ORGANISME AUTOTROFE: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Organismele autotrofe sunt organisme vii care au capacitatea de a-și produce propriul aliment. Adică pot genera compuși organici complexi, cum ar fi grăsimile, carbohidrații sau proteinele, din elemente simple. Pentru aceasta, folosesc reacții chimice anorganice sau lumina soarelui.

Exemple de organisme autotrofe sunt plante, alge și cianobacterii. Astfel, organismele autotrofe reduc dioxidul de carbon pentru a genera compuși organici, care sunt folosiți în biosinteza substanțelor. În plus, energia chimică este stocată pentru a fi utilizată în diferite metabolizări.

Organism autotrofic, un copac. Sursa: pixabay.com.

Marea majoritate a autotrofelor folosesc apa ca agent reducător, cu toate acestea, există și alte organisme care folosesc hidrogen sulfurat. De asemenea, având în vedere sursa de energie utilizată în reacții, autotrofele sunt clasificate ca fotoautotrofe și chimioautotrofe.

Fotoautotrofele, reprezentate de plante, de unele bacterii și de alge verzi, utilizează energia din lumina soarelui. Pe de altă parte, chimioautotrofele folosesc sulf sau azot ca sursă de energie. Unele grupe și bacterii, cum ar fi bacteriile cu sulf, aparțin acestui grup.

Originea și evoluția

Există diverse teorii care încearcă să explice originea vieții pe pământ. Alături de aceștia, oamenii de știință efectuează cercetări pentru a afla cum au obținut acești strămoși energia pentru a se dezvolta.

Unii experți sugerează că autotrofele, așa cum sunt ele cunoscute în prezent, au evoluat posibil secundar primelor forme de viață. Procesul biochimic pe care organismele fotosintetice îl utilizează pentru a-și produce hrana este foarte specializat.

Acest lucru ar putea sugera că astfel de adaptări ar fi necesitat mult timp și modificări evolutive succesive. Cu toate acestea, heterotrofele depind de autotrofe pentru alimente. Prin urmare, propunerile trebuie să se orienteze în jurul clarificării îndoielilor care apar în ambele cazuri.

Primele celule autotrofe

Există o teorie care postulează organismele autotrofe ca primele celule de pe Pământ. Conform acestor abordări, aceste structuri și-au satisfăcut nevoile de carbon provenite din CO2 găsite în mediu.

Pentru a explica apariția heterotrofelor, oamenii de știință care susțin această ipoteză sugerează că primele chimioorganoheterotrofe s-au dezvoltat pe un substrat similar cu cel al Escherichia coli.

Primele celule heterotrofe

Un alt grup de cercetători susțin ideea că primele forme de viață au fost organisme heterotrofe, care ulterior au dat loc ființelor autotrofe.

Conform unor teorii, condițiile existente pe Pământ au favorizat formarea aminoacizilor și a altor compuși de bază pentru dezvoltarea vieții. Pe baza acestui lucru, primele heterotrofe au fost alimentate de aceste blocuri de energie.

Totuși, abundența surselor de aminoacizi a scăzut. Aceasta a exercitat o presiune evolutivă puternică asupra heterotrofelor, ceea ce a determinat dezvoltarea și specializarea celulelor care erau capabile să producă propriul aliment, prin fotosinteză.

Aceste noi ființe autotrofe depindeau inițial de o variantă a procesului fotosintetic. Astfel, au folosit hidrogen sulfurat, care a fost ulterior înlocuit cu apă, când a intervenit grupul de cianobacterii.

În momentul în care apa intră în fotosinteză ca element fundamental, se creează un produs secundar important: oxigenul. Acest lucru a fost excretat în mediu, unde încetul cu încetul nivelurile sale au crescut. Astfel, o nouă varietate de viață heterotrofă a evoluat probabil, cei cu capacitatea de a respira oxigen liber.

Caracteristicile organismelor autotrofe

- sinteza ATP

Organismele autotrofe transformă energia care vine de la Soare în legături ATP, prin procesul de fotosinteză. O mare parte din acest ATP este hidrolizat pentru a furniza energie, care va fi utilizată pentru conversia dioxidului de carbon în zaharuri cu șase carbon.

- Produse de fotosinteză

Ca produs final al fotosintezei, care apare în cloroplaste, este zaharoza, un dizaharid compus din fructoză și glucoză. Aceasta este transportată la țesuturi, care o metabolizează pentru energie. De asemenea, acest proces generează amidon, care este o sursă de depozitare a carbohidraților.

De asemenea, fotosinteza eliberează oxigen în mediu. Cu toate acestea, există unele bacterii, cum ar fi violetul și verdele, unde nu există producție de oxigen. În acestea se realizează un tip special de proces de energie solară, cunoscut sub numele de fotosinteză anoxigenică.

- Producători

Plantele sunt organisme autotrofe și își produc propriul aliment. Organismele heterotrofe se hrănesc cu alte organisme

În cadrul lanțului alimentar, organismele autotrofe formează grupul de producători. Acestea stau la baza dietei consumatorilor primari, care, ca erbivore, se hrănesc în principal cu specii de plante.

-Transmiterea energiei

Autotrofele transformă și păstrează energia în legături chimice ale zaharurilor simple. Acestea polimerizează astfel încât pot fi depozitate sub formă de carbohidrați cu lanț lung, inclusiv celuloză și amidon. Glucoza este, de asemenea, produsă și este baza pentru proteine ​​și grăsimi.

Atunci când un organism heterotrofic ingerează unul autotrofic, grăsimile, carbohidrații și proteinele pe care le conțin permit animalului să își îndeplinească toate funcțiile metabolice vitale.

Tipuri de organisme autotrofe

Photoautotrophs

Filamente de genul Cianobacteria Lyngbya (bacterii fotosintetice oxigenice)

Organismele fotoautotrofe folosesc lumina ca sursă de energie pentru a produce materie organică. Pentru aceasta, ei realizează procesul de fotosinteză. Un exemplu în acest sens sunt plantele, algele verzi și unele bacterii.

Chemoautotrophs

Chemoautotrofele sunt organisme care obțin energie din procesele chimice anorganice. În prezent, aceste organisme trăiesc adânc, unde nu primesc lumina soarelui. Mulți trăiesc în jurul aerisirilor vulcanice, unde căldura facilitează reacțiile metabolice.

Exemple de organisme autotrofe

- Plante și alge verzi

Acestea sunt fotoautotrofe, deoarece transformă lumina soarelui în carbon redus, care acționează ca o sursă de energie chimică. Algele și plantele verzi sunt fundamentale în lanțul alimentar, deoarece fac parte din grupul producătorilor primari.

- Bacteriile de fier

Bacteriile de fier sunt chimioautotrofe, deoarece primesc energie din oxidarea substanțelor organice sau anorganice. În general, locuiesc în sol, în râuri și în zonele în care fierul este abundent, cum ar fi surse de apă subterane.

- Bacteriile cu sulf

Bacteriile cu sulf se găsesc în apele stagnante sau izvoarele de tip sulfuros. Spre deosebire de alge sau plante verzi, acestea nu folosesc apa ca agent reducător, de aceea nu produc oxigen.

Bacteriile cu sulf roșu au o importanță deosebită pentru ecosistem, deoarece formează o parte importantă a ciclurilor de sulf și carbon. În plus, ca producători primari, acestea sunt hrană pentru o gamă largă de organisme acvatice.

Referințe

1. John A. Raven (2013). Evoluția autotrofiei în raport cu necesarul de fosfor. Recuperat de la academic.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
3. Dicționar de biologie (2019). AUTOTROF. Recuperat din biologydictionary.net.
4. F. Sage. (2008). Autotrophs. Recuperat de la sciencedirect.com.
5. R. Puternic. (2008). Lanțuri alimentare și Webs alimentare. Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Ecofiziologie organizațională. Recuperat de la sciencedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). Despre originea heterotrofiei. Preluat de pe www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotrof. Enciclopedia Astrobiologiei. Springer. Recuperat de pe link.springer.com.
9. Brennan, John (2019). Heterotrofii au evoluat din autotrofi ?. Recuperat de la sciencing.com.