FOTOAUTOTROFE: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

De photoautotrophs sau organismele fototrofice sunt dependente de lumină ca sursă de energie și să - l molecule organice din molecule anorganice. Acest proces este cunoscut sub numele de fotosinteză și, în general, aceste ființe reprezintă baza lanțului alimentar.

Cea mai importantă sursă de energie pentru viață este lumina solară, care cade pe suprafața pământului. Energia luminii este captată în timpul fotosintezei. În timpul acestui proces, energia este absorbită de clorofilă și de alți pigmenți și este apoi transformată în energie chimică.

Plantele sunt organisme fotoautotrofe (imagine din Free-Photos la www.pixabay.com)

Fotoautotrofele folosesc, în general, energia luminii pentru a converti CO2 și apa în zaharuri, care sunt baza pentru mii de molecule organice. Aceste zaharuri sunt capabile să fie asimilate de majoritatea organismelor vii, nu doar de fotoautotrofe.

Cuvântul "fotoautotrof" derivă din trei cuvinte luate din latină care au semnificații diferite. Cuvântul fotografie, care înseamnă „lumină”, cuvântul mașină, care înseamnă „propriu” și cuvântul trofe, care înseamnă „nutriție”.

Termenul "fotoautotrof" cuprinde multe grupuri diferite de lucruri vii, inclusiv unele specii de bacterii și protozoare, toate plantele, algele și lichenii. În plus, există o specie animală unică care combină caracteristicile fotoautotrofe și heterotrofe.

Caracteristicile fotoautotrofelor

O caracteristică obligatorie a organismelor fotoautotrofe este prezența pigmenților fotosensibili. Un pigment fotosensibil este o moleculă capabilă să perceapă și să absoarbă energia luminii sub formă de fotoni.

Fototrofele au capacitatea de a absorbi și transforma energia luminii (din lumină) în energie chimică. Această energie este stocată în molecule organice prin procesul metabolic al fotosintezei.

Majoritatea ființelor fotoautotrofe și fotosintetice posedă molecule de clorofilă, deoarece acesta este principalul pigment însărcinat cu efectuarea etapelor inițiale ale fotosintezei. Datorită prezenței clorofilei, aproape toate fotoautotrofele au culoarea verde.

Fotoautotrofia se găsește în organismele unicelulare, cum ar fi cianobacteriile și unele protozoare, sau în organismele multicelulare macroscopice, cum ar fi algele, lichenele și plantele.

Organismele fotoautotrofe sunt dispersate în aproape toate ecosistemele, iar mărimea lor este extrem de variabilă, deoarece acestea pot fi la fel de mici ca o Euglena sau la fel de mari ca o secuoasă uriașă.

Cu excepția Antarcticii, plantele acoperă aproape întreaga suprafață a pământului și sunt reprezentanții principali ai organismelor fotoautotrofe. În cadrul plantelor există o varietate bogată de forme, adaptate în mod unic și perfect pentru toate climatele și ecosistemele terestre.

Exemple de organisme fotoautotrofe

Există o mare diversitate de entități vii fotoautotrofe, deoarece este o adaptare care a dat organismelor care au dobândit capacitatea de a supraviețui în orice condiție și ecosistem, atât timp cât acestea sunt în prezența luminii.

- Cianobacterii

Cianobacterii (Sursa: Patrioter6 la en.wikibooks prin Wikimedia Commons)

Cianobacteriile sau oxifotobacteriile aparțin domeniului procariot. Sunt organisme unicelulare, au cloroplaste și, prin urmare, sunt capabile de fotosinteză. Membranele interioare ale acestor specii posedă „lamele fotosintetizante” asemănătoare tilacoidelor în cloroplastele plantelor.

Toate cianobacteriile au clorofilă A și pigmenți biliproteici, cum ar fi ficobiline sau fitocianine. Combinația acestor pigmenți în interiorul celulelor cianobacteriilor le conferă culoarea lor caracteristică albastru-verde.

Aceste organisme sunt împrăștiate în toată biosfera și sunt tipice lacurilor, iazurilor, solurilor umede și materiei organice umede în descompunere. Sunt generaliști, deoarece fotoautotrofia lor le permite să se descarce de anumite condiții prea specifice, având nevoie doar de lumina soarelui.

- Protozoare

Fotografie a unei specii Volvox (Sursa: craigpemberton prin Wikimedia Commons)

În cadrul protozoarelor fotoautotrofe se află euglena. Toate aceste organisme sunt microscopice, flagelate și sunt clasificate în grupul Mastigophora.

În multe ocazii, euglenidele au fost clasificate ca alge unicelulare. Cu toate acestea, studiile recente au arătat că, pe lângă hrănirea prin fotosinteză, pot profita de unele substanțe din mediu prin pinocitoză.

Euglenidae trăiesc liber, trăiesc în apă dulce (puține specii sunt apă sărată) și sunt în mare parte solitare. Au o varietate mare de forme și pot fi alungite, sferice, ovoidale sau lanceolate.

Deoarece sunt fotosintetice, acestea au fototacticism pozitiv (sunt sensibile la stimuli ușori) și au o lărgire la baza flagelului lor anterior care acționează ca un fotoreceptor pentru energia luminii.

Euglenidae sunt, de asemenea, fotoautotroguri (Sursa: David J. Patterson prin Wikimedia Commons)

Au ca pigmenți fotosintetici clorofila A și B, fitobiline, β-carotene și xantofile de tip neoxantină și diadinoxantină. În multe cazuri, euglenidele nu își îndeplinesc toate nevoile nutriționale prin fotosinteză, astfel încât trebuie să ingere vitamina B1 și B12 din mediu.

- Licheni

Lichenii sunt definiți prin asocierea simbiotică între alge și ciuperci; prin urmare, acestea sunt atât organisme heterotrofe (prin ciupercă), cât și fotoautotrofe (prin alge).

Asocierea dintre cele două tipuri de organisme este avantajoasă pentru ambele, deoarece algele pot profita de substratul furnizat de ciupercă pentru a crește; în timp ce ciuperca se poate hrăni cu zaharurile produse de alge prin fotosinteză.

Lichenele nu corespund unui grup taxonomic, dar sunt clasificate în mod tipic în funcție de tipul de ciupercă Symbiont. Toți ciupercile care formează licheni aparțin filonului Ascomycota, din regatul Fungi.

- Algele unicelulare, plante și alge macroscopice

Algele unicelulare sunt poate cele mai abundente organisme fotoautotrofe din ecosistemele acvatice; în timp ce plantele sunt cele mai abundente macroorganisme din ecosistemele terestre.

Atât algele cât și plantele au nevoie de prezența apei și a dioxidului de carbon pentru a realiza fotosinteza și pentru a-și putea susține cerințele nutriționale.

Algele unicelulare

Dacă luați puțină apă din orice baltă, lac, lagună, râu, mare sau orice alt corp de apă și o observați la microscop, veți găsi milioane de forme de viață flagelate minuscule de culoare verde, majoritatea fiind cu siguranță algele unicelulare. .

Aproape toate algele unicelulare au unul sau mai multe flageluri și sunt în general în viață liberă, deși există unele specii care trăiesc în colonii. Majoritatea acestor alge sunt organisme fotoautotrofe, dar există cazuri de alge heterotrofe.

Sunt considerați unul dintre principalii producători de oxigen de pe planetă, iar unii autori consideră că sunt principalii producători primari din oceane, deoarece sunt la baza lanțului alimentar.

Plante

Plantele sunt organisme terestre sesile care sunt caracterizate de un corp împărțit în două părți: una aeriană și una terestră. Porțiunea terestră este formată din rădăcină, în timp ce porțiunea aeriană este formată din tulpină, care la rândul ei este împărțită în tulpină, frunze și flori.

Au un număr incredibil de forme diferite și își produc propria hrană prin fotosinteză, la fel ca toate celelalte fotoautotrofe.

Cu toate acestea, plantele sunt ființele vii care s-au specializat cel mai mult în utilizarea energiei luminoase, deoarece au milioane de celule în frunzele lor, special amenajate pentru a se fotosinteza continuu în timpul zilei.

Algele macroscopice

Algele macroscopice sunt reprezentanții plantelor în medii apoase. Acestea, în cea mai mare parte, trăiesc scufundate în medii acvatice, colonizând orice loc unde există prezența unui substrat adecvat de care să se agațe.

Fotografie a unei macroalge (Sursa: W. carter prin Wikimedia Commons)

Algele grupului de glaucofite sunt grupul de alge care este considerat cel mai mult legat de plantele terestre. Cu toate acestea, unii autori clasifică algele împreună cu protozoarele.

- Animale

Slugul de mare Elysia chlorotica, cunoscut în mod obișnuit ca „est de smarald”, poate profita de cloroplastele pe care le consumă prin dieta sa bogată în organisme fotoautotrofe, deoarece trăiește din aspirația de seva din alge marine.

Procesul de a profita de cloroplastele din alimentele dvs. este cunoscut sub numele de cleptoplastie. Datorită acestui fenomen, balațul poate supraviețui producând fotoasimilări în locuri unde există lumina soarelui, fără a mânca mâncare mult timp.

Referințe

1. Bresinsky, A., Körner, C., Kadereit, JW, Neuhaus, G., & Sonnewald, U. (2013). Științele plantelor Strasburger: inclusiv procariote și ciuperci (Vol. 1). Berlin, Germania: Springer.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Nevertebrate (nr. Sirsi) i9788448602468). Madrid: McGraw-Hill.
3. Chan, CX, Vaysberg, P., Price, DC, Pelletreau, KN, Rumpho, ME, & Bhattacharya, D. (2018). Răspuns activ de gazdă la simboluri de algă în balața de mare Elysia chlorotica. Biologie moleculară și evoluție, 35 (7), 1706-1711.
4. Hu, Q., Guterman, H., și Richmond, A. (1996). Un fotobioreactor modular înclinat plat pentru cultivarea în masă a fotototrofelor în aer liber. Biotehnologie și bioinginerie, 51 (1), 51-60.
5. Raven, PH (1981). Cercetări în grădini botanice. Bot. Jahrb, 102, 52-72.
6. Shimakawa, G., Murakami, A., Niwa, K., Matsuda, Y., Wada, A., & Miyake, C. (2019). Analiza comparativă a strategiilor de pregătire a chiuvetelor de electroni în fotoautotrofele acvatice. Cercetare prin fotosinteză, 139 (1-3), 401-411.
7. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley și microbiologia lui Klein. Învățământul superior McGraw-Hill.