Czym charakteryzują się organizmy autotroficzne? Autotrofy w biologii - definicja i przykłady organizmów autotroficznych. Heterotrofy - jedz to, co „ugotowane”

Autotrofy

AUTOTROFY [od automatyczny... I ...trof(y)], samodzielne karmienie, 1) organizmy żywe, które same wytwarzają potrzebne im substancje; 2) organizmy żywe pod względem funkcji, jakie pełnią w procesie wymiany materii i energii w ekosystemach. Niektóre atomy (helioautotrofy – rośliny zielone, sinice) tworzą z materii nieorganicznej materię organiczną niezbędną do wzrostu i rozmnażania, wykorzystując jako źródło energii promieniowanie słoneczne, inne (chemoautotrofy – niektóre bakterie) – wykorzystując energię reakcji chemicznych (chemosyntezy). . Stanowiąc ogniwo producentów w łańcuchu pokarmowym (troficznym), A. służą jako jedyne źródło energii dla heterotrofów, które są w ten sposób całkowicie zależne od tych pierwszych. Czasami A. nazywane są litotrofami; Oznacza to, że „produkty spożywcze” dla A. pochodzą w całości ze świata minerałów w postaci dwutlenku węgla (CO 2), siarczanów (O 4, azotanów NO 3) i innych składników nieorganicznych („kamieni”). Zobacz też Heterotrofy, konsumenci.

Ekologiczny słownik encyklopedyczny. - Kiszyniów: Główna redakcja Mołdawskiej Encyklopedii Radzieckiej. I.I. Dedu. 1989.

Autotrofy

organizmy syntetyzujące substancje organiczne ze związków nieorganicznych (najczęściej dwutlenku węgla i wody), producenci ekosystemów, którzy tworzą pierwotne produkty biologiczne. A. znajdują się w ekosystemach na pierwszym poziomie troficznym i przekazują materię organiczną oraz zawartą w niej energię heterotrofom – konsumentom i rozkładającym się. Większość A. to fotoautotrofy posiadające chlorofil. Są to rośliny (rośliny kwitnące, nagonasienne, pteridofity, mchy, algi) i sinice. Przeprowadzają fotosyntezę z uwolnieniem tlenu, wykorzystując niewyczerpaną i przyjazną dla środowiska energię słoneczną. A. chemoautotrofy (bakterie siarkowe, metanobakterie, bakterie żelazowe itp.) wykorzystują energię utleniania związków nieorganicznych do syntezy substancji organicznych. Udział chemoautotrofów w całkowitej produkcji biologicznej biosfery jest niewielki, ale organizmy te stanowią podstawę ekosystemów chemoautotroficznych oaz hydrotermalnych w oceanach.

Edwarta. Słownik terminów i definicji środowiskowych, 2010

Zobacz, jakie „autotrofy” znajdują się w innych słownikach:

Nowoczesna encyklopedia

- (z auto... i trofów greckich) (organizmy autotroficzne), organizmy syntetyzujące z substancji nieorganicznych (głównie wody, dwutlenku węgla, nieorganicznych związków azotu) wszystkie substancje organiczne niezbędne do życia,... ... Wielki słownik encyklopedyczny

Autotrofy- (z trofeów auto... i greckich, pokarm, odżywianie) (organizmy autotroficzne), organizmy syntetyzujące z substancji nieorganicznych (głównie wody, dwutlenku węgla, nieorganicznych związków azotu) wszystkie substancje organiczne niezbędne do życia... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Organizmy, które potrafią wykorzystywać dwutlenek węgla jako jedyne lub główne źródło węgla i posiadają układ enzymatyczny umożliwiający jego asymilację, a także zdolność do syntezy wszystkich składników komórki. Niektóre A. mogą potrzebować... ... Słownik mikrobiologii

Skrót nazwa organizmy autotroficzne. Słownik geologiczny: w 2 tomach. M.: Nedra. Pod redakcją K. N. Paffengoltza i in. 1978 ... Encyklopedia geologiczna

autotrofy- - organizmy syntetyzujące z substancji nieorganicznych wszystkie substancje organiczne niezbędne do życia... Krótki słownik terminów biochemicznych

- (z auto... i greckiego trofe żywności, żywienia) (organizmy autotroficzne), organizmy syntetyzujące z substancji nieorganicznych (głównie wody, dwutlenku węgla, nieorganicznych związków azotu) wszystkie substancje organiczne niezbędne do życia,... ... słownik encyklopedyczny

- (starożytne greckie αὐτός self + τροφή żywność) organizmy syntetyzujące związki organiczne z nieorganicznych. Autotrofy stanowią pierwszy poziom piramidy żywieniowej (pierwsze ogniwa łańcuchów pokarmowych). Są to pierwsi... ... Wikipedia

autotrofy- autotrofai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Organizmai, sintetinantys organines medžiagas iš neorganinių junginių (anglies dioksido ir vandens). atitikmenys: pol. organizmy autotroficzne; autotrofy vok. autotrof... ... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Organizmy syntetyzujące potrzebne im substancje organiczne ze związków nieorganicznych. Do autotrofów zaliczają się lądowe rośliny zielone (podczas fotosyntezy tworzą substancje organiczne z dwutlenku węgla i wody), glony, foto- i ... Biologiczny słownik encyklopedyczny

Na Ziemi żyje ogromna różnorodność żywych istot. Dla wygody ich badania badacze klasyfikują wszystkie organizmy według różnych cech. W zależności od rodzaju odżywiania wszystkie żywe istoty dzielą się na dwie duże grupy - autotrofy i. Ponadto istnieje grupa miksotrofów - są to organizmy przystosowane do obu rodzajów żywienia.

Autotrofy stanowią pierwszy poziom piramidy żywieniowej (pierwsze ogniwa łańcuchów pokarmowych). Są głównymi producentami materii organicznej w biosferze, dostarczając pożywienia heterotrofom.

Należy zauważyć, że czasami nie jest możliwe wytyczenie ostrej granicy między autotrofami i heterotrofami. Na przykład organizm jednokomórkowy jest autotrofem w świetle i heterotrofem w ciemności.

Organizmy autotroficzne do budowy swoich ciał wykorzystują substancje nieorganiczne z gleby, wody i powietrza. W tym przypadku dwutlenek węgla jest prawie zawsze źródłem węgla. Jednocześnie niektóre z nich (fototrofy) otrzymują niezbędną energię ze Słońca, inne (chemotrofy) - z reakcji chemicznych związków nieorganicznych.

Rodzaje autotrofów

Wszystkie autotrofy dzielą się na:

• Autotrofy fotosyntetyczne
• Chemosyntetyczne autotrofy

Organizmy, dla których źródłem energii jest światło słoneczne (fotony, dzięki którym pojawiają się dawców – źródła elektronów) nazywane są organizmami fototrofy. Ten rodzaj odżywiania nazywa się fotosynteza. Rośliny zielone i algi wielokomórkowe, a także sinice i wiele innych grup bakterii, dzięki pigmentowi zawartemu w ich komórkach są zdolne do fotosyntezy - chlorofil.

Każdego roku za pomocą fotosyntetycznych autotrofów zużywa się 480 miliardów ton roślin zielonych i powstaje 232 miliardy ton materii organicznej, a do otaczającej przyrody uwalniane jest 268 miliardów ton czystego tlenu (wkład tych autotrofów jest nieoceniony dla cały świat).

Inne organizmy, jako zewnętrzne źródło energii (dawcy – źródła elektronów), wykorzystują energię wiązań chemicznych pożywienia lub zredukowanych związków nieorganicznych – takich jak siarkowodór, metan, siarka, żelazo żelazawe itp. Organizmy takie nazywane są chemotrofy.

Uderzającym przykładem chemosyntetycznych autotrofów są bakterie produkcyjne, które są syntetyzowane na dnie oceanu w wyniku emisji wody morskiej i siarkowodoru do substancji organicznych niezbędnych bakteriom do utrzymania życia.

Wszystkie eukariotyczne fototrofy są jednocześnie autotrofami, a wszystkie eukariotyczne chemotrofy są heterotrofami. Inne kombinacje występują wśród prokariotów. Zatem istnieją bakterie chemoautotroficzne, a niektóre bakterie fototroficzne mogą również stosować heterotroficzny rodzaj odżywiania, to znaczy są miksotrofy.

Rola autotrofów

Rola autotrofów w przyrodzie jest bardzo duża: tylko one mogą być pierwotnymi producentami (organizmami syntetyzującymi substancje organiczne z nieorganicznych), które są następnie wykorzystywane przez wszystkie organizmy żywe - heterotrofy do utrzymania życia (odżywienia).

Ponadto autotrofy mają fundamentalne znaczenie dla światowego łańcucha pokarmowego. Potrafią pobierać energię z otoczenia (energia słoneczna) i przekształcać ją w cząsteczki bogate w energię (węgle, białka, tłuszcze). Mechanizm ten nazywany jest „produkcją pierwotną”. Z tego wynika, że heterotrofy (zwierzęta, wszystkie grzyby) zależą od autotrofów.

Dodatkowe informacje

Saprotroficzny Organizmy (saprofity) to organizmy odżywiające się gotową materią organiczną, czyli należą do heterotrofów, z tą różnicą, że żywią się martwymi szczątkami organizmów, rozkładając je np. Grzyby, bakterie, robaki. Organizmy takie należą do kategorii rozkładających się.

Miksotrofy(od starożytnego greckiego μῖξις - mieszanie i τροφή - żywność, odżywianie) - organizmy zdolne do korzystania z różnych źródeł węgla i dawców elektronów. Miksotrofy mogą być zarówno fototrofami, jak i chemotrofami, litotrofami i organotrofami. Mixotrofy są przedstawicielami zarówno prokariontów, jak i eukariontów.

Przykładem organizmu o miksotroficznej produkcji węgla i energii jest bakteria Paracoccus pantothrocus z rodziny Rhodobacteraceae – chemoorgano-heterotrof, zdolny również do istnienia w sposób chemolitoautotroficzny. W przypadku P. pantothrocus związki zawierające siarkę pełnią rolę donorów elektronów. Metabolizm organoheterotroficzny może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych.

Autotrofy i heterotrofy: charakterystyka, podobieństwa i różnice

W tym rozdziale przeanalizujemy cechy funkcji życiowych dwóch głównych grup i dowiemy się, czym autotrofy różnią się od heterotrofów.

Autotrofy- organizmy samodzielnie syntetyzujące substancje organiczne z nieorganicznych. Do tej grupy zaliczają się niektóre gatunki bakterii i prawie wszystkie organizmy należące do królestwa roślin. Autotrofy w trakcie swojej aktywności życiowej wykorzystują różne substancje nieorganiczne pochodzące z zewnątrz (dwutlenek węgla, azot, siarkowodór, żelazo i inne), wykorzystując je w reakcjach syntezy złożonych związków organicznych (głównie węglowodanów i białek).

Jak widzimy, główną różnicą między heterotrofami i autotrofami jest chemiczny charakter potrzebnych im składników odżywczych. Różna jest także istota ich procesów odżywiania. Organizmy autotroficzne zużywają energię podczas przekształcania substancji nieorganicznych w organiczne; heterotrofy nie zużywają energii podczas żerowania.

Autotrofy i heterotrofy dzielą się na dwie kolejne grupy w zależności od użytego źródła energii (w pierwszym przypadku) i substratu pokarmowego wykorzystywanego przez mikroorganizmy drugiego typu.

Autotrofy i heterotrofy zajmują określone pozycje w łańcuchu pokarmowym. Autotrofy są zawsze producentami - tworzą substancje organiczne, które później przechodzą przez cały łańcuch. Heterotrofy stają się konsumentami różnych rzędów (z reguły zwierzęta należą do tej kategorii) i rozkładającymi się (grzyby, mikroorganizmy).

Łańcuch pokarmowy w ekosystemie

Organizmy zdolne do syntezy substancji organicznych niezbędnych do życia ze związków nieorganicznych nazywane są autotrofami.

Organizmy autotroficzne tworzą tzw. produkcję pierwotną – biomasę materii organicznej, która jest następnie wykorzystywana przez inne organizmy. Do autotrofów zaliczają się niektóre bakterie i wszystkie rodzaje roślin zielonych, bez wyjątku.

Organizmy autotroficzne są w stanie absorbować dwutlenek węgla z powietrza i przekształcać go w złożone związki organiczne. W ten sposób autotrofy budują swoje „ciało” ze związków nieorganicznych. Kaskada reakcji biochemicznych, których końcowymi produktami są białka i inne substancje organiczne niezbędne do życia, wymaga znacznych nakładów energetycznych. Ze względu na sposób pozyskiwania energii autotrofy dzielą się na fotoautotrofy i chemoautotrofy.

Bakterie fotoautotroficzne wykorzystują energię światła słonecznego do syntezy substancji organicznych z dwutlenku węgla, podobnie jak w przypadku fotosyntezy u roślin. Ważnym składnikiem białaczki takich drobnoustrojów są pigmenty: bakteriopurpuryna, bakteriochloryna itp. Główną funkcją pigmentów jest pochłanianie i gromadzenie energii słonecznej. Najbardziej typowymi przedstawicielami grupy fotoautotrofów są sinice, fioletowe i zielone bakterie siarkowe.

Zjawisko chemosyntezy u bakterii odkrył w 1888 roku wybitny rosyjski mikrobiolog S.N. Winogradskiego (1856-1953), który wykazał, że w komórkach bakterii nitrofitycznych mogą jednocześnie zachodzić procesy utleniania amoniaku do kwasu azotowego i dwutlenku węgla do różnych związków organicznych. Takie mikroorganizmy zaczęto nazywać chemoautotrofami, tj. otrzymując energię w wyniku reakcji chemicznych. Chemoautotrofy mogą istnieć tylko w obecności związków nieorganicznych, podczas gdy niektóre typy bakterii są w stanie utleniać niektóre minerały. Jedynym źródłem węgla dla chemoautotrofów jest dwutlenek węgla. Do grupy chemoautotrofów zaliczają się bezbarwne bakterie siarkowe, bakterie nitryfikacyjne, bakterie żelazowe itp. Wszystkie mikroorganizmy autotroficzne są formami wolno żyjącymi i nie są chorobotwórcze dla zwierząt i ludzi.

Jednakże wśród autotrofów odkryto mikroorganizmy zdolne do asymilacji węgla nie tylko z CO2 z powietrza, ale także ze związków organicznych. Takie bakterie nazywane są miksotrofami (od łacińskiego mixi – mieszanka, czyli mieszany rodzaj żywienia). W zależności od sposobu wchłaniania azotu mikroorganizmy można podzielić na aminoautotrofy i aminoheterotrofy.

Aminoautotrofy syntetyzują białko ze związków mineralnych i powietrza; są to głównie bakterie glebowe. W roślinach zielonych autotroficzny sposób odżywiania opiera się na procesie fotosyntezy. Fotosynteza jest charakterystyczna zarówno dla roślin wyższych, jak i glonów oraz, jak już wspomniano, bakterii fotosyntetyzujących. Ale fotosynteza nadal osiągnęła największą doskonałość w roślinach zielonych. Co to jest fotosynteza?

Przez fotosyntezę rozumie się proces powstawania złożonych związków organicznych z prostych substancji niezbędnych do życia zarówno samych organizmów fotosyntetycznych, jak i wszystkich innych organizmów, na skutek energii świetlnej pochłanianej przez chlorofil lub inne pigmenty fotosyntetyczne. Badania nad fotosyntezą rozpoczęły się od prac J. Priestleya, J. Senebiera i J. Ingenhouse'a.

J. Priestley (1733-1804) wykazał w 1771 r., że powietrze „zepsute” w wyniku spalania lub oddychania staje się ponownie oddychalne pod wpływem roślin zielonych. Stwierdzono zatem, że rośliny zielone mają zdolność pochłaniania dwutlenku węgla (CO2) i uwalniania tlenu (O2). Senebier (1742-1809) udowodnił, że źródłem węgla dla roślin zielonych jest dwutlenek węgla (CO2), który jest przez nie absorbowany pod wpływem światła. Yu. Mayer (1814-1878) wysunął hipotezę, że rośliny są jedynym na Ziemi akumulatorem energii słonecznej.

W sumie proces fotosyntezy można logicznie wyrazić w następujący sposób:

6СО2 + 6Н2O - C6H12O6 + 6О2

W drugiej połowie XIX w. wielki rosyjski biolog K.A. Timiryazev odkrył, że elementem pochłaniającym światło komórki roślinnej jest chlorofil. Chlorofil jest częścią struktury chloroplastów. Jedna komórka roślinna zawiera od 20 do 100 chloroplastów. Chloroplasty są otoczone błoną zawierającą dużą liczbę worków zwanych tylakoidami. Tylakoidy zawierają centra fotochemiczne i składniki biorące udział w transporcie elektronów i tworzeniu kwasu adenozynotrifosforowego (ATP). Timiryazev udowodnił także bezpośredni związek pomiędzy natężeniem światła a tempem fotosyntezy.

W 1905 roku pojawiła się hipoteza, że ​​fotosynteza może zachodzić w ciemności. Zatem proces fotosyntezy składa się z faz światła i cienia. Jednak biochemiczne dowody na to założenie uzyskał dopiero w 1937 roku angielski badacz Hill. Niemiecki fizjolog i biochemik Warburg szczegółowo badał reakcje światła i cienia. Głównym rezultatem tego okresu w badaniach nad fotosyntezą jest to, że położył on podwaliny pod koncepcję fotosyntezy jako procesu redoks, w którym redukcja dwutlenku węgla odbywa się przy jednoczesnym utlenianiu donora wodoru.

W 1941 r. Radzieccy naukowcy A.P. Winogradow ustalił, że źródłem tlenu uwalnianego podczas fotosyntezy nie jest dwutlenek węgla, ale woda. Od połowy XX wieku. Badanie fotosyntezy ułatwiło stworzenie nowych metod badawczych (technologia izotopowa, spektroskopia, mikroskopia elektronowa itp.), które pozwoliły odkryć subtelne mechanizmy tego procesu. Najbardziej znaczące w tym okresie były prace krajowych naukowców A.N. Terenina, AA Krasnowski.

Schematycznie mechanizm fotosyntezy u roślin, alg i bakterii można wyrazić w następujący sposób:

tworzenie węglowodanów:

Donor H2 i źródło O2 – woda

Akceptor H2 i źródło C - CO2

tworzenie aminokwasów, białek, pigmentów i innych związków:

Akceptor H2 i źródło N2 - NO2-4

źródło C - SO4-2

Znaczenie fotosyntezy jest bardzo ogromne. W wyniku fotosyntezy roślinność Ziemi wytwarza codziennie ponad 100 miliardów ton materii organicznej (około połowa pochodzi z roślin występujących w morzach i oceanach), pochłaniając około 200 miliardów ton CO2 i uwalniając około 145 miliardów ton wolnego tlenu do środowiska zewnętrznego.

Organizmy heterotroficzne

Organizmy, które do odżywiania wykorzystują gotowe związki organiczne, nazywane są zwykle heterotrofami.

Niektóre autotrofy – fotosyntetyczne rośliny zielone – potrafią metabolizować niewielkie ilości związków organicznych. Niektóre rośliny drapieżne (rosiczka, pęcherznica) wykorzystują związki organiczne do odżywiania azotem, a odżywianie węglem odbywa się poprzez fotosyntezę. Niektóre autotrofy wymagają substancji witaminopodobnych.

W 1933 roku amerykańscy naukowcy potwierdzili metodą izotopową, że wyraźne heterotrofy (grzyby i bakterie) mają zdolność asymilacji węgla poprzez absorpcję CO2. Dla bakterii heterotroficznych źródłem węgla są gotowe związki organiczne: cukry, alkohole, kwasy mlekowy, cytrynowy i octowy, a także wosk, błonnik i skrobia. Spośród mikroorganizmów heterotrofy są czynnikami wywołującymi fermentację (alkohol, kwas propionowy, kwas mlekowy i kwas masłowy), bakteriami gnilnymi i chorobotwórczymi.

W zależności od użytego substratu mikroorganizmy heterotroficzne dzieli się na dwie szerokie grupy: meta- i paratrofy. Metatrofy wykorzystują związki organiczne martwych substratów. Do tej grupy zaliczają się głównie bakterie gnilne. Paratrofy wykorzystują związki organiczne organizmów żywych. To właśnie te mikroorganizmy zwykle powodują choroby zakaźne u ludzi, zwierząt i roślin.

Heterotrofy wykorzystują gotowe aminokwasy jako źródło azotu: ta ścieżka żywieniowa nazywa się aminoheterotroficzna. Zwierzęta i ludzie są ścisłymi heterotrofami. Charakteryzują się holozoicznym typem odżywiania. Dostarczanie składników odżywczych poprzez dyfuzję zostaje zastąpione tworzeniem narządów do przyjmowania pokarmu. Przykładowo u pierwotniaków obok tzw. soprozoanicznego sposobu żywienia (wchłaniania pokarmu całą powierzchnią komórki) istnieje także sposób zwierzęcy, tj. połykanie składników odżywczych przez pseudopodia (występ cytoplazmy), rzęski lub wici. Wyższe zwierzęta mają ściśle zróżnicowany i złożony układ trawienny.

Jednym z początkowych odcinków układu trawiennego jest aparat ustny. Budowa i funkcja aparatu jamy ustnej u zwierząt jest zróżnicowana i zależy od rodzaju pożywienia; Zasadniczo rozróżnia się aparaty jamy ustnej do gryzienia, mielenia i ssania. Zwierzęta tradycyjnie dzieli się na fitofagi (roślinożerne) i zoofagi (mięsożerne). Istnieją jednak również formy pośrednie lub mieszane.

W odniesieniu do zwierząt bardziej właściwe jest użycie terminu „trawienie”. Trawienie to początkowy etap metabolizmu w organizmie, który polega na tym, że złożone składniki odżywcze zawarte w pożywieniu rozkładają się na cząstki elementarne zdolne do udziału w dalszych etapach metabolizmu. Na przykład tłuszcze rozkładają się na glicerol i kwasy tłuszczowe, białka na aminokwasy, a węglowodany na monosacharydy.

Aby rozłożyć złożone substancje w organizmie zwierząt i ludzi, istnieje wiele enzymów litycznych; niektóre substancje organiczne są rozkładane przez mikroorganizmy symbiotyczne (w żwaczu przeżuwaczy i jelicie ślepym ludzi). Trawienie dzielimy na ustne, żołądkowe i jelitowe. W organizowaniu procesu trawienia pokarmu u zwierząt i pożywienia u człowieka ważną rolę odgrywa układ nerwowy i gruczoły dokrewne. W ten sposób odbywa się nerwowa i humoralna regulacja procesów trawiennych.

W jamie ustnej żywność poddawana jest obróbce mechanicznej i działaniu szeregu enzymów, głównie amipazy i maltazy. W żołądku żywność ulega znacznej przemianie chemicznej. Pod wpływem kwasu solnego i dużej liczby enzymów rozkładane są najbardziej złożone substancje organiczne. W jelicie następuje dalsza przemiana chemiczna składników odżywczych i ich wchłanianie.

Organizmy autotroficzne i heterotroficzne biorące udział w biogenezie są ze sobą powiązane tzw. połączeniami troficznymi. Znaczenie połączeń troficznych w strukturze zbiorowisk ekologicznych jest bardzo duże. Dzięki nim odbywa się obieg substancji na Ziemi.

Organizmy autotroficzne poprzez asymilację substancji nieorganicznych, wykorzystując energię światła słonecznego lub reakcje chemiczne, przyczyniają się do powstawania tzw. produktów pierwotnych – biomasy pierwotnej lub materii organicznej. Produkcja pierwotna jest wykorzystywana przez organizmy heterotroficzne, a znaczącą rolę odgrywają w tym fitofagi, o których wspominaliśmy nieco wcześniej. Fitofagi z kolei padają ofiarą drapieżników – zoofagów. Martwe szczątki zwierząt i roślin ulegają ponownemu przekształceniu w substancje nieorganiczne pod wpływem abiotycznych czynników środowiska, organizmów rozkładających i gnilnej mikroflory.

W naturze istnieją dwie metody odżywiania, zgodnie z którymi organizmy żywe dzielą się na dwa typy - autotrofy i heterotrofy. Każdy typ różni się sposobem wytwarzania materii organicznej.

Co to jest?

Autotrofy to żywe organizmy zdolne do samodzielnej syntezy substancji organicznych z nieorganicznych. Z definicji jasno wynika, że ​​do autotrofów zalicza się przede wszystkim zielone rośliny lądowe, algi, a także sinice czy sinice, tj. wszystkie organizmy zdolne do fotosyntezy. Nazywa się je fototrofami i wykorzystuje światło słoneczne jako źródło energii.

Ryż. 1. Sinice.

Oprócz fototrofów autotrofy obejmują chemotrofy lub chemoautotrofy. Wykorzystują wiązania energetyczne substancji chemicznych jako źródło energii i za ich pomocą syntetyzują substancje organiczne z nieorganicznych. Mogą pozyskiwać substancje organiczne w środowisku tlenowym lub beztlenowym. Chemotrofy obejmują niektóre rodzaje bakterii - bakterie siarkowe, wiążące azot, nitryfikujące itp. Chemotrofy to jedyne organizmy, które nie są zależne od światła słonecznego.

Ryż. 2. Chemotrofy.

Heterotrofy to żywe organizmy, które wraz z pożywieniem otrzymują gotowe substancje organiczne. Należą do nich większość zwierząt, od pierwotniaków po ludzi, grzyby, rośliny mięsożerne i niektóre rodzaje bakterii. Heterotrofy żywiące się autotrofami są roślinożercami. Organizmy heterotroficzne żywiące się heterotrofami nazywane są drapieżnikami.

Zgodnie ze sposobem spożycia żywności heterotrofy dzielą się na dwa typy:

TOP 3 artykułyktórzy czytają razem z tym

• fagotrofy (holozoany) - zjadają pokarm w kawałkach poprzez połykanie;
• osmotrofy – absorbują substancje organiczne bezpośrednio przez ściany komórkowe.

Heterotrofy mogą wykorzystywać organizmy żywe lub nieożywione jako pożywienie.
W tym zakresie wyróżnia się:

• biotrofy - jedzą organizmy żywe (drapieżniki, zwierzęta roślinożerne);
• saprotrofy - zjadają martwe organizmy (grzyby, drożdże).

Biotrofy obejmują:

• zoofagiczny – zjada zwierzęta;
• fitofagi - jedzą rośliny.

Saprotrofy mogą żerować na:

• detrytus (detrytivores) - grzyby, dżdżownice;
• zwłoki zwierząt (nekrofagi) - sępy, szakale;
• odchody (koprofagiczne) - larwy much, chrząszcze skarabeuszowe.

Ryż. 3. Rodzaje heterotrofów.

Autotroficzne i heterotroficzne rodzaje odżywiania są ze sobą ściśle powiązane w systemie łańcucha pokarmowego. Życie całego kolejnego łańcucha heterotrofów zależy od przetrwania autotrofów.

Porównanie

Tabela „Autotrofy i heterotrofy” pokazuje charakterystykę porównawczą obu rodzajów odżywiania.

Niektóre organizmy praktykują oba rodzaje odżywiania i nazywane są miksotrofami. Należą do nich rośliny owadożerne, mięczak wschodni szmaragdowy i euglena zielona.

Czego się nauczyliśmy?

Z lekcji w klasie 9 dowiedzieliśmy się o cechach typów odżywiania, a także o tym, czym autotrofy różnią się od heterotrofów. Autotrofy są w stanie samodzielnie wytwarzać substancje organiczne, heterotrofy żywią się gotowymi substancjami organicznymi, zjadając inne organizmy. Niektóre żywe istoty odżywiają się zarówno autotroficznie, jak i heterotroficznie.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.7. Łączna liczba otrzymanych ocen: 216.

Wszystkie żywe istoty można podzielić na dwa typy w zależności od rodzaju odżywiania: autotrofy i heterotrofy.

Każdy organizm potrzebuje odżywiania, aby utrzymać swoje funkcje życiowe. To autotrofy stanowią podstawę piramidy żywieniowej, dostarczając składników odżywczych heterotrofom.

Niemniej jednak taki podział w biologii jest bardzo arbitralny – nie zawsze istnieje między nimi wyraźna granica. Niektóre organizmy potrafią odżywiać się na dwa sposoby. Nazywa się je miksotrofami.

Kim są autotrofy?

Autotrofy to organizmy syntetyzujące substancje organiczne ze związków nieorganicznych. Potrafią pozyskać ze środowiska wszystkie substancje niezbędne do rozwoju i aktywności życiowej.

Najważniejszym pierwiastkiem budującym komórki każdej formy życia jest węgiel i jego związki. W przypadku organizmów odżywiających się autotroficznie jego źródłem jest dwutlenek węgla.

Charakterystyka autotrofów

Aby mogły zachodzić procesy metaboliczne, istota żywa potrzebuje energii otrzymywanej z zewnątrz. Źródło to musi być dostępne, ponieważ ze względu na swoją budowę większość autotrofów jest praktycznie nieruchoma.

Zatem źródłem energii dla nich jest światło słoneczne lub efekt reakcji chemicznych. Na tej podstawie wszystkie autotrofy dzielą się na fototrofy i chemotrofy.

Fototrofy potrzebują światła do tworzenia związków organicznych. Ze względu na obecność chloroplastów w komórkach ten typ autotrofów jest zdolny do fotosyntezy. W tym procesie kwanty światła są przekształcane w składniki odżywcze w wyniku złożonych interakcji chemicznych.

Chemotrofy pozyskują energię w inny sposób - z reakcji utleniania niektórych związków chemicznych.

Jakie organizmy są autotrofami?

Energia światła i dwutlenku węgla zapewnia życie przeważającej liczbie autotrofów – roślin, do których zaliczają się także mchy.

Glony, które są najstarszym i najprostszym rodzajem roślin, są różnorodne, a wiele z nich można zobaczyć tylko pod mikroskopem. Nawet jednokomórkowe glony, takie jak Chlorella, są zdolne do fotosyntezy.

Sinice to jedne z najstarszych mikroorganizmów, które żerują w ten sposób i wytwarzają tlen. Być może dzięki nim miliardy lat temu atmosfera młodej Ziemi została wypełniona tlenem.

Mikroskopijne glony i zielone bakterie potrafią wejść w symbiozę z grzybami. W wyniku tej interakcji powstaje organizm symbiotyczny - porost.

Każdy uczestnik symbiozy ma swój wkład - glony i sinice pobierają składniki odżywcze w drodze fotosyntezy, a grzyb wchłania gotowe pierwiastki.

Połączenie różnych rodzajów odżywiania występuje nie tylko w porostach. Niektóre rośliny, oprócz odżywiania autotroficznego, absorbują przydatne substancje z ciał innych organizmów - owadów, małych zwierząt.

Takie rośliny nazywane są mięsożercami i wykorzystują różnego rodzaju pułapki do chwytania zdobyczy.

Muchołówka Wenus

Na przykład rosiczka ma lepkie włoski na końcach liści, liście muchołówki zatrzaskują się, a pułapka na nepenthes wygląda jak dzbanek z pokrywką.

Niektóre glony jednokomórkowe są również miksotrofami. Na przykład powierzchnia komórki Chlamydomonas jest zdolna do wchłaniania cieczy wraz ze wszystkimi znajdującymi się tam mikroorganizmami.

Zielone bakterie Euglena, których wzór zachowania zależy od światła, mogą być autotroficzne lub heterotroficzne.

Chemotroficzny rodzaj odżywiania jest znacznie mniej powszechny. Energia uwolniona w wyniku reakcji utleniania może zostać pochłonięta przez proste mikroorganizmy. Ich wyjątkowość polega na niezależności od energii Słońca.

Mikroorganizmy te potrafią przystosować się do ekstremalnych warunków życia - na dnie oceanu, gdzie światło nie przenika, w ciałach istot żywych, w gorących gejzerach.

Autotrofy i heterotrofy - podobieństwa i różnice

Ze względu na różnice w metodach żywienia organizmy różnią się znacznie wyglądem i na poziomie komórkowym. Zajmują różne miejsca w łańcuchu pokarmowym i wykorzystują różne substancje do utrzymania życia.

Tabela 1

Charakterystyka porównawcza autotrofów i heterotrofów

Jednak będąc blisko spokrewnionymi przedstawicielami życia na planecie Ziemia, autotrofy i heterotrofy mają również podobne cechy - zapotrzebowanie na żywność, wodę, tlen i światło słoneczne.

Rola organizmów autotroficznych i heterotroficznych w biosferze

Poszukiwacze dzikiej przyrody to odpowiednie określenie autotrofów. Tworzą materię organiczną z pierwiastków nieorganicznych i w ten sposób stanowią pożywienie dla heterotrofów - ludzi, zwierząt, grzybów, bakterii.

Niektóre mikroskopijne organizmy są aktywnymi drapieżnikami: ameba zwyczajna jest w stanie chwytać zdobycz za pomocą pseudonóg.

Natura istnieje w oparciu o zasadę równowagi - istnienie wszystkich form życia jest ze sobą ściśle powiązane.

Autotrofy odżywiają heterotrofy, tworząc składniki odżywcze. Konsumenci w wyniku swojej aktywności życiowej przyczyniają się do rozmnażania tych pierwszych, przenosząc zarodniki i nasiona, zapylając kwiaty roślin.

Łańcuch uzupełniają rozkładacze, które rozkładają martwą materię organiczną na pierwiastki nieorganiczne. Robią to grzyby, w tym mikroskopijne - penicillium, drożdże i niektóre bakterie. To oni zwracają składniki odżywcze z powrotem do biosfery.

Tak zachodzi w przyrodzie obieg substancji i pierwiastków, w którym każdy organizm spełnia swoją funkcję w piramidzie żywieniowej.