에너지 대사에 따른 생물 분류
⑴ 에너지원에 따른 분류
① 분류 1. 광영양생물(phototroph) : 에너지원이 빛인 생물. photoautotroph와 photoheterotroph로 구분
광영양생물(光營養生物)은 복잡한 유기 화합물(예: 탄수화물)을 생성하고 에너지를 얻기 위해 광자 포획을 수행하는 생물체이다. 광영양생물은 빛에너지를 사용하여 다양한 세포 대사 과정을 수행한다. 광영양생물이 의무적으로 광합성을 수행한다는 것은 일반적인 오해이다. 전부는 아니지만 많은 광영양생물은 보통 광합성을 한다. 이들은 구조적으로 기능적으로 또는 이후의 이화작용을 위한 공급원(예: 녹말, 당 및 지방의 형태)으로 활용될 수 있도록 이산화 탄소를 동화작용을 통해 유기 화합물로 전환한다. 모든 광영양생물은 전자전달계를 사용하거나 직접적인 양성자 펌핑을 사용하여 세포에 에너지 화폐 분자(ATP)를 제공하기 위해 ATP 생성효소에 의해 사용되는 전기화학적 기울기를 생성한다. 광영양생물의 예로는 로도박터 캅술라투스(Rhodobacter capsulatus), 크로마티움속(Chromatium), 클로로비움속(Chlorobium)이 있다.
② 분류 2. 화학영양생물(chemotroph) : 에너지원이 화학적 에너지인 생물. chemoautotroph와 chemoheterotroph로 구분
○ 시아노박테리아 O. limnetica는 H2S가 없을 때는 H2O를, H2S가 있을 때는 H2S를 최초 전자공여체로 사용
○ 시아노박테리아 O. limnetica가 H2S를 사용하는 경우 에너지원은 H2S이고 그렇지 않은 경우 에너지원은 빛임
⑵ 탄소원에 따른 분류
① 분류 1. 독립영양생물(autotroph) : 탄소원이 CO2인 생물. photoautotroph와 chemoautotroph로 구분
독립영양생물(獨立營養生物) 또는 자가영양생물(自家營養生物)은 다른 생물에게 의존하지 않고, 스스로 영양물질을 합성해서 살아가는 생물이다. 화학독립영양생물(chemoautotroph)과 광독립영양생물(photoautotroph)이 있다. 화학독립영양생물은 화학 반응으로부터 얻은 에너지를 사용하고, 광독립영양생물은 빛 에너지를 이용하여 유기 화합물을 합성한다. 광독립영양생물이 빛 에너지를 생물체 내에서 사용가능한 화학 에너지의 형태로 변환, 저장하는 과정을 광합성이라고 한다.
② 분류 2. 종속영양생물(heterotroph) : 탄소원이 유기화합물인 생물. photoheterotroph와 chemoheterotroph로 구분
종속영양생물(從屬營養生物)은 생육에 필요한 탄소를 얻기 위해 유기화합물을 이용하는 생물을 말한다. 생물 연쇄에서의 소비자 또는 분해자이다. 독립영양생물의 반대 개념이다.
동물과 균류의 모두, 그리고 대부분의 세균이 종속영양생물이다. 식물은 일반적으로 독립영양생물이지만, 기생식물 및 부생 식물은 완전 또는 부분적으로 종속영양에서 변화한 것이다. 식충식물은 생육에 필요한 질소를 벌레로부터 얻지만, 탄소를 이산화탄소로부터 얻고 있으므로 독립영양이라고 할 수 있다. 종속영양생물은 무기화합물로부터 탄소를 얻을 수 없기 때문에, 다른 생물로부터 유기화합물을 얻지 않으면 안 된다.
종속영양생물은 아래와 같이 2종류로 나눌 수 있다.
광합성 종속영양생물(photoheterotroph)：빛으로부터 에너지를 얻고, 탄소는 유기 화합물의 형태로 얻는다. 홍색비유황세균, 녹색비유황세균 등.
화학합성 종속영양생물(chemoheterotroph)：에너지도 탄소도 유기 화합물로부터 얻는다. 대부분의 종속영양생물.
⑶ 요약 : 에너지원, 탄소순으로 나열하면,
① 광독립영양생물 : 빛 + CO2
② 광종속영양생물 : 빛 + 유기화합물
③ 화학독립영양생물 : 무기물 + CO2
④ 화학종속영양생물 : 유기화합물 + 유기화합물