AUTOTROFISK NÄRING: EGENSKAPER, STADIER, TYPER, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Den autotrofiska näringen är en process som sker i autotrofiska organismer, där, från oorganiska ämnen, de nödvändiga föreningarna produceras för underhåll och utveckling av dessa levande varelser. I detta fall kommer energin från solljus eller några kemiska föreningar.

Till exempel är växter och alger autotrofiska organismer, eftersom de producerar sin egen energi; de behöver inte livnära sig på andra levande varelser. Däremot är växtätande, allätande eller köttätande djur heterotrofer.

Autotrofisk näring. Källa: pixabay.com

Med hänsyn till vilken typ av källa som används i näringsförfarandet finns det fotoautotrofa och kemoautotrofa organismer. De förstnämnda erhåller sin energi från solljus och representeras av växter, alger och några fotosyntetiska bakterier.

Å andra sidan använder kemoautotrofer olika reducerade oorganiska föreningar, såsom molekylärt väte, för att utföra de procedurer som gör att de kan få sina näringsämnen. Denna grupp består av bakterier.

egenskaper

- Energiomvandling

Den första principen för termodynamik säger att energi varken förstörs eller skapas. Den genomgår transformationer i andra typer av energi, annorlunda från den ursprungliga källan. I detta avseende omvandlas kemisk energi och solenergi i autotrof näring till olika biprodukter, såsom glukos.

- Energiöverföring

Autotrofisk näring är typisk för autotrofiska varelser, som utgör grunden för alla livsmedelskedjor. I den meningen överförs energin från autotroferna till de primära konsumenterna som konsumerar dem och sedan till de rovdjur som äter de primära.

Således är en växt, som en autotrof eller producentorganism, hjortens (primära konsumentens) och berglejonens (sekundära konsumentens) huvudmat, den jaktar och konsumerar hjorten. När lejonet dör verkar mikroorganismer och bakterier på den sönderdelade materien och energin återgår till jorden igen.

I hydrotermiska ventiler är autotrofiska bakterier livsmedelsproducerande organismer. Musslor och sniglar är de främsta konsumenterna och livnär sig av bakterier. I sin tur inkluderar bläckfisken dessa blötdjur i sin kost.

- Specialiserade strukturer och ämnen

kloroplaster

kloroplast

Kloroplaster är ovala organeller som finns i cellerna i växter och alger. De är omgivna av membran och fotosyntesprocessen sker inom dem.

De två membranvävnaderna som omger dem har en kontinuerlig struktur som avgränsar dem. Det yttre skiktet är permeabelt, på grund av närvaron av porins. När det gäller det inre membranet innehåller det proteiner som ansvarar för transport av ämnen.

Inuti har den en hålighet, känd som en stroma. Det finns ribosomer, lipider, stärkelsegranulat och cirkulärt dubbelsträngat DNA. Dessutom har de sacculer som kallas tylakoider, vars membran innehåller fotosyntetiska pigment, lipider, enzymer och proteiner.

Fotosyntetiska pigment

Dessa pigment absorberar energin från solljus som ska bearbetas av det fotosyntetiska systemet.

Klorofyll

Klorofyll

Klorofyll är ett grönt pigment som består av en ring av ett kromoprotein som kallas porfyrin. Runt det vandrar elektroner fritt, vilket gör att ringen har potential att få eller förlora elektroner.

På grund av detta har det potentialen att tillhandahålla elektroner som är aktiverade till andra molekyler. Således fångas upp solenergi och överförs till andra fotosyntetiska strukturer.

Det finns flera typer av klorofyll. Klorofyll a finns i växter och alger. Typ b finns i växter och grönalger. Å andra sidan finns klorofyll c i dinoflagellater och typ d, besatt av cyanobakterier.

karotenoider

Liksom andra fotosyntetiska pigment fångar karotenoider ljusenergi. Men förutom detta bidrar de till att sprida överskott av absorberad strålning.

Karotenoider saknar förmågan att direkt använda ljusenergi för fotosyntes. Dessa överför den absorberade energin till klorofyll, varför de anses vara tillbehörspigment.

Extrema miljöer

Tardigrades, en filum känd för sin förmåga att överleva i mycket grova miljöer. Källa: Willow Gabriel, Goldstein Lab, via Wikimedia Commons

Många kemoautotrofer, inklusive nitrifierande bakterier, distribueras i sjöar, hav och på marken. Vissa andra tenderar dock att leva i vissa ovanliga ekosystem, där det finns kemikalier som är nödvändiga för att genomföra oxidation.

Till exempel oxiderar bakterierna som lever i aktiva vulkaner svavel för att göra sin mat. I Yellowstone National Park i USA finns det också bakterier som finns i varma källor. Vissa bor också djupt i havet, nära hydrotermiska ventiler.

I detta område sipprar vatten genom en spricka i de heta klipporna. Detta gör att olika mineraler införlivas i havsvatten, bland annat vätesulfid, som används av bakterier för kemosyntes.

Stadier av autotrofisk näring

I allmänhet utvecklas autotrofisk näring i tre faser. Dessa är:

Membranpassagen och energifångsten

I denna process passerar reducerade oorganiska molekyler, såsom ammoniak, och enkla oorganiska molekyler, såsom salter, vatten och koldioxid, genom det semi-permeabla cellmembranet, utan att orsaka cellen någon energiförbrukning.

Å andra sidan, i fotoautotrofa organismer, fångas ljusenergi, som är källan som används för att utföra fotosyntesprocessen.

Ämnesomsättning

Under autotrofisk näring uppstår en uppsättning kemiska reaktioner i cellcytoplasma. Som ett resultat av dessa processer erhålls den biokemiska energin som kommer att användas av cellen för att utföra dess vitala funktioner.

Exkretion

Denna sista fas består av eliminering, genom det semipermeabla cellmembranet, av alla avfallsprodukter som kommer från näringsmetabolismen.

typer

Med hänsyn till den använda energikällan klassificeras autotrofisk näring på två sätt, fotoautotrofisk och kemoautotrofisk.

Photoautotrophs

Photoautotrophs är organismer som får energi att göra organiska föreningar från solljus, en process som kallas fotosyntes. Gröna alger, växter och några fotosyntetiska bakterier tillhör denna grupp.

Fotosyntes förekommer i kloroplaster och har två faser. Den första är den lilla. I detta finns en dissociation av vattenmolekylen, för vilken ljusenergi används. Produkten från denna fas är ATP- och NADPH-molekyler.

Denna kemiska energi används i processens andra steg, känd som den mörka fasen. Detta inträffar i stroma av kloroplaster och får det namnet eftersom det inte kräver ljusenergi för att kemiska processer ska äga rum.

NADPH och ATP, produkt från lättfasen, används för att syntetisera organiskt material, såsom glukos, med användning av koldioxid, sulfater och nitriter och nitrater som kvävekälla.

Chemoautotrophs

Nitrobacter är ett släkte av kemotrofa bakterier

Kemoautotrofiska organismer, representerade av bakterier, kan använda reducerade oorganiska föreningar som grund för andningsmetabolismen.

På samma sätt som fotoautotrofer använder denna grupp koldioxid (CO2) som den huvudsakliga källan för kol, som assimileras på samma sätt av reaktionerna från Calvin-cykeln. Till skillnad från dessa använder kemoautotrofer inte solljus som energikälla.

Den energi de kräver är produkten av oxidation av vissa reducerade oorganiska föreningar, såsom molekylärt väte, järn, vätesulfid, ammoniak och olika reducerade former av svavel (H2S, S, S2O3-).

För närvarande finns kemoautotrofer ofta i djupt vatten, där solljus nästan är noll. Många av dessa organismer behöver leva runt vulkaniska ventilationsöppningar. På detta sätt är miljön tillräckligt varm för att den metaboliska processen ska ske i hög takt.

Exempel på levande saker med autotrofisk näring

Plantorna

Med få undantag, som Venus flytrap (Dionaea muscipula) som kan fånga och smälta insekter genom enzymatisk verkan, är alla växter uteslutande autotrofiska.

Grönalger

Gröna alger är en paraphyletisk grupp av alger, som är nära besläktade med landväxter. Det finns för närvarande mer än 10 000 olika arter. De lever vanligtvis i olika sötvattens livsmiljöer, även om de finns i vissa hav på planeten.

Denna grupp har pigment som klorofyll a och b, xantofyll, ß-karoten och vissa reservämnen, såsom stärkelse.

Exempel:

- Ulva lactuca, känd som lamilla, är en grönalger som växer i mellantidszonen i det stora flertalet hav. Den har särskilt långa löv, med böjda kanter, som ger den en salladutseende.

Denna art ingår i gruppen av ätliga alger. Dessutom används det inom kosmetikindustrin för produktion av fuktgivande produkter.

- Volvox aureus lever i färskt vatten och bildar sfäriska kolonier på cirka 0,5 millimeter. Dessa kluster består av cirka 300 till 3200 celler som är sammankopplade av plasmafibrer. Stärkelse ackumuleras i kloroplaster och de har fotosyntetiska pigment som klorofyll a, b och ß-karoten.

cyanobakterier

Cyanobakterier var tidigare kända med namnen kloroxibakterier, blågröna alger och blågröna alger. Detta beror på att det har klorofyllpigment, vilket ger den den gröna nyansen. De har också en morfologi som liknar alger.

Dessa är ett bakteriefilum som består av de enda prokaryoterna med förmågan att använda solljus som energi och vatten som en källa till elektroner för fotosyntes.

Järnbakterier (

Bakterierna Acidithiobacillus ferrooxidans får energi från järnjärn. I denna process omvandlas de olösliga järnatomerna i vatten till en löslig molekylform i vatten. Detta har gjort det möjligt för denna art att användas för att utvinna järn från vissa mineraler, där de inte kunde tas bort på konventionellt sätt.

Färglösa svavelbakterier

Dessa bakterier omvandlar vätesulfid, en produkt av nedbrytning av organiskt material, till sulfat. Denna förening används av växter.

referenser

1. Boyce A., Jenking CM (1980) Autotrofisk näring. I: Metabolism, rörelse och kontroll. Återställdes från link.springer.com.
2. Encyclopaedia Britannica (2019). Autotrofisk metabolism. Återställs från britannica.com
3. Kim Rutledge, Melissa McDaniel, Diane Boudreau, Tara Ramroop, Santani Teng, Erin Sprout, Hilary Costa, Hilary Hall, Jeff Hunt (2011). Autotroph. Återställs från nationalgeographic.org.
4. F. Sage (2008). Autotrophs. Återställs från sciencedirect.com.
5. Manrique, Esteban. (2003). Fotosyntetiska pigment, något mer än att fånga ljus för fotosyntes. Återställs från researchgate.net.
6. Martine Altido (2018). Näringsformer av bakterier. Återställs från sciencing.com.