Caractéristiques de nutrition autotrophe, étapes, types, exemples

La Nutrition autotrophe C'est un processus qui se produit dans les organismes autotrophes, où, à partir de substances inorganiques, les composés nécessaires sont produits pour l'entretien et le développement de ces êtres vivants. Dans ce cas, l'énergie vient de la lumière du soleil ou de certains composés chimiques.

Par exemple, les plantes et les algues sont des organismes autotrophes, car ils produisent leur propre énergie; Ils n'ont pas besoin de se nourrir d'autres êtres vivants. Au contraire, les animaux herbivore, omnivore ou carnivore sont des hétérotrophes.

Nutrition autotrophe. Source: Pixabay.com

En tenant compte du type de source utilisé dans la procédure nutritionnelle, il existe des organismes de photoautophie et de chimioautotrophs. Les premiers obtiennent l'énergie de la lumière du soleil et sont représentés par des plantes, des algues et des bactéries photosynthétiques.

D'un autre côté, les chimioautotrophes utilisent divers composés inorganiques réduits, tels que l'hydrogène moléculaire, pour effectuer les procédures qui lui permettent d'obtenir ses nutriments. Ce groupe est composé de bactéries.

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Caractéristiques

- Conversion de l'énergie

Le premier principe de la thermodynamique établit que l'énergie n'est pas détruite ou créée. Cela subit des transformations dans d'autres types d'énergie, différents de la source d'origine. En ce sens, dans la nutrition autotrophe, l'énergie chimique et solaire est convertie en plusieurs par-produits, comme le glucose.

- Transfert d'énergie

La nutrition autotrophe est typique des êtres autotrophes, qui constituent la base de toutes les chaînes alimentaires. En ce sens, l'énergie est transférée des autotrophes aux consommateurs primaires qui les consomment, puis aux carnivores qui dévorent.

Ainsi, une plante, en tant qu'organisme ou producteur autotrophe. Lorsque le lion décède, les micro-organismes et les bactéries agissent sur la matière décomposée et que l'énergie revient sur Terre.

Dans les évents hydrothermaux, les bactéries autotrophes sont le corps de producteur alimentaire. Les moules et les escargots sont des consommateurs principaux, qui se nourrissent de bactéries. À son tour, la pieuvre comprend ces mollusques dans son alimentation.

- Structures et substances spécialisées

Chloroplastes

Chloroplaste

Les chloroplastes sont des organites ovales trouvés dans les plantes et les cellules d'algues. Ils sont entourés de membranes et à l'intérieur du processus de photosynthèse se produit.

Les deux tissus membraneux qui les entourent ont une structure continue, qui les délimite. La couche externe est perméable, en raison de la présence de porines. Quant à la membrane interne, elle contient des protéines, qui sont responsables du transport de substances.

Dans la partie intérieure, il a une cavité, connue sous le nom de stroma. Il y a les ribosomes, les lipides, les granules d'amidon et l'ADN circulaire à deux clôture. De plus, ils ont des appels appelés tilacoïdes, dont les membranes contiennent des pigments photosynthétiques, des lipides, des enzymes et des protéines.

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Pigments photosynthétiques

Ces pigments absorbent l'énergie de la lumière du soleil, à traiter par le système photosynthétique.

Chlorophylle

Chlorophylle

La chlorophylle est un pigment vert formé par un anneau de chromoprotéine appelée porphirine. Autour de cela, les électrons migrent librement, ce qui fait que l'anneau a le potentiel de gagner ou de perdre des électrons.

Pour cette raison, il a le potentiel de faciliter d'autres molécules les électrons qui sont sous tension. Ainsi, l'énergie solaire est capturée et transmise à d'autres structures photosynthétiques.

Il existe différents types de chlorophylle. La chlorophylle a est dans les plantes et les algues. Type B, se trouve dans les plantes et les algues vertes. D'un autre côté, la chlorophylle C est présente dans les dinoflagellates et le type D, les cyanobactéries possèdent.

Caroténoïdes

Comme d'autres pigments photosynthétiques, les caroténoïdes capturent l'énergie lumineuse. Cependant, en plus de cela, ils contribuent à dissiper l'excès de rayonnement absorbé.

Les caroténoïdes n'ont pas la capacité d'utiliser directement l'énergie légère pour la photosynthèse. Ceux-ci transfèrent l'énergie absorbée vers la chlorophylle, ils sont donc considérés comme des pigments accessoires.

Environnements extrêmes

Las Tardigrados, un phylum connu pour leur capacité à survivre dans des environnements très robustes. Source: Willow Gabriel, Goldstein Lab [CC BY-SA 2.5 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 2.5)], via Wikimedia Commons

De nombreux chimioautotrophs, parmi lesquels sont des bactéries nitrifiantes, sont distribuées dans les lacs, les mers et le sol. Cependant, d'autres vivent généralement dans des écosystèmes inhabituels, où il y a les produits chimiques nécessaires pour effectuer l'oxydation.

Par exemple, les bactéries qui habitent les volcans actifs, oxydent le soufre pour fabriquer leur nourriture. Aussi, dans le parc national de Yellowstone, aux États-Unis, il y a des bactéries qui sont situées à Hot Springs. De même, certains vivent dans la profondeur de l'océan, près des évents hydrothermaux.

Dans cette zone, l'eau filtre à travers une fissure dans les rochers chauds. Cela entraîne l'incorporation de l'eau de mer dans divers minéraux, parmi lesquels est le sulfure d'hydrogène, qui est utilisé par les bactéries de chimiosynthèse.

Étapes de la nutrition autotrophe

En général, la nutrition autotrophe est développée en trois phases. Ceux-ci sont:

Le passage de la membrane et la collecte d'énergie

Dans ce processus, des molécules inorganiques réduites, telles que l'ammoniac et les molécules inorganiques simples, telles que les sels, l'eau et le dioxyde de carbone, transfèrent la membrane cellulaire semi-perméable, sans cela provoquer la cellule.

D'un autre côté, dans les organismes photoautotrophes, la capture de l'énergie lumineuse se produit, qui est la source utilisée pour effectuer le processus de photosynthèse.

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Métabolisme

Pendant la nutrition autotrophe, un ensemble de réactions chimiques se produit dans le cytoplasme cellulaire. À la suite de ces processus, l'énergie biochimique qui sera utilisée par la cellule pour l'accomplissement de ses fonctions vitales est obtenue.

Excrétion

Cette phase finale consiste en élimination, à travers la membrane cellulaire semi-perméable, de tous les déchets provenant du métabolisme nutritionnel.

Gars

En tenant compte du type de source d'énergie utilisée, la nutrition autotrophe est classée de deux manières, photoautotrophique et chimioautrophique.

Photoautotrophes

Les photoautotrophes sont des organismes qui obtiennent l'énergie pour élaborer des composés organiques de la lumière du soleil, un processus qui s'appelle Photosynthèse. Ce groupe appartient aux algues vertes, aux plantes et à certaines bactéries photosynthétiques.

La photosynthèse se produit dans les chloroplastes et présente deux phases. Le premier est le lumineux. En cela, il y a une dissociation de la molécule d'eau, pour laquelle l'énergie lumineuse est utilisée. Le produit de cette phase est les molécules ATP et NADPH.

Cette énergie chimique est utilisée dans la deuxième étape du processus, connu sous le nom de phase sombre. Cela se produit dans le stroma des chloroplastes et reçoit ce nom car il ne nécessite pas d'énergie lumineuse afin que les processus chimiques puissent être spécifiés.

NADPH et ATP, produit de la phase lumineuse, sont utilisés pour synthétiser la matière organique, comme le glucose, en utilisant du dioxyde de carbone, des sulfates et comme source d'azote, de nitrites et de nitrates.

Chimioautotrophs

Nitrobacter est un genre de bactéries Chimióropho

Les chimioautotrophs, représentés par des bactéries, sont capables d'utiliser des composés inorganiques réduits comme base du métabolisme respiratoire.

De la même manière que les photoautotrophes, ce groupe utilise l'anhydride carbonique (CO2) comme principale source de carbone, assimilé de la même manière, par les réactions du cycle Calvin. Cependant, contrairement à ceux-ci, les chimioautotrophs n'utilisent pas la lumière du soleil comme source d'énergie.

L'énergie dont ils ont besoin est le produit de l'oxydation de certains composés inorganiques réduits, tels que l'hydrogène moléculaire, le fer ferreux, le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac et plusieurs formes réduites de soufre (H2S, S, S2O3-).

Actuellement, les chimioautotrophs se trouvent couramment dans les eaux profondes, où la lumière du soleil est presque nulle. Beaucoup de ces organismes doivent vivre autour des évents volcaniques. De cette façon, l'environnement est suffisamment chaud pour que le processus métabolique se produise à un rythme élevé.

Exemples d'êtres vivants avec une nutrition autotrophe

Les plantes

Sauf quelques exceptions quelques-unes, comme Vénus que nous avons attrapé (Dionaea Muscipula) qui peut attraper les insectes et les digérer par action enzymatique, toutes les plantes sont exclusivement autotrophiques.

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Les algues vertes

Les algues vertes sont un groupe paraphilétique d'algues, qui sont étroitement liées aux plantes terrestres. Il y en a actuellement plus de 10.000 espèces différentes. Ils vivent généralement dans divers habitats d'eau douce, bien qu'ils puissent être trouvés dans certaines mers sur la planète.

Ce groupe a des pigments tels que la chlorophylle A et B, les xantofilas, le β-carotène et certaines substances de réserve, comme l'amidon.

Exemples:

-Ulva Lactuca, Connu sous le nom de Lamilla, il s'agit d'une algue verte qui pousse dans la zone intermaréale de la grande majorité des océans. Il a des feuilles longues particulières, avec des bords bouclés, qui lui donnent une apparence de laitue.

Cette espèce se trouve dans le groupe d'algues comestibles. De plus, il est utilisé dans l'industrie cosmétique, dans l'élaboration des produits hydratants.

- Volvox aureus vit dans des eaux douces, formées de colonies sphériques d'environ 0,5 millimètre. Ces groupes sont formés d'environ 300 à 3200 cellules, qui sont interconnectées par des fibres plasmatiques. Dans les chloroplastes, il est adapté de l'amidon et a des pigments photosynthétiques tels que la chlorophylle A, B et ß-carotène.

Cyanobactéries

Les cyanobactéries étaient auparavant connues sous les noms des chloroxibactéries, des algues bleu vert et des algues vertes -zules. C'est parce qu'il a des pigments de chlorophylle, qui lui donnent ce ton vert. De plus, ils ont une morphologie similaire aux algues.

Ce sont un bord des bactéries, composé des seuls procaryotes ayant la capacité d'utiliser la lumière du soleil comme énergie et eau, comme source d'électrons pour la photosynthèse.

Bactéries de fer (Acidithiobacillus ferrooxidans)

Les bactéries Acidithiobacillus ferrooxidans Obtenez l'énergie du fer ferreux. Dans ce processus, les atomes de fer insolubles dans l'eau deviennent une forme moléculaire soluble dans ce. Cela a permis à cette espèce d'être utilisée pour extraire le fer de certains minéraux, où ils ne pourraient pas être éliminés de manière conventionnelle.

Bactéries de soufre incolore

Ces bactéries transforment le sulfure d'hydrogène, produit de la décomposition de la matière organique, en sulfate. Ce composé est utilisé par les plantes.

Les références

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