АУТОТРОФИЧНИ ОРГАНИЗМИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У Аутотрофно организми су живи организми који имају способност да произведе своју храну. Односно, они могу да стварају сложена органска једињења, попут масти, угљених хидрата или протеина, из једноставних елемената. За то користе неорганске хемијске реакције или сунчеву светлост.

Примери аутотрофичних организама су биљке, алге и цијанобактерије. Тако аутотрофични организми редукују угљен диоксид да би створили органска једињења која се користе у биосинтези супстанци. Поред тога, хемијска енергија се складишти за употребу у различитим метаболизмима.

Аутотрофични организам, дрво. Извор: пикабаи.цом.

Огромна већина аутотрофа користи воду као редукционо средство, међутим постоје и други организми који користе водоник сулфид. Слично томе, с обзиром на извор енергије који се користи у реакцијама, аутотрофи су класификовани као фотоаутотрофи и хемоаутотрофи.

Фотоаутотрофи, представљени биљкама, неким бактеријама и зеленим алгама, користе енергију од сунчеве светлости. С друге стране, хемоаутотрофи користе сумпор или азот као извор енергије. Неке археје и бактерије, попут сумпорних бактерија, припадају овој групи.

Порекло и еволуција

Постоје разне теорије које покушавају да објасне порекло живота на земљи. Упоредо са тим, научници спроводе истраживања како би открили како су ти преци добили енергију за развој.

Неки стручњаци сугерирају да су аутотрофи, како су тренутно познати, можда еволуирали секундарно првим живим облицима. Биохемијски процес који фотосинтетски организми користе за производњу хране високо је специјализован.

Ово може сугерисати да су такве прилагодбе можда захтевале дуго времена и узастопне еволутивне модификације. Међутим, хетеротрофи зависе од аутотрофа у храни. Стога се предлози морају кретати око разјашњења сумњи које се јављају у оба случаја.

Прво аутотрофичне ћелије

Постоји теорија која постулира аутотрофне организме као прве ћелије на Земљи. Према тим приступима, ове структуре су задовољиле своје потребе за угљеником из ЦО2 који се налази у животној средини.

Да би објаснили појаву хетеротрофа, научници који подржавају ову хипотезу предлажу да се први хемоорганохетеротрофи развију на супстрату сличном оном Есцхерицхиа цоли.

Прво хетеротрофне ћелије

Друга група истраживача подржава идеју да су први животни облици били хетеротрофни организми, који су касније уступили место аутотрофичним бићима.

Према неким теоријама, постојећи услови на Земљи погодовали су стварању аминокиселина и других основних једињења за развој живота. На основу тога, први хетеротрофи су се хранили тим енергетским блоковима.

Међутим, број извора аминокиселина се смањивао. Ово је извршило снажан еволутивни притисак на хетеротрофе, што је проузроковало развој и специјализацију ћелија које су способне да производе сопствену храну, фотосинтезом.

Та нова аутотрофична бића у почетку су зависила од варијанте процеса фотосинтезе. Тако су користили водоник сулфид, који је касније замењен водом, када је интервенисала група цијанобактерија.

У тренутку када вода улази у фотосинтезу као основни елемент, ствара се важан нус-производ: кисеоник. Ово се излучило у околину, где су се мало по мало повећавали. Тако се вероватно развила нова разноликост хетеротрофичног живота, она са способношћу да дишу слободан кисеоник.

Карактеристике аутотрофних организама

- АТП синтеза

Аутотрофични организми претварају енергију која долази са Сунца у АТП везе кроз процес фотосинтезе. Велики део овог АТП-а се хидролизује како би се добила енергија која ће се користити у конверзији угљен-диоксида у шеће-угљени шећер.

- Производи фотосинтезе

Као крајњи продукт фотосинтезе који настаје у хлоропластима је сахароза, дисахарид састављен од фруктозе и глукозе. Ово се транспортује у ткива, која га метаболизују за енергију. Такође, овај процес ствара скроб, који је извор складиштења угљених хидрата.

Исто тако, фотосинтеза ослобађа кисик у околиш. Међутим, постоје неке бактерије, попут љубичасте и зелене, код којих нема производње кисеоника. У њима се врши посебна врста соларне енергије која је позната и као аноксигена фотосинтеза.

- Произвођачи

Биљке су аутотрофични организми и сами праве храну. Хетеротрофни организми се хране другим организмима

У прехрамбеном ланцу, аутотрофични организми формирају групу произвођача. Ово је основа исхране примарних потрошача који се као биљоједи хране углавном биљним врстама.

-Енергетски пренос

Аутотрофи претварају и складиште енергију у хемијске везе једноставних шећера. Ови полимеризирају како би се могли складиштити као угљени хидрати дугог ланца, укључујући целулозу и скроб. Такође се ствара глукоза и основа је за протеине и масти.

Када хетеротрофни организам гута аутотрофично, масти, угљени хидрати и протеини које садрже омогућавају животињи да извршава све своје виталне метаболичке функције.

Врсте аутотрофичних организама

Пхотоаутотропхс

Цианобацтериа рода Лингбиа филаменти (кисеоничке фотосинтетске бактерије)

Фотоаутотрофични организми користе светлост као извор енергије за производњу органских материја. Због тога спроводе процес фотосинтезе. Пример за то су биљке, зелене алге и неке бактерије.

Цхемоаутотропхс

Хемоаутотрофи су организми који добијају енергију из неорганских хемијских процеса. Тренутно ови организми живе дубоко, где не примају сунчеву светлост. Многи живе око вулканских отвора, где топлота олакшава метаболичке реакције.

Примери аутотрофичних организама

- Биљке и зелене алге

То су фотоаутотрофи, јер они претварају сунчеву светлост у смањени угљен, који делује као извор хемијске енергије. Зелене алге и биљке су основне у ланцу исхране, пошто су део групе примарних произвођача.

- Жељезне бактерије

Гвоздене бактерије су хемоаутотрофи, јер добијају енергију оксидацијом органских или неорганских материја. Они углавном насељавају тло, реке и подручја где обилује гвожђе, попут подземних извора воде.

- Сумпорне бактерије

Сумпорне бактерије налазе се у стајаћим водама или изворима сумпорног типа. За разлику од зелених алги или биљака, они не користе воду као редукционо средство, стога не производе кисеоник.

Црвене сумпорне бактерије су од великог значаја за екосистеме, јер чине важан део циклуса сумпора и угљеника. Поред тога, они као примарни произвођачи представљају храну за широк спектар водених организама.

Референце

1. Јохн А. Равен (2013). Еволуција аутотрофије у односу на потребу за фосфором. Опоравак од ацадем.оуп.цом
2. Википедиа (2019). Аутотропхос. Опоравак са ен.википедиа.орг.
3. Биолошки речник (2019). Аутотропх. Опоравак од биологидицтионари.нет.
4. Ф. Саге. (2008). Аутотрофи. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
5. Р. Стронг. (2008). Ланци хране и прехрамбене мреже. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
6. Вреде, АД Каи. (2008). Органска еколошка физиологија. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
7. Сцхонхеит П, Буцкел В, Мартин ВФ. (2016). О пореклу хетеротрофије. Преузето са ввв.нцби.нлм.них.гов
8. Гонзалез-Торил Е. (2011) Аутотропх. Енциклопедија астробиологије. Спрингер. Опоравак са линка.спрингер.цом.
9. Бреннан, Јохн (2019). Да ли су се хетеротрофи развијали из аутотрофа ?. Опоравило са сциацхинг.цом.