Автотрофи - визначення слова
Щоб розуміти значення терміна автотрофи, подивимося з його етимологічне походження. Це слово є неологізмом, утвореним із суми двох слів грецького походження:
-Іменник “autos”, яке можна перекласти як “сам по собі”.
-Іменник “трофос”, яке є синонімом “їжі” або “харчування”.
Відповідно слово автотроф використовується для опису організмів, які можуть приймати неорганічні речовини та перетворювати їх на органічні речовини, необхідні їм для виживання.
Якщо коротко, автотрофи – це організми, які відповідають за виробництво власної їжі. Джерелом вуглецю для них є вуглекислий газ, а енергію вони одержують із хімічних речовин або світла.
Зміст
Автотрофні організми
Автотрофні організми – це організми, які можуть виготовляти власну їжу, використовуючи світло (фотосинтез) або хімічну енергію (хемосинтез), тому їх називають виробниками (продуцентами). Наприклад рослини, водорості та деякі бактерії.
Таким чином, автотрофним організмам не потрібно харчуватися іншими живими організмами для отримання енергії, хоча вони споживаються ними для цієї мети (первинні споживачі), що робить їх первинними виробниками в харчовому ланцюгу.
Види автотрофів (автотрофних організмів)
Існує два типи автотрофних організмів: фотоавтотрофи та хемоавтотрофи.
Автотрофні організми: фототрофи
Вони виробляють свою власну їжу з сонячного світла (який рослини та водорості вловлюють за допомогою органел, званих хлоропластами, де знаходиться пігмент хлорофіл, що надає їм зеленуватий колір), двоокису вуглецю (неорганічної форми вуглецю) і води, з якої в процесі, званому фотосинтезом утворюються цукру, використовувані ними як джерело енергії.
Фотосинтез
Процес використання енергії Сонця для перетворення води та вуглекислого газу на глюкозу. Глюкоза забезпечує рослини енергією та використовується для виробництва целюлози, яка, у свою чергу, використовується для побудови клітинних стінок.
Таким чином, за допомогою фотосинтезу вони перетворюють світлову енергію, CO2 та мінеральні солі у високоенергетичні, багаті органічні сполуки (глюкозу) та кисень, який вони виділяють в атмосферу (за винятком бактерій, що здійснюють аноксигенний фотосинтез, у яких не відбувається такого виробництва O2). Іншими словами, кінцевим продуктом фотосинтезу є глюкоза, яка використовується для отримання енергії, у процесі дихання, а також для синтезу крохмалю та целюлози, структурного компонента клітинної стінки.
Автотрофні організми: хемотрофи
Хемотрофні організми використовують як джерело енергії інші хімічні речовини, такі як сірководень, сірка, амоній або залізо, в процесі хемосинтезу.
Хемосинтез
Це процес використання енергії хімічних реакцій для їжі. Хімічні реакції зазвичай відбуваються між сірководнем або метаном та киснем. Діоксид вуглецю є основним джерелом вуглецю для хемосинтезуючих організмів.
У харчовому ланцюжку автотрофні організми відіграють важливу роль “первинних виробників”, тобто тих організмів, які є джерелом їжі для гетеротрофних організмів, також званих “споживачами”.
Приклади автотрофних організмів
Представники автотрофних організмів є як у наземному, так і у водному середовищі. Прикладами автотрофних організмів є всі рослини, деякі види бактерій, архей і протистів (наприклад, водорості), які відіграють ключову роль харчових ланцюжків всіх типів екосистем.
Фотоавтотрофи – приклади
Рослини, водорості, фітопланктон та деякі бактерії.
Рослини загалом характеризуються автотрофією, як, наприклад, соняшник чи ялина звичайна.
Іншим прикладом автотрофних організмів є ціанобактерії – організми, здатні до кисневого фотосинтезу. Деякі відомі пологи ціанобактерій – Nostoc або Gloetrichia.
Водорості також є автотрофними організмами з представниками пологів Euglena або Ceratum.
Серед фотоавтотрофних бактерій, що здійснюють аноксигенний фотосинтез, можна виділити деякі види пурпурних бактерій, таких як Rhodospirillum rubrum або Rhodobacter spaeroides, червоні сірчані бактерії, такі як Chromatium vinosum, зелені сірчані бактерії, такі як Pelodictyon clathratiforme,
Хемоавтотрофи – приклади
Прикладами хемосинтетичних організмів є: бактерії, виявлені всередині вулканів, що діють, мікроорганізми, знайдені в гідротермальних джерелах, на дні моря або в гарячих джерелах.
До групи хемоавтотрофних організмів входять залізоокисні бактерії (наприклад, Thiobacillus ferrooxidans), які, як згадувалося вище, отримують енергію та засоби для існування за рахунок окислення неорганічних сполук у навколишньому середовищі, яке зазвичай багате на залізо.
Інші хемоавтотрофні бактерії – це звані сірчані бактерії (наприклад, Thiobacillus thiooxidans), які живуть у місцях скупчення піриту (сірчаної руди), яким вони харчуються.
Інші приклади хемоавтотрофії зустрічаються у азотобактера, тобто бактерій, що беруть участь у азотному циклі, таких як пологи Nitrosomonas або Nitrobacter, серед інших, а також у водневих бактерій.
Автотрофне харчування
Одноклітинні організми, такі як бактерії або водорості, що не мають спеціалізованих органів, одержують поживні речовини, необхідні для автотрофного харчування, безпосередньо з навколишнього середовища.
Якщо говорити про автотрофне харчування, то встановлено, що воно складається з трьох основних фаз:
–Мембранний перехід. Це фаза, у якій прості неорганічні молекули (вода, вуглекислий газ та солі) шляхом прямого поглинання перетинають клітинну мембрану.
–Метаболізм. Коли настає друга фаза, у цитоплазмі клітини відбувається низка хімічних реакцій. Це призводить як до виробництва клітинної речовини, так і вироблення корисної біохімічної енергії. Зокрема, ця друга фаза автотрофного харчування далі поділяється на три періоди: фотосинтез; анаболізм, також відомий як фаза будівництва; та катаболізм, також відомий як фаза руйнування.
–Екскреція. Ця остання фаза знаменує завершення процесу харчування. В основному він складається із видалення відходів попереднього процесу, метаболізму. Він здійснюється за допомогою клітинної мембрани.
Автотрофи та гетеротрофи: порівняння, різниця, приклади.
Гетеротрофи не можуть синтезувати власну їжу та харчуються іншими організмами, такими як рослини та тварини, тому їх називають споживачами.
Усі тварини, включаючи людину, є гетеротрофами.
Ці гетеротрофи одержують енергію шляхом розщеплення молекул автотрофних організмів, які вони поглинають. Коли м’ясоїдна тварина поїдає іншу тварину, енергія також походить від автотрофної істоти (спочатку проковтнутої з’їденою здобиччю).
Гетеротрофи виживають, харчуючись іншими організмами в харчовому ланцюжку, наприклад, рослинами чи тваринами. Травоїдних називають первинними споживачами, бо вони харчуються безпосередньо виробниками. Плодоїдні є вторинними споживачами, оскільки харчуються травоїдними.
Відмінність автотрофів від гетеротрофів
Харчовий ланцюг – це послідовність передачі енергії між живими істотами. Автотрофи не залежать від інших організмів для отримання їжі. Вони є основним виробником і тому знаходяться на вершині харчового кола.
Гетеротрофи, енергія яких залежить від автотрофів та інших гетеротрофів, займають таке місце у харчовому ланцюзі. Травоїдні, що живляться автотрофами, розташовуються на другому трофічному рівні, а м’ясоїдні та всеїдні – на наступних трофічних рівнях.
Приклади гетеротрофів
Гетеротрофні організми також можуть бути класифіковані як:
Всеїдні: харчуються як м’ясом, і овочами. приклад: люди, ведмеді, свині;
Гематофаги: живляться кров’ю інших організмів. Приклад: воші, клопи, комарі;
Орнітофаги: харчуються м’ясом птахів. Приклад: сапсан;
Іхтіофаги: харчуються рибою. Приклади: морський лев, скопа;
Копрофаги: живляться фекаліями інших тварин. Приклади: жуки та деякі види мух;
Комахоїдні: харчуються комахами. Приклад: жаби;
Падальники: харчуються органічними відходами рослинного чи тваринного походження. Приклад: грифи, гієни;
