fotoautotrofie

Fotoautotrofie is het vermogen van sommige organisme om lichtenergie te gebruiken om koolstofdioxide (CO2) om te zetten in organische verbindingen, zoals suikers. Zo kunnen deze organismen zichzelf voeden en vormen zij de primaire producenten in veel ecosystemen, waardoor koolstof en energie in de voedselketen beschikbaar komen zonder externe organische voedingsstoffen.

Bij zuurstofproducerende fotoautotrofe organismen vindt fotosynthese plaats met water als elektrondonor. Lichtenergie laat elektronentransport plaatsvinden via fotosystemen II en I, waardoor ATP en NADPH ontstaan. In de Calvin-cyclus wordt CO2 vastgelegd en omgezet in suikers; hierbij komt zuurstof vrij. Bij anoxygene (niet-zuurstofproducerende) fotoautotrofie leveren verschillende elektrondonoren, zoals waterstofsulfide (H2S) of ferrose verbindingen, elektronen en wordt geen O2 geproduceerd.

Voorbeelden van zuurstofproducerende fotoautotrofen zijn planten, algen en cyanobacteriën; anoxygene fotoautotrofe bacteriën zijn onder andere groene zwavelbacteriën en paarse zwavelbacteriën. De pigmenten die licht opvangen, zoals chlorofyl-a, chlorofyl-b en diverse bacteriochlorophylls, bepalen welke golflengten worden gebruikt.

Sommige bacteriën gebruiken naast de Calvin-cyclus ook andere CO2-fixatie routes, zoals de reductieve citroenzuurcyclus. Fotoautotrofe organismen spelen een cruciale rol in de wereldwijde koolstofcyclus en in het creëren van zuurstof in de atmosfeer.

Praktische aspecten omvatten onderzoek naar kunstmatige fotosynthese, biobrandstoffen en efficiënte benutting van licht in landbouw en biotechnologie.