Автотроф

Хемоавтотрофы

Хемоавтотрофные организмы, представленные бактериями, способны использовать восстановленные неорганические соединения в качестве основы для респираторного метаболизма.

Так же, как фотоавтотрофы, эта группа использует углекислый газ (CO2) в качестве основного источника углерода, который таким же образом ассимилируется реакциями цикла Кальвина. Однако, в отличие от них, хемоавтотрофы не используют солнечный свет в качестве источника энергии.

Энергия, которая им требуется, является продуктом окисления некоторых восстановленных неорганических соединений, таких как молекулярный водород, двухвалентное железо, сероводород, аммиак и различные восстановленные формы серы (H2S, S, S2O3-).

В настоящее время хемоавтотрофы обычно встречаются в глубокой воде, где почти нет солнечного света. Многие из этих организмов должны жить вокруг вулканических жерл. Таким образом, окружающая среда достаточно теплая, чтобы метаболический процесс происходил с высокой скоростью.

Варианты [ править ]

Некоторые организмы полагаются на органические соединения как на источник углерода , но могут использовать легкие или неорганические соединения в качестве источника энергии. Такие организмы — миксотрофы . Организм, который получает углерод из органических соединений, но получает энергию от света, называется фотогетеротрофом , тогда как организм, который получает углерод из органических соединений и энергию от окисления неорганических соединений, называется хемолитогетеротрофом .

Данные свидетельствуют о том, что некоторые грибы могут также получать энергию от ионизирующего излучения : такие радиотрофные грибы были обнаружены внутри реактора Чернобыльской АЭС .

Блок-схема, чтобы определить, является ли вид автотрофом, гетеротрофом или подтипом

Примеры

В экосистеме Земли существует множество различных типов первичных продуцентов в разных состояниях. Грибы и другие организмы, которые получают свою биомассу из окисляющих органических материалов, называются деструкторами и не являются первичными продуцентами. Однако лишайники, расположенные в тундровом климате, являются исключительным примером первичного продуцента, который посредством мутуалистического симбиоза сочетает фотосинтез водорослями (или дополнительно фиксацию азота цианобактериями) с защитой гриба- разлагателя . Кроме того, первичные продуценты, похожие на растения (деревья, водоросли), используют солнце как форму энергии и направляют его в воздух для других организмов. Конечно, существуют первичные продуценты H2O, в том числе бактерии и фитопланктон . Поскольку существует множество примеров основных продуцентов, два доминирующих типа — это кораллы и один из многих типов бурых водорослей, ламинария.

Роль автотрофных и гетеротрофных организмов в биосфере

Кормильцы живой природы – подходящее определение для автотрофов. Именно они создают органику из неорганических элементов и тем самым обеспечивают пищей гетеротрофов – человека, животных, грибы, бактерий.

Некоторые микроскопические организмы являются активными хищниками: амеба обыкновенная способна захватывать добычу своими ложноножками.

Обособленно стоят вирусы, чья жизнедеятельность возможна только в живой клетке. Вне ее вирус не проявляет никаких признаков деятельности, что придает ему сходство с паразитическими формами жизни.

Природа существует, основываясь на принципе равновесия существование всех форм жизни тесно связано между собой.

Автотрофы питают гетеротрофов, создавая питательные элементы. Консументы, в результате своей жизнедеятельности, способствуют размножению первых, перенося споры и семена, опыляя цветы растений.

Завершают цепочку редуценты, разлагающие мертвую органику на неорганические элементы. Этим занимаются грибы, в том числе и микроскопические – пеницилл, дрожжи, некоторые бактерии. Именно они возвращают питательные вещества обратно в биосферу.

Так происходит круговорот веществ и элементов в природе, где каждый организм выполняет свою функцию в пищевой пирамиде.

Происхождение и эволюция автотрофных организмов

Существуют различные теории, которые пытаются объяснить происхождение жизни на Земле. Наряду с этим ученые проводят исследования, чтобы выяснить, как эти предки получили энергию для развития.

Некоторые эксперты предполагают, что автотрофы, как они известны в настоящее время, возможно, эволюционировали вторично по отношению к первым живым формам. Биохимический процесс, который фотосинтезирующие организмы используют для производства пищи, является узкоспециализированным.

Это может означать, что такая адаптация могла потребовать длительного времени и последовательных эволюционных модификаций. Однако гетеротрофы зависят от автотрофов в еде. Следовательно, предложения должны быть направлены на прояснение сомнений, возникающих в обоих случаях.

Экстремальные условия

Многие хемоавтотрофы, включая нитрифицирующие бактерии, распространены в озерах, морях и на суше. Однако некоторые другие, как правило, живут в каких-то необычных экосистемах, где есть химические вещества, необходимые для окисления.

Например, бактерии, обитающие в действующих вулканах, окисляют серу для получения пищи. Кроме того, в национальном парке Йеллоустоун в США обитают бактерии, обитающие в горячих источниках. Кроме того, некоторые живут глубоко в океане, недалеко от гидротермальных источников.

В этой области вода просачивается через расщелину в горячих камнях. Это вызывает включение различных минералов в морскую воду, в том числе сероводорода, который используется бактериями для хемосинтеза.

Ссылки [ править ]

1. ^ Моррис, Дж. И др. (2019). «Биология: как работает жизнь», 3-е издание, WH Freeman. ISBN  978-1319017637
2. Рианна Чанг, Кеннет (12 сентября 2016 г.). «Видения жизни на Марсе в глубинах Земли» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 сентября +2016 .
3. ^ a b c d e f g «Что такое первичные производители?» . Наука . Проверено 8 февраля 2018 .
4. ^ a b Пост, Дэвид М. (2002). «Использование стабильных изотопов для оценки трофической позиции: модели, методы и предположения». Экология . 83 (3): 703–718. DOI10,1890 / 0012-9658 (2002) 083 2.0.CO; 2 .
5. ^ Mauseth, Джеймс Д. (2008). Ботаника: Введение в биологию растений (4-е изд.). Издательство «Джонс и Бартлетт». п. 252 . ISBN 978-0-7637-5345-0.
6. ^ Франк, Альберт Бернар (1892–93). Lehrbuch der Botanik (на немецком языке). Лейпциг: В. Энгельманн.
7. ^ «Бактериальные знания» . ENI School Energy & Environment . Дата обращения 3 мая 2019 .
8. ↑ Townsend, Rich (13 октября 2019 г.). «Эволюция автотрофов» . Университет Висконсин-Мэдисон, факультет астрономии . Дата обращения 3 мая 2019 .
9. ↑ Мелвилл, Кейт (23 мая 2007 г.). «Чернобыльский гриб питается радиацией» . Архивировано 4 февраля 2009 года . Проверено 18 февраля 2009 года .
10. ^ Шмидт-Рор, К. (2015). «Почему процессы сгорания всегда экзотермичны, давая около 418 кДж на моль O ₂ », J. Chem. Educ. 92 : 2094-2099. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00333
11. ^ Шурр, Сэм Х. Энергия, экономический рост и окружающая среда . Нью-Йорк. ISBN 9781617260209. OCLC  868970980 .
12. ^ Беккет, Брайан С. (1981). Иллюстрированная человеческая и социальная биология . Издательство Оксфордского университета. п. 38. ISBN 978-0-19-914065-7.
13. ^ Одум, Юджин П. (Юджин Плезантс), 1913-2002. (2005). Основы экологии . Барретт, Гэри В. (5-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Томсон Брукс / Коул. п. 598. ISBN 0-534-42066-4. OCLC  56476957 .
14. ^ Смит, Гилберт М. (2007). Учебник общей ботаники . Читать книги. п. 148. ISBN 978-1-4067-7315-6.
15. ^ Дэвис, Питер М .; Банн, Стюарт Э .; Гамильтон, Стивен К. (2008). «Первичная продукция в тропических ручьях и реках». Экология тропического ручья . С. 23–42. DOI10.1016 / B978-012088449-0.50004-2 . ISBN 9780120884490.

Примеры хемоавтотрофов

Nitrosomonas

Nitrosomonas является род азотфиксирующих бактерий.

Как вы уже могли догадаться, «фиксация азота» означает взятие азота из неорганических соединений, таких как аммиак, и сборку его в органические соединения, такие как аминокислоты.

Фиксация азота имеет решающее значение для многих экосистем, даже тех, которые в основном зависят от растений. Многие растения не могут вырабатывать свой собственный азот – это означает, что им требуются азотфиксирующие бактерии в почве, или они не могут получить азотные соединения, необходимые им для жизни.

Фиксация азота является чрезвычайно важной концепцией в сельском хозяйстве, где многие культуры сами не могут проводить фиксацию азота. Чтобы обеспечить достаточное количество органических соединений азота для выращивания в почве, фермеры либо должны убедиться в наличии достаточного количества азотфиксирующих бактерий для поддержания своего урожая, либо добавить искусственные соединения азота в виде удобрений

Следует отметить, что некоторые азотфиксирующие бактерии развили постоянные симбиотические отношения с определенным растением. вид, К ним относятся симбиотические бактерии, обнаруженные в клубеньках на корнях «азотфиксирующих» растений, таких как бобовые. Однако эти азотфиксирующие бактерии не являются хемоавтотрофами, так как они эволюционировали, чтобы полагаться на своих растений-хозяев в пище. Они больше не автотрофы, так как они больше не могут прокормить себя.

Другие типы азотфиксирующих бактерий остаются независимыми и остаются хемоавтотрофами.

Железные бактерии

Железные бактерии – это тип бактерий, которые получают энергию путем окисления двухвалентного железа, которое растворяется в воде.

Поскольку они получают энергию из железа, они могут жить в воде с концентрациями железа, которые убивают большинство организмов. Железные бактерии можно найти в богатых железом колодцах, реках и горячих источниках.

Их иногда считают вредителями, потому что произведенное ими окисленное железо может испачкать раковины, туалеты, одежду и другие материалы, если попадет в воду. Это особенно характерно для колодезной воды, которая не проходит через фильтрация процесс, который проходит муниципальная водопроводная вода.

Тем не менее, железные бактерии также были союзником некоторых отраслей промышленности. В индустрии добычи железа ведутся исследования того, как использовать эти бактерии для захвата и очистки железа, которое иначе было бы недоступно для человека, потому что оно растворяется в воде или смешивается с другими минералами.

Метаногены

Метаногены – это бактерии, которые производят метан. Это хемоавтотрофы, энергия которых электронов, обнаруженных в газообразном водороде, образует метан и другие органические соединения.

Метаногены можно найти на дне океана, где они могут создавать огромные пузырьки метана под дном океана. Их также можно найти в болотах и ​​болотах, где они несут ответственность за производство метана «болотный газ».

Некоторые метаногены живут в кишках жвачных, таких как коровы, и в меньшей степени в кишечниках людей. Это означает, что хемоавтотрофы живут прямо в вашем собственном теле!

Метан является чрезвычайно мощным парниковым газом, способным улавливать гораздо больше солнечного тепла, чем углекислый газ. Поскольку небольшое количество метана может быть таким мощным парниковым газом, многие экологи обеспокоены мясной промышленностью, которая выращивает миллионы голов крупного рогатого скота, в кишечнике которого содержатся многие триллионы бактерий, производящих метан.

Считается, что сокращение животноводства и потребления говядины было бы одним из мощных способов борьбы с антропогенными изменениями климата, вызванными парниковыми газами.

• автотрофного – Любой организм, производящий энергию, получает энергию из неорганических источников и использует ее для создания органических молекул.
• Углеродная фиксация – Процесс, посредством которого углерод из неорганических молекул, таких как диоксид углерода, собирается в органические молекулы, такие как сахара, белки и липиды.
• Photoautotroph – Организм, который использует энергию солнечного света, чтобы питать свою клеточную деятельность и создавать органические молекулы.

Описание фототрофных организмов и примеры

Фототрофные организмы еще называют фотосинтезирующими микроорганизмами. Световая энергия, которую поглощают фототрофы, помогает биосинтезу клеточных компонентов и энергозависимым процессам, обеспечивающим рост бактерий.

Фототрофы представлены:

• Зелеными и пурпурными бактериями;
• Гелиобактериями;
• Цианобактериями;
• Красными, зелеными, диатомовыми и другими водорослями.

Самыми древними фотосинтезирующими автотрофами являются зеленые и пурпурные бактерии. Именно с них начались исследования фототрофной группы. По организации своей группы они похожи с сине-зелеными водорослями. Они получили название сине-зеленых бактерий, или цианобактерий, так как они являются прокариотами. Но по фотосинтезирующей форме, составу хлорофиллов и пигментам зеленые и пурпурные серобактерии сильно отличаются от других фототрофов. Фотосинтез происходит в хлоропластах — специальных зеленых пластидах, расположенных в клетках. Хлоропласты содержат в себе хлорофилл, являющийся пигментом, окрашивающим части автотрофов в зеленый оттенок. Процесс происходит только при наличии воды и углекислого газа, выделяющегося из живых организмов при дыхании. Большая часть фототрофов выделяет кислород, который жизненно необходим объектам живой природы.

Строение фотосинтетического аппарата большинства фототрофов включает:

• Светособирающие пигменты, поглощающие световую энергию и передающую ее в реакционный центр;
• Фотохимические реакционные центры, в которых электромагнитная форма энергии трансформируется в химическую;
• Фотосинтетические электротранспортные системы, которые обеспечивают перенос электронов и запасают энергию в молекулах АТФ (аденозинтрифосфат).

Большая часть фототрофов представлена автотрофными организмами, поэтому их еще называют фотоавтотрофы. У них происходит фиксирование неорганического углерода. Таким организмам часто противопоставляются хемотрофы, получающие энергию в результате окислительно-восстановительных реакций, в которых окисляются доноры электронов. В фотоавтотрофных микроорганизмах может происходить синтез своих собственных продуктов питания, которые они получают из неорганических веществ под воздействием световой энергии и углекислого газа. К фотоавтотрофам относится ряд зеленых растений, цианобактерий и множество фотосинтезирующих бактерий.

Другой группой фототрофов выступают организмы, которые называют фотогетеротрофами. Для них свойственно использование света в качестве источника энергии и органических соединений как источника углерода. Синтез АТФ фотогетеротрофами происходит с помощью фотофосфорилирования. Поскольку эти бактерии не могут фиксировать бесцветный газ, построение биомолекул микроорганизма осуществляется с готовыми органическими соединениями. Группа таких фототрофов включает пурпурные и зеленые несерные бактерии, гелиобактерии, галобактерии и некоторые виды цианобактерий, способные расти гетеротрофно.

Хлорофилл

Хлорофилл — это зеленый пигмент, который состоит из кольца хромопротеина, называемого порфирином. Вокруг него электроны свободно перемещаются, в результате чего кольцо может приобретать или терять электроны.

Из-за этого у него есть потенциал для передачи электронов другим молекулам. Таким образом, солнечная энергия улавливается и передается другим фотосинтетическим структурам.

Есть несколько типов хлорофилла. Хлорофилл А содержится в растениях и водорослях. Тип b содержится в растениях и зеленых водорослях. С другой стороны, хлорофилл c присутствует в динофлагеллятах, а тип d — у цианобактерий.

— Передача энергии

Автотрофное питание характерно для автотрофных существ, составляющих основу всех пищевых цепей. В этом смысле энергия передается от автотрофов к основным потребителям, которые их потребляют, а затем к хищникам, которые пожирают основных потребителей.

Таким образом, растение как автотрофный организм или организм-продуцент является основной пищей оленя (первичный потребитель) и горного льва (вторичный потребитель), оно охотится и поедает оленей. Когда лев умирает, на разложившееся вещество действуют микроорганизмы и бактерии, и энергия снова возвращается в землю.

В гидротермальных жерлах автотрофные бактерии являются организмом-продуцентом пищевой сети. Мидии и улитки — главные потребители, питающиеся бактериями. В свою очередь осьминог включает этих моллюсков в свой рацион.

История [ править ]

Термин автотроф был придуман немецким ботаником Альбертом Бернхардом Франком в 1892 году. [ необходим непервичный источник ] Он происходит от древнегреческого слова τροφή ( trophḗ ), означающего «питание» или «еда». Первый автотрофный организм появился около 2 миллиардов лет назад. Фотоавтотрофы произошли от гетеротрофных бактерий в результате развития фотосинтеза . Первые фотосинтезирующие бактерии использовали сероводород . Из-за нехватки сероводорода некоторые фотосинтезирующие бактерии эволюционировали, чтобы использовать воду в фотосинтезе, что привело к появлению цианобактерий..

Примеры автотрофов

Большинство растений относятся к автотрофам. Все автотрофные растения являются фотоавтотрофами. Растения имеют органеллы, называемые хлоропластами, которые позволяют им захватывать солнечный свет, необходимый для фотосинтеза. Растения также получают питательные вещества из воды, различных минеральных веществ в почве (таких как азот и фосфор) и углекислого газа в атмосфере.

Водоросли также имеют хлоропласты и являются фотоавтотрофами. Хотя водоросли выглядеть как растения, они довольно разные. Растения в основном ведут прикрепленный образ жизни — они пускают корни и не двигаются, как только начинают расти. Водорослям не нужно укоренять в одном месте. Кроме того, растения многоклеточные, тогда как водоросли могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными.

К фотоавтотрофам и хемоавтотрофам также относятся некоторые бактерии. Цианобактерии, встречающиеся как в водной, так и наземной среде являются примером фотоавтотрофов. Они известны тем, что вызывают цветение воды, которое может быть очень токсичными. Примерами хемоавтотрофных бактерий являются азотфиксирующие бактерии в почве и сероокисляющие бактерии в глубоководных термальных жерлах.

Примеры [ править ]

В экосистеме Земли в разных государствах существует множество различных типов первичных продуцентов. Грибы и другие организмы, которые получают свою биомассу из окисляющих органических материалов, называются деструкторами и не являются первичными продуцентами. Однако лишайники, расположенные в тундровом климате, являются исключительным примером первичного продуцента, который посредством мутуалистического симбиоза сочетает фотосинтез водорослями (или дополнительно фиксацию азота цианобактериями) с защитой гриба- разлагателя . Кроме того, первичные продуценты, похожие на растения (деревья, водоросли), используют солнце как форму энергии и направляют его в воздух для других организмов. Конечно, существуют первичные продуценты H2O, в том числе бактерии, ифитопланктон . Поскольку существует множество примеров основных продуцентов, два доминирующих типа — кораллы и один из многих типов бурых водорослей, ламинария.

Главное отличие — автотрофы против гетеротрофов

Автотрофы и гетеротрофы — две группы питания, встречающиеся в окружающей среде. Автотрофы сами производят пищу путем фотосинтеза или хемосинтеза. Автотрофы находятся на начальном уровне пищевых цепей. Следовательно, оба синтеза известны как первичный синтез. С другой стороны, гетеротрофы потребляют автотрофы или гетеротрофы в качестве пищи. Таким образом, гетеротрофы находятся на вторичном или третичном уровнях пищевых цепей. главное отличие между автотрофами и гетеротрофами заключается в том, что автотрофы способны образовывать питательные органические вещества из простых неорганических веществ, таких как диоксид углерода, тогда как гетеротрофы не способны производить органические соединения из неорганических источников.

Эта статья объясняет,

1. Что такое автотрофы       — определение, особенности, классификация2. Что такое гетеротрофы      — определение, особенности, классификация3. В чем разница между автотрофами и гетеротрофами

Характеристика автотрофов

Для протекания процессов метаболизма живому существу необходима энергия, получаемая извне. Этот источник должен быть доступен, поскольку в связи со своим строением, большинство автотрофов практически неподвижны.

Таким образом, источником энергии для них является солнечный свет или эффект химических реакций. По такому признаку все автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.

Фототрофам для создания органических соединений необходим свет. Благодаря присутствию в клетках хлоропластов, данный вид автотрофов способен фотосинтезировать. В этом процессе кванты света в ходе сложного химического взаимодействия превращаются в питательные вещества.

Хемотрофы получают энергию другим способом – из реакций окисления некоторых химических соединений.

Типы автотрофов

Ученые классифицируют автотрофы в зависимости от того, как они получают свою энергию. Типы автотрофов включают фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

фотоавтотрофов

Фотоавтотрофы – это организмы, которые получают энергию для производства органических материалов из солнечного света. Фотоавтотрофы включают все растения, зеленые водоросли и бактерии которые выполняют фотосинтез.

Все фотоавтотрофы выполняют фотосинтез – слово, которое происходит от корневых слов «свет» и «сделать». Фотоавтотрофы захватывают фотоны от Солнца и собирают их энергию, используя ее для выполнения важных биохимических процессов, таких как создание АТФ.

Фотоавтотрофы делают больше, чем просто топливо и органические соединения для таких гетеротрофов, как мы!

Многие фотоавтотрофы берут углерод из атмосферы и используют его для производства сахаров и других молекул, которые сохраняют энергию Солнца в своих молекулярные связи, Чтобы сделать это, они принимают молекулы СО2, который создается неживыми геологическими процессами, и выделяют молекулы О2 – также известного как кислород, которым мы должны дышать!

Считается, что свободного кислорода в атмосфере Земли не было до тех пор, пока фотоавтотрофы не стали обычным явлением в морях Земли. Затем они произвели столько свободного кислорода, что большое количество железа, которое ранее было растворено в океанской воде, вступило в реакцию с кислородом и превратилось в ржавчину!

Этот процесс создал скалы, называемые полосатыми железными образованиями, на которые мы все еще можем взглянуть сегодня, чтобы увидеть эту историю нашей Земли. Выпуск большого количества свободного кислорода в атмосферу Земли с помощью фотоавтотрофов проложил путь для крупных животных, таких как мы, которые нуждаются в высокоэффективном процессе аэробного дыхания выжить.

Считается, что часть кислорода, вырабатываемого фотоавтотрофами, также создала озоновый слой Земли, который позволил жизни перемещаться на сушу, не опасаясь повреждения ДНК от ультрафиолетового излучения Солнца.

хемоавтотрофов

Хемоавтотрофы – это организмы, которые получают энергию от неорганических химических процессов. Сегодня хемоавтотрофы чаще всего встречаются в глубоководных средах, которые не получают солнечного света. Многим нужно жить вокруг глубоководных вулканических жерл, которые выделяют достаточно тепла, чтобы позволить метаболизму происходить с высокой скоростью.

В качестве источников энергии хемоавтотрофы используют летучие химические вещества, такие как молекулярный водород, сероводород, элементарная сера, двухвалентное железо и аммиак. Это делает их подходящими для жизни в местах, которые могут быть токсичными для многих других организмов, а также в местах без солнечного света. Хемоавтотрофы обычно являются бактериями или архебактерии Так как их метаболизм обычно недостаточно эффективен, чтобы поддерживать многоклеточность.

Ученые предположили, что жизнь может существовать в темных, химически изменчивых средах, таких как моря Титана на луне Юпитера, используя метаболизм, сходный с тем, который наблюдается у хемоавтотрофов на Земле. Доказательств такой жизни пока не найдено, но некоторые ученые считают, что спектр метаболических вариантов, предлагаемых хемосинтез резко расширяется круг мест во вселенной, где мы можем ожидать найти жизнь.

На самом деле неизвестно, были ли фотоавтотрофы или хемоавтотрофы первыми формами жизни на Земле. Многие поддерживают идею о том, что первые клетки были фотосинтезирующими, поскольку солнечный свет сияет на всей поверхности Земли. Но некоторые ученые считают, что вулканические участки в глубоком море или на поверхности Земли могли бы обеспечить более концентрированную энергию и более летучие химические вещества, что потенциально может привести к созданию первых клеток.

Эти ученые предполагают, что эти клетки могли бы затем развить фотосинтез в качестве источника энергии, который работал бы в любой точке земной поверхности, которую они распространяют дальше от своих вулканических точек происхождения.

Потому что отдельные клетки и их биохимия не окаменеть хорошо, мы никогда не узнаем, были ли хемоавтотрофы или фотоавтотрофы первыми формами жизни на Земле.

Зеленые водоросли

Зеленые водоросли — это парафилетическая группа водорослей, которые тесно связаны с наземными растениями. В настоящее время существует более 10 000 различных видов. Обычно они живут в различных пресноводных средах обитания, хотя их можно найти в некоторых морях на планете.

В эту группу входят такие пигменты, как хлорофиллы а и b, ксантофиллы, β-каротин и некоторые резервные вещества, например крахмал.

Примеры:

–Ульва лактукаламилла — это зеленые водоросли, произрастающие в приливной зоне большинства океанов. У него очень длинные листья с загнутыми краями, которые придают ему вид салата.

Этот вид входит в группу съедобных водорослей. Кроме того, он используется в косметической промышленности, при производстве увлажняющих средств.

— Volvox aureus обитает в пресной воде, образуя сферические колонии размером примерно 0,5 миллиметра. Эти кластеры состоят из примерно 300–3200 ячеек, связанных между собой плазменными волокнами. В хлоропластах накапливается крахмал, и они содержат фотосинтетические пигменты, такие как хлорофилл а, b и ß-каротин.

Ссылки

1. Джон А. Рэйвен (2013). Развитие автотрофии в зависимости от потребности в фосфоре. Восстановлено с Acade.oup.com
2. Википедия (2019). Автотрофос. Восстановлено с en.wikipedia.org.
3. Биологический словарь (2019). Автотроф. Восстановлено с biologydictionary.net.
4. Ф. Шалфей. (2008). Автотрофы. Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Р. Стронг. (2008). Пищевые цепи и пищевые сети. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Вреде, А. Кей. (2008). Экофизиология организма. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). О происхождении гетеротрофии. Получено с www.ncbi.nlm.nih.gov
8. Гонсалес-Торил Э. (2011) Автотроф. Энциклопедия астробиологии. Springer. Восстановлено с link.springer.com.
9. Бреннан, Джон (2019). Гетеротрофы произошли от автотрофов? Получено с sciencing.com.

Варианты

Некоторые организмы полагаются на органические соединения как на источник углерода , но могут использовать легкие или неорганические соединения в качестве источника энергии. Такие организмы — миксотрофы . Организм, который получает углерод из органических соединений, но получает энергию от света, называется фотогетеротрофом , а организм, который получает углерод из органических соединений и энергию от окисления неорганических соединений, называется хемолитогетеротрофом .

Данные свидетельствуют о том, что некоторые грибы могут также получать энергию от ионизирующего излучения : такие радиотрофные грибы были обнаружены внутри реактора Чернобыльской атомной электростанции .

Блок-схема для определения того, является ли вид автотрофом, гетеротрофом или подтипом

§ 23. Питание клетки

 1. Какие способы питания вам известны?

Ответ. 1. Питание — процесс поглощения веществ из окружающей среды, их преобразование в организме и создание из них усваиваемых организмом веществ, специфических для каждого конкретного организма.

Создание органических веществ из неорганических происходит при автотрофном способе питания. Использование готовых органических веществ — при гетеротрофном способе питания. Автотрофный способ характерен для зеленых растений и некоторых видов бактерий, а гетеротрофный — для всех других организмов.

Организмы сочетающие оба способа питания (зеленая эвглена, хламидомонада) обладают микотрофным питанием.

2. Приведите примеры фототрофов.

Ответ. Фототрофы осуществляют образование органических веществ в процессе фотосинтеза (зеленые растения, цианобактерии, серобактерии)

3. Как питаются гетеротрофы?

Ответ. Гетеротрофы питаются готовыми органическими веществами сапрофиты, паразиты, симбиотические организмы.

Вопросы после §23

1. Какие организмы являются гетеротрофами?

Ответ. Гетеротрофы не могут сами синтезировать весь набор необходимых им для жизнедеятельности органических веществ. Поэтому они поглощают нужные им соединения из окружающей среды. Затем они строят из полученных органических веществ собственные белки, липиды, углеводы. К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии. Кроме того, клетки растений, неспособные к фотосинтезу (например, клетки корня), также питаются гетеротрофно, поскольку получают органические вещества из других органов зелёного растения.

Существуют также организмы, способные использовать оба способа питания. Это, например, эвглена зелёная, которую ботаники относят к одноклеточным зелёным водорослям, а зоологи – к жгутиковым простейшим. И те и другие правы, поскольку на свету этот организм – фототроф, а в темноте – гетеротроф. Некоторые растения, например венерина мухоловка или росянка, способны пополнять нехватку азота ловлей и перевариванием насекомых, другие растения частично перешли к паразитическому образу жизни и, помимо фотосинтеза, могут получать органические вещества из организма хозяина при помощи особых видоизменений корней (омела, петров крест, повилика).

Полученные авто– или гетеротрофным путем органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. За счёт энергии химических связей этих веществ сначала обязательно синтезируется универсальный для всех живых существ источник энергии – АТФ

2. Какие организмы на Земле практически не зависят от энергии солнечного света?

Ответ. Хемосинтезирующие организмы (например, серобактерии) могут жить в океанах на огромной глубине, в тех местах, где из разломов земной коры в воду выходит сероводород. Конечно же, кванты света не могут проникнуть в воду на глубину около 3—4 километров (на такой глубине находится большинство рифтовых зон океана). Таким образом, хемосинтетики — единственные организмы на земле, не зависящие от энергии солнечного света.

С другой стороны, аммиак, который используется нитрифицирующими бактериями, выделяется в почву при гниении остатков растений или животных. В этом случае жизнедеятельность хемосинтетиков косвенно зависит от солнечного света, так как аммиак образуется при распаде органических соединений, полученных за счёт энергии Солнца.

Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитратами и нитритами, — форма азота, преимущественно усваиваемая растениями. Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.

Хемосинтез ( от лат. chemo — «химио» и synthesis «синтез») — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским.

Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессах ассимиляции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.