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 と水 を有機物 に変換し、同化 や呼吸 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 や赤外線 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 )(H2 O, H2 , H2 S 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
脚注
^ 『岩波生物学事典(第4版)』。
^ 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
^ Hine, Robert (2005). The Facts on File dictionary of biology . Infobase Publishing. p. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4