Автотрофы что это такое

Что в биологии называют автотрофами? Какие живые организмы к ним относятся?

Люди и многие животные должны употреблять в пищу других живых существ, чтобы получать энергию для жизнедеятельности. Но есть автотрофные организмы, которые могут самостоятельно синтезировать питательные вещества. Автотрофы способны обеспечить источниками энергии как себя, так и тех, кто не может производить их самостоятельно.

Кто такие автотрофы?

Автотрофы (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) – организмы, которые самостоятельно производят сложные органические вещества (например, углеводы, жиры и белки) из неорганических (таких как вода, диоксид углерод, неорганические соединения азота), использую для этого солнечного света (фотосинтез) или химических реакций (хемосинтез).

Каждое живое существо нуждается в энергии, чтобы выжить. Мы получаем эту энергию из продуктов, которые мы едим. Продукты, употребляемые нами в пищу, когда-то были живыми и сами по себе полны энергии. Организмы, которые должны питаться другими живыми существами, чтобы выжить, называются гетеротрофами. Поскольку гетеротрофы не могут самостоятельно синтезировать питательные вещества, их называют консументами (потребителями).

Но представьте, что вы можете получать питательные вещества без еды. Это именно то, что делают автотрофы. Они синтезируют органические вещества из неорганических посредством фотосинтеза или хемосинтеза. Автотрофы являются первичными продуцентами (производителями), поскольку они служат источником пищи для всех гетеротрофных организмов.

Типы автотрофов

Существует два типа автотрофов: фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

Фотоавтотрофы

Фотоавтотрофы получают энергию от солнечного света и преобразуют ее в питательные вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. В процессе фотосинтеза не только солнечный свет превращается в энергию, но из атмосферы также берется углекислый газ, а вместо него выделяется кислород.

Хемоавтотрофы

Хемоавтотрофы – это организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических при помощи хемосинтеза. Хемосинтез – это процесс, в результате которого некоторые бактерии и археи, преобразовывают химическую энергию в питательные вещества. Они могут использовать в качестве восстановителей такие неорганические соединения, как сероводород, сера, аммоний и железо, а также синтезировать органические соединения из углекислого газа. Хемоавтотрофы встречаются в экстремальной среде обитания, например, в глубоководных источниках, куда не проникает солнечный свет. К ним относятся метаногены, галофилы, нитрификаторы, термоацидофилы, сероокисляющие бактерии и другие экстремофилы.

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.

Источник

Что такое автотрофы в биологии и каковы автотрофные типы питания

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Все организмы на земле нуждаются в получении энергии тем или иным способом.

Некоторые из них получают ее от солнца, некоторые от переработки неорганических веществ, а некоторые просто потребляют уже накопленную на планете органику.

Сегодня мы поговорим об автотрофах — организмах, без которых жизнь на земле была бы невозможна, потому что именно они вырабатывают кислород и органические соединения, которыми все остальные дышат и питаются.

Автотрофы — это.

Все живые организмы для обеспечения собственной жизнедеятельности должны получать энергетический ресурс. Последний, в свою очередь, образуется путём переработки питательных веществ.

Эти вещества организм получает двумя способами: либо за счёт синтеза органического вещества из неорганических соединений, либо путём использования готовой органики (в первую очередь углеводов).

В первом случае мы имеем дело с так называемыми автотрофами, во втором – с гетеротрофами. В данном контексте акцент делается на первый вид (автотрофы), составляющий фундамент пищевой пирамиды Земли.

Автотрофные типы питания

Источником энергии для автотрофов служит либо солнечный свет, либо продукты, образующиеся в результате сложных химических реакций. По этому принципу автотрофы делятся на:

В клетках фототрофов присутствует хлорофилл, благодаря которому происходит процесс фотосинтеза (что это?), то есть образование органических соединений из неорганических субстанций, главным образом из углекислого газа (двуокиси углерода) и воды.

Хемотрофы, не имея возможности поглощать энергию солнечного света, используют другую альтернативу – окислительно-восстановительную химическую реакцию с участием сероводорода, метана, серы, двухвалентного железа и других неорганических соединений.

Автотрофы относятся к категории продуцентов (что это?), то есть являются производителями питательных веществ для потребителей и разрушителей (консументов и редуцентов), иными словами, для гетеротрофов.

Следует отметить, что некоторые растения и бактерии-фототрофы при определённых условиях (в частности, будучи лишёнными доступа к световому излучению) могут применять гетеротрофный тип питания, т.е. относятся к категории миксотрофов.

В качестве примера можно привести венерину мухоловку: это насекомоядное растение создаёт органическое вещество посредством фотосинтеза, однако часть питательных веществ извлекает из тел попавших в её хитроумные ловушки насекомых. Изобретательность природы поистине безгранична.

Автотрофы и гетеротрофы

Как уже отмечалось, автотрофные организмы для обеспечения своей жизнедеятельности пользуются нероманическими веществами, которые содержатся в почве, воде, атмосфере. При этом источником углерода в подавляющем большинстве случаев служит углекислый газ (СО2).

Автотрофам нет необходимости заниматься поиском пропитания, для этого им достаточно собственных врождённых способностей, позволяющих обеспечить рост и дальнейшее развитие. Это нашло отражение в их названии (с др.греч. «автос» — сам + «трофи» — питание).

К автотрофам относятся практически все зелёные растения, многоклеточные водоросли и некоторые группы бактерий (в частности, цианобактерии, клетки которых содержат хлорофилл).

Организмы, усваивающие углерод и другие неорганические вещества из приготовленных автотрофами органических соединений, составляют категорию гетеротрофов.

Гетеротрофные организмы едят то, что приготовлено другими. В процессе пищеварения гетеротрофы перерабатывают органическую субстанцию и расщепляют её при помощи особых ферментов (что это такое?).

Из вышесказанного нетрудно понять, что автотрофы принадлежат к первой ступени пищевой цепочки, являясь источником органической материи, из которой состоит всё живое на планете Земля.

Для наглядности в нижеследующей таблице приводятся отличительные признаки автотрофных и гетеротрофных представителей биосферы.

Роль автотрофов в биосфере

Автотрофы как биотический компонент экосистемы имеют первостепенное значение в пищевой цепочке земного шара. Только они способны поглощать космическую (солнечную) энергию и трансформировать её в молекулярную энергию белков, жиров и углеводов.

Ежегодно автотрофы вырабатывают в окружающую среду сотни миллиардов тонн органических субстанций и чистого кислорода, обеспечивая питанием всех остальных обитателей биосферы.

Таким образом, не будет преувеличением сказать, что без автотрофов существование жизни на Земле было бы в принципе невозможно.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

Смотрел передачу о хищных растениях, та же Венерина мухоловка получает из насекомых необходимый для каждого растения азот, ну а без растений не могло быть жизни на Земле, для них кислород — это побочный продукт, а для нас жизненно необходимый окислитель.

Источник

Автотрофы – кто это такие, чем они отличаются от гетеротрофов и что надо знать про этих удивительных организмов

Живые организмы, которые «сами себя кормят» – сами создают органические вещества из неорганических.

Автотрофы – это живые организмы, которые умеют сами создавать органические вещества из неорганических. То есть они «кормят себя» сами – «автоматически». А вот гетеротрофы так делать не умеют, им надо получать органику в готовом виде – поэтому они едят либо автотрофов (как заяц морковку), либо других гетеротрофов (волки едят зайцев).

Два вида автотрофов

Фототрофы. Их большинство. Они создают органические вещества из неорганических, используя для этого световое излучение. Растения – как раз фототрофы. Если не будет света – они погибнут «от голода».

Хемотрофы. Есть небольшая группа организмов, которые могут «кормиться» на разложении химических соединений. Чаще всего – соединений серы. В глубоководных морях встречаются бактерии, которые живут на самом дне и получают энергию от того, что особым образом «переваривают» сероводород и некоторые другие химические соединения.

Примеры организмов автотрофов

Почти все растения – автотрофы. Есть растения типа раффлезии, которые являются гетеротрофами – они привлекают насекомых, насекомые вязнут в их соке, после чего они их «переваривают».

Но в основном все растения вырабатывают органические вещества из неорганических самостоятельно. Они впитывают неорганические вещества (воду и минеральные соли) из почвы, а потом, пользуясь энергией солнца, создают из них органические соединения. Этот процесс в науке получил название «фотосинтез».

Еще автотрофы встречаются среди некоторых простейших. Например, у вольвокса есть так «хроматофор», который, как хлоропласты у растений, производит органические соединения.

Не менее популярный пример – эвглена зеленая. Этот организм правильнее называть «миксотрофом», потому что он может питаться и как автотроф, самостоятельно создавая для себя органические соединения, и как гетеротроф – поедая других организмов. Если эвглена живет в темноте, и возможности использовать хроматофор у нее нет, тогда она переключается на «гетеротрофный» образ жизни и становится настоящим хищником.

Отличительные признаки автотрофов

Если брать растения, то их главная особенность – они неподвижны. Им не надо перемещаться для того, чтобы искать себе пищу. Они растут там, куда их «занесло». При этом они способны на «пассивное» движение. Например, подсолнух в течение дня поворачивает свои листья вслед за солнцем, чтобы улавливать как можно больше его лучей.

У них нет органов для добывания, измельчения и переваривания пищи. У животных в этом плане есть лапы с когтями, острые зубы, сильные челюсти, желудок, кишечник. Растениям этого ничего не надо.

Они устроены намного проще, чем гетеротрофы. Поскольку гетеротрофам надо во что бы то ни стало добыть себе пищу, их организм устроен намного более сложно. Самый яркий пример здесь – головной мозг и все рефлексы, которые так или иначе им контролируются. Хищник должен уметь подкрадываться к жертве, определять, с какого расстояния можно ее атаковать. И в то же время следить за тем, чтобы не стать добычей другого хищника. И вообще множество всего анализировать каждую секунду, чтобы не проиграть в борьбе за выживание.

Роль автотрофов в круговороте органики

С автотрофов начинается процесс круговорота органических веществ. Если не будет автотрофов, этот процесс вообще не запустится.

Однако встречаются организмы, которые сами для себя производят органику, а потом сами же ее разлагают. Пример – медуза Cyanea, которая плавает практически во всех океанах. Она является автотрофом, но сама же расщепляет органические вещества до полностью неорганических. Поэтому она и продуцент, и консумент, и редуцент.

Заключение

Подпишитесь на рассылку, чтобы получать на почту новые статьи в рубрике «Образование».

Это вторая статья по биологии, которую я публикую на сайте. Так получилось, что первая была про гетеротрофов. Напишите, пожалуйста, какие недостатки вы видите в тексте, чтобы я мог его доработать.

Форма для комментария чуть ниже, прокрутите мышью, и вы ее увидите. Я читаю все комментарии и отвечаю на них. Заранее спасибо.

Источник

Что такое автотрофы?

Чем отличаются автотрофы от гетеротрофов, какие характерные черты им присущи, в чем заключается их роль в формировании биосферы – ответы на эти и другие вопросы представлены в данной статье.

Автотрофы: особенности, свойства и характеристики организмов

К автотрофам относят (от др.-греч. αὐτός – сам + τροφή – пища) организмы, которые способны самостоятельно синтезировать органические вещества (белки, жиры и углеводы) из неорганических – углекислого газа (СО₂), воды (Н₂О), минеральных солей. Главная их особенность заключается в автономности и независимости от других организмов (гетеротрофов или миксотрофов). В число автотрофных организмов входят многие зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии.

Характерные особенности автотрофов:

Какова роль автотрофов?

Кроме того, растения, водоросли и бактерии участвуют в процессе фотосинтеза, преобразуя неорганические водородные соединения в углеводы под действием солнечного света. Следовательно, они выделяют в атмосферу кислород, сдерживая рост уровня углекислого газа и поддерживая жизнь на Земле, формируют озоновый слой, защищающий от вредного космического излучения.

Автотрофы участвуют в процессе фотосинтеза.

Благодаря автотрофам происходит формирование биомассы на планете. Животные и другие гетеротрофы питаются ими, тем самым преобразуя органику, но не изменяя ее количество.

Автотрофы – основа существования всего живого на Земле, «легкие» планеты и источник углеводов, жиров и растительных белков.

Роль хемоавтотрофов для биосферы также высока. Они преобразуют соединения серы, азота или железа, обеспечивая круговорот этих элементов в природе. В результате химических реакций хемосинтетиков образуются нитриты и нитраты, необходимые для обогащения почвы.

Какие организмы относят к автотрофам?

Все автотрофы разделяют на две группы в зависимости от способа получения ими энергии:

Представители первой группы получают энергию в процессе фотосинтеза, при этом участвуя в круговороте углерода в биосфере. Обязательным условием жизни фотосинтезирующих растений и водорослей является солнечный свет. Под его воздействием хлоропласты преобразуют углекислый газ и воду в питательные вещества.

Вторая группа представлена бактериями, которые продуцируют энергию с помощью хемосинтеза – процесса преобразования неорганических соединений за счет химических реакций в питательные вещества. В число хемоавтотрофов входят галофилы, термоацидофилы, метаногены и другие организмы, обитающие в экстремальной среде кислых горячих или глубоководных источников.

Типы хемотрофов.

Гетеретрофы: определяем сходства и отличия с автотрофами

Основным отличительным признаком автотрофов является тип питания, а также способ получения органических веществ. Сравнительная характеристика двух групп живых организмов представлена в таблице.

Таким образом, именно способность к фотосинтезу и хемосинтезу позволяет отнести растения и бактерии к организмам с автотрофным типом питания.

Как считаете, в чем основное биологическое значение данной группы организмов?

Источник

Автотроф – Определение, Типы и Примеры

Определение автотрофа

Автотрофы – это организмы, которые могут производить свою собственную пищу, используя материалы из неорганических источников. Слово «автотроф» происходит от корневых слов «авто» для «я» и «трофей» для «еда». Автотроф организм который питается сам, без помощи каких-либо других организмов.

Автотрофы чрезвычайно важны, потому что без них никакие другие формы жизни не могут существовать. Без растений, которые создают сахара из углекислого газа и солнечного света в процессе фотосинтез Например, не могло существовать никаких травоядных животных, и не могли существовать плотоядные животные, которые едят травоядных.

По этой причине автотрофы часто называют «производителями». Они составляют основу экосистема «s энергетическая пирамида и предоставить топливо, необходимое для существования всех гетеротрофов (организмов, которые должны получать пищу от других).

Первыми формами жизни на Земле должны были быть автотрофы, чтобы существовать и производить энергию и биологические материалы в ранее неживой среде. Гетеротрофы, скорее всего, развивались по мере того, как автотрофы становились все более распространенными, и некоторые формы жизни обнаруживали, что проще есть автотрофы, чем производить энергию и органические материалы для себя.

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.

Примеры автотрофов

растения

Растения, за очень немногими исключениями (например, ловушка для мух Венеры, которая может питаться насекомыми), являются фотоавтотрофами. Они производят сахара и другие необходимые ингредиенты для жизни, используя свои пигменты, такие как хлорофилл, чтобы захватить фотоны и использовать их энергию. Когда растения потребляются животными, животные могут использовать эту энергию и эти органические материалы для себя.

Зеленые водоросли

Зеленые водоросли, которые могут быть знакомы вам как сволочь, также являются фотоавтотрофами. зеленый водоросли на самом деле может иметь большое сходство с первой распространенной формой жизни на Земле – цианобактериями, зелеными бактериями, которые выросли в матах и ​​начали процесс превращения Земли в мир с кислородной атмосферой.

«Железные бактерии» – Acidithiobacillus ferrooxidans

Бактерия Acidithiobacillus ferrooxidans получает энергию из двухвалентного железа. В процессе он превращает атомы железа из молекулярной формы, где они не могут быть растворены в воде, в молекулярную форму, где они могут.

В результате Acidithiobacillus ferrooxidans был использован для извлечения железа из руд, которые не могли быть извлечены обычными способами.

Область биогидрометаллургии – это изучение использования живых организмов для получения металлов путем растворения их в воде, где они могут быть подвергнуты дальнейшей обработке.

викторина

1. Какое из следующих утверждений относится к хемоавтотрофам?A. Они используют энергию солнечного света для приготовления пищи.B. Они полагаются на другие организмы, такие как растения и хищные животные, в пищу.C. Они используют энергию химических веществ, таких как водород, сера и железо, для приготовления пищи.D. Ни один из вышеперечисленных.

Ответ на вопрос № 1

С верно. Хемотрофы используют энергию неорганических химических веществ для обеспечения жизненных функций.

3. Первая форма жизни на Земле была вероятна …A. Фотоавтотроф.B. Хемоавтотроф.C. Ни один из вышеперечисленных.D. Никто не знает.

Ответ на вопрос № 3

D верно. У нас нет прямых доказательств первой формы жизни на Земле, и неизвестно, развился ли сначала хемосинтез или фотосинтез.

Источник