光合成細菌と化学合成細菌の大きな違いは、光合成細菌が太陽光からエネルギーを得て糖質を生産するのに対し、化学合成細菌は無機物を酸化することでエネルギーを得て糖質を生産する点である。

生物は栄養の形態によって分類することができます。独立栄養生物と従属栄養生物に大別される。独立栄養生物は自分で食料を生産することができるが、従属栄養生物は自分で食料を生産できないため、他の生物に食料を依存する。独立栄養生物は、自分自身の食物や炭水化物を生産するために、主に光合成と化学合成の2つのプロセスを用いている。

光合成は太陽からのエネルギーで、化学合成は化合物（主に無機物）の酸化によるエネルギーで行われる。光合成細菌と化学合成細菌がある。光合成細菌は光合成によって食料を生産し、化学合成細菌は化学分解から得られるエネルギーによって食料を生産する。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 光合成細菌とは 3. 化学合成細菌とは 4. 光合成細菌と化学合成細菌の共通点 5. 光合成細菌と化学合成細菌の表形式による横並び比較 6. まとめ

光合成細菌は何ですか？

光合成細菌は、光合成によって炭水化物を生産するシアノバクテリアや藍藻と呼ばれる細菌群である。そのため、光独立栄養生物である。クロロフィルa、フィコシアニン、フィコエリトリンなど、さまざまな光合成色素を含んでいます。このため、原核自然栄養生物とも呼ばれる。シアノバクテリアの細胞膜では光合成が行われている。

シアノバクテリアは単細胞の糸状生物です。シアノバクテリアのブルームという形で発見されることもある。藍藻は0.5～60μmの大きさで、主に淡水域や湿った陸上域に生息している。シアノバクテリアは、二元分裂で生殖する。シアノバクテリアの細胞が増殖・生殖するための主なメカニズムです。しかし、一部の種では、分裂や多重分裂が行われる。

図01：シアノバクテリア

シアノバクテリアは、光合成能力に加えて、大気中の窒素を固定する能力も持っています。大気中の窒素を固定する従属栄養体と呼ばれる特殊な構造をもっているのだ。フタバガキや毛藻類などのシアノバクテリアは、窒素固定型シアノバクテリアの一種です。

また、シアノバクテリアは、特定の種（スピルリナ、ビブリオコレラ）に栄養が豊富に含まれていることから、栄養補助食品として広く利用されています。さらに、いくつかの種は、生物学的受精のプロセスにおいて繁殖剤として使用することができます**。また、シアノバクテリアは、多くの共生関係と切っても切り離せない役割を担っています。菌類とシアノバクテリアの重要な共生の役割のひとつに、地衣類がある。地衣類は、農業において非常に重要なものです。

シアノバクテリアは、その多くの良い効果にもかかわらず、蓄積すると水域の富栄養化につながるため、水域の重要な汚染物質となっています。そのため、シアノバクテリアは水質汚濁の指標としても利用できます。

かがくごうせい細菌は何ですか？

化学合成細菌は、無機物の酸化によって得られるエネルギーを利用して、自らの食物を生産することができる細菌群である。また、独立栄養生物のグループでもある。実は、化学栄養生物なのです。光合成細菌とは異なり、光合成を行うことができず、太陽光からエネルギーを取り込むことができない。しかし、化学分解のエネルギーによって、二酸化炭素と水から炭水化物を作り出すことができるのだ。だから、日光を必要としないのです。無機化合物の酸化で放出されるエネルギーを使って、炭水化物を生産しているのだ。

図02：化学合成されたバクテリア

化学合成細菌の種類によって、使用する無機質が異なる。例えば、熱水噴出孔に生息する化学合成細菌は、硫化水素を酸化して食糧生産のためのエネルギーを得ている。メタンを酸化してエネルギーを生産するバクテリアもいれば、亜硝酸塩や水素を使って餌を生産するバクテリアもいる。また、硫黄をエネルギー源とするバクテリアもあれば、鉄をエネルギー源とするバクテリアもある。同様に、化学合成細菌の種類によって、エネルギーを得るために使用する無機物質が異なる。

光合成とかがくごうせい細菌の共通点

• 光合成細菌と化学合成細菌は、どちらも王国細菌です。
• 原核生物の組織を持っている。
• また、独立栄養生物であり、自分で食料を生産することができます。

光合成とかがくごうせい細菌の違い

光合成細菌は、太陽光のエネルギーを利用して光合成を行い、自分たちの食料を生産しています。一方、化学合成細菌は化学合成を行い、無機物の酸化からエネルギーを得て、自ら餌を生産している。これが光合成細菌と化学合成細菌の決定的な違いなんですね。

また、光合成細菌は太陽光のあるところに生息し、化学合成細菌は太陽光のないところに生息しています。また、光合成細菌と化学合成細菌の違いは、光合成細菌は太陽光を取り込む色素を持っているが、化学合成細菌は持っていないことである。

光合成細菌と化学合成細菌の違いをまとめたインフォグラフィックは以下の通りです。

概要 - 光合成 vs. かがくごうせい細菌

光合成細菌は、光合成によって自分の食料を生産することができる細菌群である。シアノバクテリア（藍藻）とも呼ばれる。一方、化学合成細菌は、自分の食べ物を作るために化学合成を行う細菌である。つまり、光合成細菌は太陽光のエネルギーを使って糖質を生産し、化学合成細菌は硫黄、硫化水素、メタンなどの無機物質の酸化をエネルギー源としているので、光合成細菌と化学合成細菌の違いが要約されているのだ。

引用

1 グティエレス、ホセ・フアン。"化学合成細菌 "とは何か？" ふくろう、ふくろう、2018年1月12日、こちらでご覧いただけます。"Blue-green algae," Encyclopædia Britannica, encyclopædia Britannica, 2017.12.29, available here. 2 "Blue-green algae," Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, 2017.12.29,

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