Även om de kan verka mycket annorlunda eller ännu mindre sofistikerade vid första anblicken, har prokaryoter åtminstone en sak gemensamt med alla andra organismer: de behöver bränsle för att driva sina liv. Prokaryoter, som inkluderar organismer i domänerna Bakterier och Archaea, är mycket olika när det gäller metabolism, eller de kemiska reaktionerna som organismerna använder för att producera bränsle.

Till exempel en kategori av prokaryoter, kallad extremofiler
, trivs under förhållanden som skulle utplåna andra livsformer, till exempel det superuppvärmda vattnet från hydrotermiska ventiler djupt i havet. Dessa svavelbakterier hanterar vattentemperaturer upp till 750 grader Fahrenheit helt fint, och de får sitt bränsle från vätesulfiden som finns i ventilationsöppningarna.

Några av de viktigaste prokaryoterna litar på fotofångst för att producera sitt bränsle genom fotosyntes . Dessa organismer är fototrofer.
Vad är en fototrof?

Ordet fototrof ger den första ledtråden som avslöjar vad som gör dessa organismer viktiga. Det betyder "lätt näring" på grekiska. Enkelt uttryckt är att fototrofer är organismer som får sin energi från fotoner eller ljuspartiklar. Du vet antagligen redan att gröna växter använder ljus för att skapa energi genom fotosyntes.

Men denna process är inte begränsad till växter. Många prokaryota och eukaryota organismer utför fotosyntes för att göra sin egen mat, inklusive fotosyntetiska bakterier och vissa alger.

Medan fotosyntesen är likartad bland alla organismer som gör det, är processen med bakteriefotosyntes mindre komplicerad än växtfotosyntes.
Vad är bakteriell klorofyll?

Precis som gröna växter använder fototrofiska bakterier pigment för att fånga fotoner som energikällor för fotosyntes. För bakterier är dessa bakterioklorofyll som finns i plasmamembranet (snarare än i kloroplaster som växtklorofyllpigment).

Bakterioklorofyll finns i sju kända varianter, märkta a, b, c, d, Varje variant är strukturellt olika och kan därför absorbera en specifik typ av ljus från spektrumet, allt från infraröd strålning till rött ljus till långt rött ljus. Vilken typ av bakterioklorofyll en fototrofisk bakterie innehåller beror på dess art.
Steg i bakteriefotosyntes |

Precis som växtfotosyntes förekommer bakteriefotosyntes i två steg: ljusreaktioner och mörka reaktioner.

I ljusstadiet
fångar bakterioklorofylerna fotoner. Processen att absorbera denna ljusenergi väcker bakterioklorofyll, utlöser en lavin av elektronöverföringar och till slut producerar adenosintrifosfat (ATP) och nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH).

I mörka stadiet
, de ATP- och NADPH-molekylerna används i kemiska reaktioner som omvandlar koldioxid till organiskt kol genom en process som kallas kolfixering.

Olika typer av bakterier gör bränsle genom att fixera kol på olika sätt med en kolkälla som kol dioxid. Till exempel använder cyanobakterier Calvin-cykeln. Denna mekanism använder en förening med fem kol kallade RuBP för att fånga en molekyl koldioxid och bilda en molekyl med sex kol. Detta delas upp i två lika stora bitar, och den ena halvan lämnar cykeln som en sockermolekyl.

Den andra hälften förvandlas till en molekyl med fem kol, tack vare reaktioner med ATP och NADPH. Sedan börjar cykeln igen. Andra bakterier förlitar sig på den omvända Krebs-cykeln, som är en serie kemiska reaktioner som använder elektrondonatorer (som väte, sulfid eller tiosulfat) för att producera organiskt kol från de oorganiska föreningarna koldioxid och vatten.
Varför är fototrofer viktiga?

Fototrofer som använder fotosyntes (kallat fotoautotrofer
) utgör basen i livsmedelskedjan. Andra organismer som inte kan utföra fotosyntes får sitt bränsle genom att använda fotoautotrofa organismer som matkälla.

Eftersom de inte kan omvandla ljus till bränsle på egen hand, äter dessa organismer helt enkelt de organismer som gör och använder sina kroppar som en energikälla. Eftersom koldioxidfixering använder koldioxid för att producera bränsle i form av sockermolekyler, hjälper fototrofer att minska överskottet av koldioxid i atmosfären.

Fototrofer kan till och med vara ansvariga för det fria syret i atmosfären som gör att du kan andas och trivs på jorden. Denna möjlighet - kallad Great Oxygenation Event - föreslår att cyanobakterier som utför fotosyntes och släpper syre som en biprodukt så småningom producerade för mycket syre för att absorberas av järn i miljön.

Detta överskott blev en del av atmosfären och formade evolutionen på planeten från den punkten framåt, vilket gör det möjligt för människor att så småningom dyka upp.