ORGANISMES AUTÒTROFS: CARACTERÍSTIQUES I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

Els organismes autòtrofs són els éssers vius que tenen la capacitat de produir el seu propi aliment. És a dir, poden generar compostos orgànics complexos, com greixos, carbohidrats o proteïnes, a partir d'elements simples. Per això, empren reaccions químiques inorgàniques o la llum solar.

Exemples d'organismes autòtrofs són les plantes, algues i els cianobacteris. Així, els organismes autòtrofs redueixen el diòxid de carboni per generar compostos orgànics, que s'utilitzen en la biosíntesi de substàncies. A més, l'energia química s'emmagatzema per emprar-se en diferents metabolismes.

Organisme autòtrof, un arbre. Font: pixabay.com.

La gran majoria dels autòtrofs empren l'aigua com a agent reductor, però, hi ha altres organismes que usen el sulfur d'hidrogen. Així mateix, considerant la font d'energia emprada en les reaccions, els autòtrofs es classifiquen en fotoautòtrofs i quimioautótrofos.

Els fotoautòtrofs, representats per les plantes, alguns bacteris i les algues verdes, utilitzen l'energia de la llum solar. D'altra banda, els quimioautótrofos empren el sofre o el nitrogen com a font energètica. A aquest grup pertanyen algunes arqueges i bacteris, com el bacteri de el sofre.

Origen i evolució

Hi ha diverses teories que intenten explicar l'origen de la vida a la terra. A parell d'aquestes, els científics realitzen investigacions per conèixer la manera en què aquests antecessors van obtenir l'energia per desenvolupar-se.

Alguns experts plantegen que els autòtrofs, tal qual com són coneguts actualment, possiblement van evolucionar de manera secundària a les primeres formes vivents. El procés bioquímic que fan servir els organismes fotosintètics per produir els seus aliments és altament especialitzat.

Això pogués suggerir que per a tals adaptacions possiblement es va requerir molt de temps i successives modificacions evolutives. No obstant això, els heteròtrofs depenen dels autòtrofs per alimentar-se. Per tant, els plantejaments han de girar al voltant de l'aclariment dels dubtes que sorgeixen en els dos casos.

Primeres cèl·lules autòtrofes

Hi ha una teoria que postula als organismes autòtrofs com les primeres cèl·lules existents a la Terra. Segons aquests plantejaments, aquestes estructures van satisfer les seves necessitats de carboni de el CO2 que es trobava en l'ambient.

Per explicar l'aparició dels éssers heteròtrofs, els científics que donen suport a aquesta hipòtesi plantegen que els primers quimiorganoheterótrofos es van desenvolupar en un substrat similar a el de l'Escherichia coli.

Primeres cèl·lules heteròtrofes

Un altre grup d'investigadors donen suport a la idea que les primeres formes de vida eren organismes heteròtrofs, que posteriorment van donar pas als éssers autòtrofs.

Segons algunes teories, les condicions existents a la Terra van afavorir la formació d'aminoàcids i d'altres compostos bàsics per al desenvolupament de la vida. Basat en això, els primers heteròtrofs es van nodrir d'aquests blocs energètics.

No obstant això, l'abundància en les fonts d'aminoàcids va ser decreixent. Això va exercir una forta pressió evolutiva sobre els heteròtrofs, el que va ocasionar el desenvolupament i especialització de cèl·lules que fossin capaços de produir el seu propi aliment, per mitjà de la fotosíntesi.

Aquests nous éssers autòtrofs, inicialment van dependre d'una variant de l'procés fotosintètic. Així, van emprar el sulfur d'hidrogen, que posteriorment va ser substituït per l'aigua, quan va intervenir el grup dels cianobacteris.

En el moment que en la fotosíntesi entra l'aigua com a element fonamental, es crea un subproducte important: l'oxigen. Aquest es va excretar a el medi ambient, on a poc a poc els seus nivells van ser elevant-se. Així, probablement va evolucionar una nova varietat de vida heteròtrofa, aquells amb la capacitat de respirar l'oxigen lliure.

Característiques dels organismes autòtrofs

- Síntesi d'ATP

Els organismes autòtrofs transformen l'energia que prové de el Sol en enllaços d'ATP, mitjançant el procés de la fotosíntesi. Gran part d'aquest ATP és hidrolitzat amb la finalitat de proveir energia, que serà emprada en la conversió de l'diòxid de carboni en sucres de sis carbonis.

- Productes de la fotosíntesi

Com a producte final de la fotosíntesi, que ocorre en els cloroplasts, hi ha la sacarosa, un disacàrid compost de fructosa i glucosa. Aquesta és transportada als teixits, que la metabolitzen per obtenir energia. També, aquest procés genera midó, que és una font de magatzem de carbohidrats.

Així mateix, la fotosíntesi allibera oxigen a el medi ambient. No obstant això, hi ha alguns bacteris, com les porpres i verds, on no hi ha producció d'oxigen. En aquestes es porta a terme un tipus especial de procés de l'energia solar, conegut com la fotosíntesi anoxigènica.

- Productors

Les plantes són organismes autòtrofs i produeixen el seu propi aliment. Els organismes heteròtrofs s'alimenten d'altres organismes

Dins de la cadena tròfica, els organismes autòtrofs formen el grup de productors. Aquests són la base de l'alimentació dels consumidors primaris, que, com herbívors, s'alimenten principalment d'espècies vegetals.

-Transmissió de l'energia

Els autòtrofs converteixen i emmagatzemen l'energia en enllaços químics de sucres simples. Aquests es polimeritzen per poder ser emmagatzemats com carbohidrats de cadena llarga, incloent cel·lulosa i midó. La glucosa també és produïda, i és la base de les proteïnes i de greixos.

Quan un organisme heteròtrof ingereix se a un autòtrof, els greixos, els carbohidrats i les proteïnes que contenen permeten que l'animal pugui realitzar totes les seves funcions metabòliques vitals.

Tipus d'organismes autòtrofs

fotoautótrofos

Filaments de Cyanobacteria gènere Lyngbya (bacteri de tipus fotosintètica oxigènica)

Els organismes fotoautòtrofs utilitzen la llum com a font d'energia per a fabricar matèria orgànica. Per això, realitzen el procés de fotosíntesi. Un exemple d'aquests són les plantes, les algues verdes i alguns bacteris.

quimioautótrofos

Els quimioautótrofos són organismes que obtenen energia de processos químics inorgànics. Actualment, aquests organismes habiten profundes, on no reben llum solar. Molts viuen al voltant de respiradors volcànics, on la calor facilita les reaccions metabòliques.

Exemples d'organismes autòtrofs

- Plantes i algues verdes

Aquestes són fotoautótrofas, ja que transformen la llum solar en carboni reduït, que actua com a font d'energia química. Les algues verdes i les plantes són fonamentals en la cadena alimentària, ja que conformen part del grup de productors primaris.

- Bacteris de ferro

Els bacteris de ferro són quimioautótrofos, ja que reben l'energia de l'oxidació de substàncies orgàniques o inorgàniques. Generalment habiten a terra, en els rius i en àrees on abunda el ferro, com les fonts subterrànies d'aigua.

- Bacteris de sofre

Els bacteris de sofre es troben en aigües estancades o en deus de tipus sulfurós. A diferència de les algues verdes o de les plantes, no utilitzen l'aigua com un agent reductor, per tant, no produeixen oxigen.

Els bacteris vermells de l'sofre són de gran importància per a l'ecosistema, ja que formen una part important dels cicles de l'sofre i de l'carboni. A més, com a productors primaris, són aliments d'una variada gamma d'organismes aquàtics.

referències

1. John A. Raven (2013). The evolution of autotrophy in relation to phosphorus requirement. Recuperat de academic.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos. Recuperat de en.wikipedia.org.
3. Biology dictionary (2019). Autotroph. Recuperat de biologydictionary.net.
4. F. Sage. (2008). Autotrophs. Recuperat de sciencedirect.com.
5. R. Strong. (2008). Food Chains and Food Webs. Recuperat de sciencedirect.com.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Organismal Ecophysiology. Recuperat de sciencedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). On the Origin of Heterotrophy. Recuperat de www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotroph. Encyclopedia of Astrobiology. Springer. Recuperat de link.springer.com.
9. Brennan, John (2019). Did Heterotrophs Evolve From Autotrophs ?. Recuperat de sciencing.com.