AUTOTROF ERNÆRING: KJENNETEGN, STADIER, TYPER, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den autotrofiske ernæringen er en prosess som forekommer i autotrofiske organismer, der, fra uorganiske stoffer, blir de nødvendige forbindelsene produsert for vedlikehold og utvikling av disse levende vesener. I dette tilfellet kommer energien fra sollys eller noen kjemiske forbindelser.

For eksempel er planter og alger autotrofiske organismer, siden de produserer sin egen energi; de trenger ikke å mate på andre levende vesener. I kontrast er planteetende, altetende eller kjøttetende dyr heterotrofer.

Autotrof ernæring. Kilde: pixabay.com

Når man tar hensyn til kildetypen som brukes i ernæringsprosedyren, er det fotoautotrofe og kjemoautotrofe organismer. Førstnevnte henter energien sin fra sollys og er representert av planter, alger og noen fotosyntetiske bakterier.

På den annen side bruker kjemoautotrofer forskjellige reduserte uorganiske forbindelser, for eksempel molekylært hydrogen, for å utføre prosedyrene som lar dem få næringsstoffene sine. Denne gruppen består av bakterier.

kjennetegn

- Energikonvertering

Det første prinsippet i termodynamikk sier at energi verken blir ødelagt eller skapt. Den gjennomgår transformasjoner i andre typer energi, forskjellig fra den opprinnelige kilden. I denne forstand, innen autotrof ernæring, blir kjemisk energi og solenergi omdannet til forskjellige biprodukter, for eksempel glukose.

- Energioverføring

Autotrof ernæring er typisk for autotrofiske vesener, som danner grunnlaget for alle næringskjeder. På denne måten overføres energien fra autotrofene til de primære forbrukerne som forbruker dem og deretter til rovdyrene som sluker de primære.

Dermed er en plante, som en autotrof eller produsentorganisme, hovedmaten til hjorten (primærforbrukeren) og fjellløven (sekundærforbrukeren), den jakter og spiser hjorten. Når løven dør, virker mikroorganismer og bakterier på den nedbrytede substansen, og energien kommer tilbake til jorden igjen.

I hydrotermiske ventilasjonsåpninger er autotrofiske bakterier den produserende organismen i matveien. Blåskjell og snegler er de viktigste forbrukerne og lever av bakterier. I sin tur inkluderer blekkspruten disse bløtdyrene i kostholdet.

- Spesialiserte strukturer og stoffer

kloroplaster

kloroplast

Klorplaster er ovale organeller som finnes i cellene til planter og alger. De er omgitt av membraner, og fotosynteseprosessen skjer inne i dem.

De to membranvevene som omgir dem har en kontinuerlig struktur, som avgrenser dem. Det ytre laget er gjennomtrengelig på grunn av tilstedeværelsen av porins. Når det gjelder den indre membranen, inneholder den proteiner, som er ansvarlige for transport av stoffer.

Inni i den har et hulrom, kjent som en stroma. Det er ribosomer, lipider, stivelsesgranulater og sirkulært dobbeltstrenget DNA. I tillegg har de sakkler kalt thylakoider, hvis membraner inneholder fotosyntetiske pigmenter, lipider, enzymer og proteiner.

Fotosyntetiske pigmenter

Disse pigmentene tar opp energien fra sollys, som skal behandles av det fotosyntetiske systemet.

klorofyll

klorofyll

Klorofyll er et grønt pigment som består av en ring av et kromoprotein kalt porfyrin. Rundt den vandrer elektroner fritt, noe som får ringen til å få potensial til å få eller miste elektroner.

På grunn av dette har den potensialet til å skaffe elektroner som får energi til andre molekyler. Dermed blir solenergi fanget og overført til andre fotosyntetiske strukturer.

Det er flere typer klorofyll. Klorofyll a er i planter og alger. Type b finnes i planter og grønne alger. På den annen side er klorofyll c til stede i dinoflagellater og type d, besatt av cyanobakterier.

karotenoider

Som andre fotosyntetiske pigmenter fanger karotenoider lysenergi. I tillegg til dette, bidrar de til å spre overflødig absorbert stråling.

Karotenoider mangler evnen til direkte å bruke lysenergi til fotosyntese. Disse overfører den absorberte energien til klorofyllen, og det er derfor de regnes som tilbehørspigmenter.

Ekstreme miljøer

Tardigrades, et phylum kjent for sin evne til å overleve i veldig tøffe miljøer. Kilde: Willow Gabriel, Goldstein Lab, via Wikimedia Commons

Mange cellegiftmidler, inkludert nitrifiserende bakterier, er distribuert i innsjøer, hav og på bakken. Noen andre har imidlertid en tendens til å leve i noen uvanlige økosystemer, der det er kjemikaliene som er nødvendige for å utføre oksidasjon.

For eksempel oksiderer bakteriene som lever i aktive vulkaner svovel for å lage maten. I Yellowstone nasjonalpark, i USA, er det også bakterier som ligger i varme kilder. Noen bor også dypt i havet, nær hydrotermiske ventilasjonsåpninger.

I dette området siver vann gjennom en sprekk i de varme bergartene. Dette fører til at forskjellige mineraler blir inkorporert i sjøvann, blant annet hydrogensulfid, som brukes av bakterier til kjemosyntese.

Stadier av autotrof ernæring

Generelt utvikler autotrof ernæring seg i tre faser. Disse er:

Membranpassasjen og energifangst

I denne prosessen passerer reduserte uorganiske molekyler, så som ammoniakk, og enkle uorganiske molekyler, som salter, vann og karbondioksid, gjennom den halvgjennomtrengelige cellemembranen, uten å forårsake cellen noen energiforbruk.

På den andre siden, i fotoautotrofiske organismer, fanges opp lysenergi, som er kilden som brukes til å utføre fotosynteseprosessen.

metabolisme

Under autotrofisk ernæring oppstår et sett med kjemiske reaksjoner i cytoplasma. Som et resultat av disse prosessene oppnås den biokjemiske energien som vil bli brukt av cellen til å utføre dens vitale funksjoner.

utskillelse

Denne siste fasen består av eliminering, gjennom den halvgjennomtrengelige cellemembranen, av alle avfallsprodukter som kommer fra ernæringsmetabolisme.

typer

Når man tar hensyn til hvilken type energikilde som brukes, er autotrof ernæring klassifisert på to måter, fotoautotrofisk og kjemoautotrofisk.

Photoautotrophs

Photoautotrophs er organismer som får energi til å lage organiske forbindelser fra sollys, en prosess som kalles fotosyntesen. Grønnalger, planter og noen fotosyntetiske bakterier tilhører denne gruppen.

Fotosyntese forekommer i kloroplaster og har to faser. Den første er den lette. I dette er det en dissosiasjon av vannmolekylet, som lysenergi brukes til. Produktet fra denne fasen er ATP- og NADPH-molekyler.

Denne kjemiske energien brukes i det andre fasen av prosessen, kjent som den mørke fasen. Dette forekommer i stromaen av kloroplastene og får det navnet fordi det ikke krever lysenergi for at kjemiske prosesser skal finne sted.

NADPH og ATP, produkt fra den lette fasen, brukes til å syntetisere organisk materiale, slik som glukose, ved bruk av karbondioksid, sulfater og nitritter og nitrater som nitrogenkilde.

Chemoautotrophs

Nitrobacter er en slekt av kjemotrofiske bakterier

Kjemoautotrofiske organismer, representert av bakterier, er i stand til å anvende reduserte uorganiske forbindelser som basis for respirasjonsmetabolisme.

På samme måte som fotoautotrofer bruker denne gruppen karbondioksid (CO2) som den viktigste kilden til karbon, og blir assimilert på samme måte av reaksjonene fra Calvin-syklusen. I motsetning til disse, bruker ikke cellegifter sollys som en energikilde.

Energien de trenger er produktet av oksidasjon av noen reduserte uorganiske forbindelser, så som molekylært hydrogen, jernholdig jern, hydrogensulfid, ammoniakk og forskjellige reduserte svovelformer (H2S, S, S2O3-).

For øyeblikket finnes ofte kjemoterapi på dypt vann, der sollyset er nesten null. Mange av disse organismer trenger å leve rundt vulkanske ventiler. På denne måten er miljøet varmt nok til at den metabolske prosessen kan oppstå med høy hastighet.

Eksempler på levende ting med autotrof ernæring

Plantene

Med få unntak, for eksempel Venus flytrap (Dionaea muscipula) som kan felle insekter og fordøye dem ved enzymatisk handling, er alle planter utelukkende autotrofiske.

Grønnalger

Grønnalger er en paraphyletic gruppe av alger, som er nært beslektet med landplanter. Det finnes i dag mer enn 10 000 forskjellige arter. De lever generelt i forskjellige ferskvannshabitater, selv om de kan finnes i noen hav på planeten.

Denne gruppen har pigmenter som klorofyll a og b, xantofyller, β-karoten og noen reservestoffer, som stivelse.

eksempler:

- Ulva lactuca, kjent som lamilla, er en grønnalge som vokser i mellomtidssonen i det store flertallet av verdenshavene. Den har spesielt lange blader, med krøllede kanter, som gir den et salatutseende.

Denne arten er innenfor gruppen av spiselige alger. I tillegg brukes det i kosmetisk industri, i produksjonen av fuktighetsgivende produkter.

- Volvox aureus lever i ferskvann og danner sfæriske kolonier på omtrent 0,5 millimeter. Disse klyngene består av rundt 300 til 3200 celler, som er sammenkoblet av plasmafibre. Stivelse akkumuleres i kloroplaster og de har fotosyntetiske pigmenter som klorofyll a, b og ß-karoten.

cyanobakterier

Cyanobakterier ble tidligere kjent med navnene kloroksybakterier, blågrønne alger og blågrønne alger. Dette er fordi den har klorofyllpigmenter, som gir den den grønne fargen. De har også en morfologi som ligner på alger.

Dette er et bakteriefilium som består av de eneste prokaryotene med evnen til å bruke sollys som energi og vann som en kilde til elektroner for fotosyntesen.

Jernbakterier (

Bakteriene Acidithiobacillus ferrooxidans får energi fra jernholdig jern. I denne prosessen blir de uoppløselige jernatomer i vann omdannet til en løselig molekylær form i vann. Dette har gjort at denne arten kan brukes til å trekke ut jern fra noen mineraler, hvor de ikke kunne fjernes på en konvensjonell måte.

Fargeløse svovelbakterier

Disse bakteriene forvandler hydrogensulfid, et produkt av nedbrytning av organisk materiale, til sulfat. Denne forbindelsen brukes av planter.

referanser

1. Boyce A., Jenking CM (1980) Autotrofisk ernæring. I: Metabolisme, bevegelse og kontroll. Gjenopprettet fra link.springer.com.
2. Encyclopaedia Britannica (2019). Autotrofisk metabolisme. Gjenopprettet fra britannica.com
3. Kim Rutledge, Melissa McDaniel, Diane Boudreau, Tara Ramroop, Santani Teng, Erin Sprout, Hilary Costa, Hilary Hall, Jeff Hunt (2011). Autotrofi. Gjenopprettet fra nationalgeographic.org.
4. F. Sage (2008). Autotrophs. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
5. Manrique, Esteban. (2003). Fotosyntetiske pigmenter, noe mer enn å fange lys for fotosyntesen. Gjenopprettet fra researchgate.net.
6. Martine Altido (2018). Ernæringsmessige typer bakterier. Gjenopprettet fra sciencing.com.