen, ist adaptive Strahlung. Eine andere Methode der Energiegewinnung würde den Organismus in eine andere ökologische Nische versetzen, die ansonsten unbesetzt gewesen wäre. Dadurch kann der Organismus gedeihen. Zum Beispiel haben sich Heterotrophe entwickelt, um eine Vielzahl von Verbindungen zu metabolisieren. Einige verdauen hauptsächlich Glukose, während andere sich entwickeln, um Zellulose, Amylose, Protein usw. abzubauen.
Weiterführende Lektüre
http://www.jstor.org/stable/2463047?seq=1#page_scan_tab_contents
Mohammad Al-Turkistany
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