Vad kom först, fotosyntes eller cellandning?
Fotosyntesen uppkom någonstans mellan slutet på Eonen Arkeikum och början på Eonen proterozoicum. Min fråga är då om cellandingen uppkom efter fotosyntes eller samtidigt? Kloroplaster och mitokondrien var en gång i tiden prokaryota celler. Men hur kunde mitokondrien klara sig själv om den bara kunde göra cellandning och inte fotosyntes? Om det fanns organismer som bara kunde göra fotosynytes och inte cellanding, var de då konstant beroende av solljus? För de kan väl inte lagra energi utan att kunna göra cellanding?
Från 'början' var allt syre bundet i oxider med fotosyntesen bröts koldioxid sönder till syre och kol som sen byggdes upp till organiska molekyler. Cellandningen är beroende av molekylärt syre och måste alltså vara från senare datum.
De tidigaste fotosyntes-organismerna kan ha gått i vila när det var mörkt men de lagrar ju faktiskt energi i form av det socker som produceras av fotosyntesen.
Man måste börja med att definiera ”cellandning”, för det kan innebära olika saker. Wikipedia har t.ex. den här definitionen:
Cellular respiration is the process by which biological fuels are oxidized in the presence of an inorganic electron acceptor, such as oxygen, to drive the bulk production of adenosine triphosphate (ATP), which contains energy.
Det behöver alltså inte nödvändigtvis handla om syrgas som elektronacceptor, det kan vara andra ämnen också. Själva principen för hur cellandningen, i betydelsen elektrontransportkedjan, fungerar är ganska lik hur man tror att det tidiga livet fungerade. Det bygger på att man bygger upp en komcentrationsskillnad av vätejoner över ett membran varefter denna koncentrationsgradient används för att skapa energirik ATP.
Jag förstår inte riktigt, än läser jag biologi 1 och har inte lärt mig många av de begrepp som nämns. Går det att ge en enklare förklaring?
Det här är väl egentligen mer biokemi än biologi, har du läst något inom biokemi? Det brukar dyka upp i kursen kemi 2. Men om du läser biologi 1 nu kanske du inte har hunnit läsa kemi 2?
När man pratar om "cellandning" kan det betyda två saker:
- Socker och syrgas omvandlas till koldioxid och vatten
- Oxidation av något bränsle där det frigörs energi.
Rent kemiskt, och speciellt när man läser kemi på gymnasiet och högre nivåer, menar man det andra alternativet.
Om vi börjar med att kolla på den första definitionen av cellandning, att socker och syrgas blir till koldioxid och vatten, så kommer man fram till svaret som matsC beskrev. Eftersom det inte fanns något syre på jorden från början måste fotosyntesen ha uppstått innan det uppstod organismer som förbrukade syrgasen via cellandning.
Menar man istället den andra definitionen av cellandningen, som är en bredare definition och mer vetenskapligt korrekt, så lär cellandningen ha uppstått före fotosyntesen. Den bredare definitionen säger bara att ett bränsle oxideras, det behöver alltså inte reagera med just syrgas utan det finns många andra möjliga oxidationsmedel. Det finns t.ex. bakterier som använder Fe3+ joner som oxidationsmedel istället. Andra bakterier använder nitratjoner eller koldioxid.
