AUTOTROFISET ORGANISMIT: OMINAISUUDET JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Autotrofinen organismit ovat eläviä organismeja, joilla on kyky tuottaa oman ruokansa. Toisin sanoen ne voivat tuottaa monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä, kuten rasvoja, hiilihydraatteja tai proteiineja, yksinkertaisista elementeistä. Tätä varten he käyttävät epäorgaanisia kemiallisia reaktioita tai auringonvaloa.

Esimerkkejä autotrofisista organismeista ovat kasvit, levät ja sinilevät. Siten autotrofiset organismit vähentävät hiilidioksidia tuottamaan orgaanisia yhdisteitä, joita käytetään aineiden biosynteesissä. Lisäksi kemiallinen energia varastoidaan käytettäväksi erilaisissa metaboloissa.

Autotrofinen organismi, puu. Lähde: pixabay.com.

Suurin osa autotrofeista käyttää vettä pelkistysaineena, mutta on myös muita organismeja, jotka käyttävät rikkivetyä. Samoin ottaen huomioon reaktioissa käytetty energialähde, autotrofit luokitellaan fotoautotrofeiksi ja kemoautotrofeiksi.

Fotoautotrofit, joita edustavat kasvit, jotkut bakteerit ja vihreät levät, käyttävät auringonvalon energiaa. Toisaalta kemoautotrofit käyttävät rikkiä tai typpeä energialähteenä. Jotkut arhaea ja bakteerit kuuluvat tähän ryhmään, kuten rikkibakteerit.

Alkuperä ja kehitys

On olemassa monia teorioita, jotka yrittävät selittää maan elämän alkuperää. Yhdessä näiden kanssa tutkijat tekevät tutkimusta selvittääkseen, kuinka nämä esivanhemmat saivat energiaa kehittymiseen.

Jotkut asiantuntijat ehdottavat, että autotrofit, sellaisina kuin ne nykyisin tunnetaan, kehittyivät mahdollisesti toissijaisesti ensimmäisten elävien muotojen kanssa. Biokemiallinen prosessi, jota fotosynteettiset organismit käyttävät ruuansa valmistukseen, on erittäin erikoistunut.

Tämä voisi viitata siihen, että tällaiset mukautukset ovat saattaneet vaatia pitkää aikaa ja peräkkäisiä evoluutiomuutoksia. Heterotrofit ovat kuitenkin riippuvaisia ​​ruuan autotrofeista. Siksi ehdotusten on pyrittävä selventämään molemmissa tapauksissa ilmeneviä epäilyjä.

Ensimmäiset autotrofiset solut

On olemassa teoria, joka postuloi autotrofisia organismeja ensimmäisiksi soluiksi maan päällä. Näiden lähestymistapojen mukaan nämä rakenteet täyttivät hiilitarpeensa ympäristöstä löytyvästä hiilidioksidista.

Tätä hypoteesia tukevat tutkijat selittävät heterotrofien ulkonäköä, että ensimmäiset kemoorganoheterotrofit kehittyivät substraatille, joka on samanlainen kuin Escherichia coli.

Ensimmäiset heterotrofiset solut

Toinen tutkijaryhmä tukee ajatusta, että ensimmäiset elämänmuodot olivat heterotrofisia organismeja, jotka myöhemmin antoivat tietä autotrofisille olemille.

Joidenkin teorioiden mukaan nykyiset olosuhteet maapallolla suosivat aminohappojen ja muiden emäksisten yhdisteiden muodostumista elämän kehitystä varten. Tämän perusteella nämä energialohkot ruokkivat ensimmäisiä heterotrofeja.

Aminohappolähteiden runsaus kuitenkin laski. Tämä aiheutti voimakasta evoluutiopainetta heterotrofeille, mikä aiheutti fotosynteesin avulla niiden solujen kehittymisen ja erikoistumisen, jotka pystyivät tuottamaan omaa ruokaa.

Nämä uudet autotrofiset olennot riippuivat alun perin fotosynteettisen prosessin muunnelmasta. Siksi he käyttivät rikkivetyä, joka korvattiin myöhemmin vedellä, kun sinileväryhmä ryhtyi toimiin.

Sillä hetkellä, kun vesi pääsee fotosynteesiin peruselementtinä, syntyy tärkeä sivutuote: happi. Tämä erittyi ympäristöön, missä sen tasot nousivat vähitellen. Siten todennäköisesti kehittyi uusi heterotrofisen elämän muoto, jotka kykenevät hengittämään vapaata happea.

Autotrofisten organismien ominaisuudet

- ATP-synteesi

Autotrofiset organismit muuttavat Auringosta peräisin olevan energian ATP-sidoksiksi fotosynteesin kautta. Suuri osa tästä ATP: stä hydrolysoituu energian tuottamiseksi, jota käytetään hiilidioksidin muuttamiseen kuuden hiilen sokereiksi.

- Fotosynteesituotteet

Klooriplasteissa tapahtuvan fotosynteesin lopputuotteena on sakkaroosi, fruktoosista ja glukoosista koostuva disakkaridi. Tämä kuljetetaan kudoksiin, jotka metaboloivat sitä energiaa varten. Lisäksi tämä prosessi tuottaa tärkkelystä, joka on hiilihydraattien varastolähde.

Samoin fotosynteesi vapauttaa happea ympäristöön. On kuitenkin joitain bakteereja, kuten violetti ja vihreä, joissa happea ei tuoteta. Näissä suoritetaan erityinen aurinkoenergiaprosessi, joka tunnetaan nimellä hapettumaton fotosynteesi.

- Tuottajat

Kasvit ovat autotrofisia organismeja, ja ne tekevät itse ruokaa. Heterotrofiset organismit ravitsevat muita organismeja

Ruokaketjussa autotrofiset organismit muodostavat tuottajaryhmän. Nämä ovat peruskuluttajien ruokavalion perusta, koska ne ruohonjuuritason syövät pääasiassa kasvilajeihin.

-Energian siirto

Autotrofit muuntavat ja varastoivat energiaa yksinkertaisten sokerien kemiallisiksi sidoksiksi. Nämä polymeroituvat, jotta niitä voidaan varastoida pitkäketjuisina hiilihydraateina, mukaan lukien selluloosa ja tärkkelys. Myös glukoosia tuotetaan, ja se on proteiinien ja rasvojen perusta.

Kun heterotrofinen organismi nauttii autotrofisen organismin, niiden sisältämien rasvojen, hiilihydraattien ja proteiinien avulla eläin voi suorittaa kaikki elintärkeät metaboliset toiminnot.

Autotrofisten organismien tyypit

Photoautotrophs

Syanobakteerin suvun Lyngbya-filamentit (happea aiheuttavat fotosynteettityyppiset bakteerit)

Fotoautotrofiset organismit käyttävät valoa energianlähteenä orgaanisen aineen valmistukseen. Tätä varten he suorittavat fotosynteesiprosessin. Esimerkki näistä ovat kasvit, vihreät levät ja jotkut bakteerit.

Chemoautotrophs

Kemoautotrofit ovat organismeja, jotka saavat energiaa epäorgaanisista kemiallisista prosesseista. Tällä hetkellä nämä organismit elävät syvällä, missä ne eivät saa auringonvaloa. Monet elävät tulivuoren aukkojen ympärillä, missä lämpö helpottaa metabolisia reaktioita.

Esimerkkejä autotrofisista organismeista

- Kasvit ja vihreät levät

Nämä ovat fotoautotrofeja, koska ne muuttavat auringonvalon vähentyneeksi hiileksi, joka toimii kemiallisen energian lähteenä. Vihreät levät ja kasvit ovat tärkeitä elintarvikeketjussa, koska ne kuuluvat alkutuottajien ryhmään.

- Rautabakteerit

Rautabakteerit ovat kemoautotrofeja, koska ne saavat energiaa orgaanisten tai epäorgaanisten aineiden hapettumisesta. Ne asuvat yleensä maaperässä, joissa ja alueilla, joilla on runsaasti rautaa, kuten maanalaisissa vesilähteissä.

- Rikkibakteerit

Rikkibakteereita löytyy seisovista vesistä tai rikkityyppisistä lähteistä. Toisin kuin vihreät levät tai kasvit, ne eivät käytä vettä pelkistävänä aineena, joten ne eivät tuota happea.

Punaisella rikkibakteerilla on suuri merkitys ekosysteemille, koska ne muodostavat tärkeän osan rikki- ja hiilisykleistä. Lisäksi he ovat alkutuottajana ruokia monille vesieliöille.

Viitteet

1. John A. Raven (2013). Autotrofian kehitys suhteessa fosforin tarpeeseen. Palautettu osoitteesta acade.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
3. Biologian sanakirja (2019). Autotrofi. Palautettu osoitteesta biologydictionary.net.
4. F. Sage. (2008). Autotrofisia. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
5. R. Vahva. (2008). Ruokaketjut ja ruokaverkot. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Orgaaninen ekofysiologia. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). Heterotrofian alkuperästä. Haettu osoitteesta www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotroph. Astrobiologian tietosanakirja. Springer. Palautettu osoitteesta link.springer.com.
9. Brennan, John (2019). Kehittyivätkö heterotrofit autotrofeista? Palautettu osoitteesta sciencing.com.