Quá trình tổng hợp chất hệ sinh thái Từ Trái Đất hình thành, trình tổng hợp chất đường hóa học xuất hiện, tạo tiền đề cho sống đời Song trình chậm chạp, sản vật tạo nghèo nàn, sống đó, sống chật vật năm tháng dài thời kỳ mệnh danh Tiền Cambri (Precambri) Sự xuất thực vật quang hợp “cuộc cách mạng vĩ đại” hành tinh Cũng từ đây, sinh vật tiến hóa cách bùng nổ, sức sản xuất tăng lên gấp bội, đáp ứng đủ đến dư thừa nhu cầu sinh sống giới sinh vật ngày đông vui Quá trình tổng hợp chất tiến hành phương thức: Quang hợp hoá tổng hợp Những xanh sống Trái Đất có khả quang hợp, năm sản xuất khoảng 100 tỷ chất hữu để nuôi sống nhóm sinh vật khác Trong quang hợp, diệp lục (chlorophyl) đóng vai trò quan trọng, chất xúc tác, giúp cho sử dụng lượng Mặt Trời để biến đổi cacbon đioxyt (CO2) nước thành cacbon hyđrat, đồng thời thải khí oxy (O2) phân tử theo công thức : CO2 + 2H2O - Năng lượng Mặt trời > (CH2O) + H2O + O2 Như vậy, nơi có mặt xanh, có ánh sáng Mặt Trời, nước, khí cacbonic (CO2) muối khoáng nơi xuất trình quang hợp, nơi nguồn thức ăn sơ cấp tạo thành Ở nơi thành phần xanh đa dạng, ánh sáng nhiều, muối khoáng giàu có, nơi sức sản xuất sơ cấp lớn Rừng ẩm nhiệt đới, rạn san hô, cửa sông chứng hùng hồn cho nhũng nhận định + Quang hợp vi khuẩn Những vi khuẩn có màu có khả tiếp nhận lượng từ ánh sáng Mặt Trời để thực trình quang hợp Vi khuẩn quang hợp chủ yếu sinh vật sống nước (nước nước mặn) Phần lớn chúng đóng vai trò không đáng kể sản xuất nguồn thức ăn sơ cấp, song chúng lại có khả hoạt động điều kiện hoàn toàn không thích hợp cho “cây cối” khác Do vậy, chúng có vai trò định chu trình sinh địa hóa Trong quang hợp, chất bị oxy hóa (cho điện tử) nước mà chất vô chứa lưu huỳnh hydro sunphua (H2S) chẳng hạn, với tham gia vi khuẩn lưu huỳnh xanh đỏ (Chlorobacteriaceae Thiorhodaceae), hợp chất vô với tham gia nhóm vi khuấn không lưu huỳnh đỏ nâu (Athiorhodaceae) trình không giải phóng oxy phân tử CO2 + 2H2S Năng lượng mặt trời > (CH2O) + H2O + 2S Từ ví dụ trên, công thức quang hợp viết dạng tổng quát CO2 + 2H2A Năng lượng mặt trời > (CH2O) + H2O + 2A chất khử (hay chất bị oxy hóa) tức chất cho điện tử H2A nước chất vô hay hữu chứa lưu huỳnh, A oxy phân tử hay lưu huỳnh nguyên tố - Quá trình hóa tổng hợp Quá trình hóa tổng hợp với tham gia số nhóm vi khuẩn xác định không cần ánh sáng Mặt Trời, song lại cần oxy để oxy hóa chất Các vi khuẩn hóa tổng hợp lấy lượng từ phản ứng oxy hóa hợp chất vô để đưa cacbon dioxyt vào thành phần chất tế bào Những hợp chất vô đơn giản hóa tổng hợp biến đổi, chẳng hạn từ amoniac thành nitrit, nitrit thành nitrat, sunphit thành lưu huỳnh, sắt thành sắt với tham gia nhóm vi khuẩn Beggiatoa (ở nơi giàu Sunphat) vi khuẩn Azotobacter, v.v Hoặc Thyobacillus phong phú suối nước nóng giàu lưu huỳnh, vi khuẩn nitơ (Pseudomonas, Nitrobacter ) có mặt nhiều công đoạn chu trình nitơ Những vi khuẩn phát triển bóng tối, đa số chúng cần O2 Vi khuẩn hóa tổng hợp chủ yếu tham gia vào việc sử dụng lại (thứ sinh) hợp chất cacbon hữu không tham gia vào việc tạo thành nguồn thức ăn sơ cấp, nói cách khác, chúng sống nhờ vào sản phẩm phân hủy chất hữu tạo trình quang hợp xanh hay vi khuẩn quang hợp khác Nhờ khả hoạt động bóng tối lớp trầm tích, đất hay đáy thủy vực, vi khuẩn hóa tổng hợp không lôi chất dinh dưỡng vào sản xuất chất hữu mà sử dụng nguồn lượng “rơi vãi” mà sinh vật tiêu thụ không tài tiết kiệm sống Phần lớn thực vật bậc cao (thực vật có hạt) nhiều loài tảo sử dụng chất vô đơn giản để sinh sống nên chúng sinh vật hoàn toàn tự dưỡng, song số loài tảo lại cần chất hữu tương đối phức tạp để tăng trưởng, chúng khả tổng hợp Những loài khác lại cần 2,