ORGANISMI AUTOTROFI: CARATTERISTICHE ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

Gli organismi autotrofi sono organismi viventi che hanno la capacità di produrre il proprio cibo. Cioè, possono generare composti organici complessi, come grassi, carboidrati o proteine, da elementi semplici. Per questo, usano reazioni chimiche inorganiche o luce solare.

Esempi di organismi autotrofi sono piante, alghe e cianobatteri. Pertanto, gli organismi autotrofi riducono l'anidride carbonica per generare composti organici, che vengono utilizzati nella biosintesi delle sostanze. Inoltre, l'energia chimica viene immagazzinata per essere utilizzata in diversi metabolismi.

Organismo autotrofico, un albero. Fonte: pixabay.com.

La stragrande maggioranza degli autotrofi usa l'acqua come agente riducente, tuttavia, ci sono altri organismi che usano l'idrogeno solforato. Allo stesso modo, considerando la fonte di energia utilizzata nelle reazioni, gli autotrofi sono classificati come fotoautotrofi e chemoautotrofi.

I fotoautotrofi, rappresentati da piante, alcuni batteri e alghe verdi, utilizzano l'energia della luce solare. D'altra parte, i chemioautotrofi usano lo zolfo o l'azoto come fonte di energia. Alcuni archaea e batteri, come i batteri dello zolfo, appartengono a questo gruppo.

Origine ed evoluzione

Esistono varie teorie che cercano di spiegare l'origine della vita sulla terra. Insieme a questi, gli scienziati conducono ricerche per scoprire come questi antenati hanno ottenuto l'energia per svilupparsi.

Alcuni esperti suggeriscono che gli autotrofi, come sono attualmente noti, probabilmente si sono evoluti in modo secondario rispetto alle prime forme viventi. Il processo biochimico utilizzato dagli organismi fotosintetici per produrre il loro cibo è altamente specializzato.

Ciò potrebbe suggerire che tali adattamenti potrebbero aver richiesto molto tempo e successive modifiche evolutive. Tuttavia, gli eterotrofi dipendono dagli autotrofi per il cibo. Pertanto, le proposte devono ruotare intorno al chiarimento dei dubbi che sorgono in entrambi i casi.

Prime cellule autotrofe

C'è una teoria che postula organismi autotrofi come le prime cellule sulla Terra. Secondo questi approcci, queste strutture hanno soddisfatto il loro fabbisogno di carbonio dalla CO2 trovata nell'ambiente.

Per spiegare la comparsa degli eterotrofi, gli scienziati che supportano questa ipotesi suggeriscono che i primi chemioorganoeterotrofi si siano sviluppati su un substrato simile a quello dell'Escherichia coli.

Prime cellule eterotrofiche

Un altro gruppo di ricercatori sostiene l'idea che le prime forme di vita fossero organismi eterotrofi, che in seguito hanno lasciato il posto a esseri autotrofi.

Secondo alcune teorie, le condizioni esistenti sulla Terra hanno favorito la formazione di amminoacidi e altri composti di base per lo sviluppo della vita. Sulla base di ciò, i primi eterotrofi furono alimentati da questi blocchi energetici.

Tuttavia, l'abbondanza di fonti di amminoacidi stava diminuendo. Ciò ha esercitato una forte pressione evolutiva sugli eterotrofi, che ha causato lo sviluppo e la specializzazione di cellule in grado di produrre il proprio cibo, attraverso la fotosintesi.

Questi nuovi esseri autotrofi inizialmente dipendevano da una variante del processo fotosintetico. Così, hanno usato l'idrogeno solforato, che è stato successivamente sostituito dall'acqua, quando è intervenuto il gruppo di cianobatteri.

Nel momento in cui l'acqua entra nella fotosintesi come elemento fondamentale, si crea un importante sottoprodotto: l'ossigeno. Questo è stato escreto nell'ambiente, dove a poco a poco i suoi livelli sono aumentati. Quindi, probabilmente si è evoluta una nuova varietà di vita eterotrofa, quella con la capacità di respirare ossigeno libero.

Caratteristiche degli organismi autotrofi

- Sintesi ATP

Gli organismi autotrofi trasformano l'energia che proviene dal Sole in legami ATP, attraverso il processo di fotosintesi. Gran parte di questo ATP viene idrolizzato per fornire energia, che verrà utilizzata nella conversione dell'anidride carbonica in zuccheri a sei carbonio.

- Prodotti della fotosintesi

Poiché il prodotto finale della fotosintesi, che si verifica nei cloroplasti, è il saccarosio, un disaccaride composto da fruttosio e glucosio. Questo viene trasportato ai tessuti, che lo metabolizzano per produrre energia. Inoltre, questo processo genera amido, che è una fonte di immagazzinamento di carboidrati.

Allo stesso modo, la fotosintesi rilascia ossigeno nell'ambiente. Tuttavia, ci sono alcuni batteri, come il viola e il verde, dove non c'è produzione di ossigeno. In questi viene eseguito un tipo speciale di processo di energia solare, noto come fotosintesi anossigenica.

- Produttori

Le piante sono organismi autotrofi e producono il proprio cibo. Gli organismi eterotrofi si nutrono di altri organismi

All'interno della catena alimentare, gli organismi autotrofi formano il gruppo di produttori. Queste sono le basi della dieta dei consumatori primari, che, in quanto erbivori, si nutrono principalmente di specie vegetali.

-Trasmissione di energia

Gli autotrofi convertono e immagazzinano energia in legami chimici di zuccheri semplici. Questi polimerizzano in modo da poter essere immagazzinati come carboidrati a catena lunga, tra cui cellulosa e amido. Viene prodotto anche il glucosio, che è la base di proteine ​​e grassi.

Quando un organismo eterotrofo ingerisce uno autotrofo, i grassi, i carboidrati e le proteine ​​che contengono permettono all'animale di svolgere tutte le sue funzioni metaboliche vitali.

Tipi di organismi autotrofi

photoautotrophs

Cianobatteri genere Lyngbya filamenti (batteri di tipo fotosintetico ossigenato)

Gli organismi fotoautotrofi usano la luce come fonte di energia per produrre materia organica. Per questo, eseguono il processo di fotosintesi. Un esempio di questi sono piante, alghe verdi e alcuni batteri.

Chemoautotrofi

I chemioautotrofi sono organismi che ottengono energia da processi chimici inorganici. Attualmente, questi organismi vivono in profondità, dove non ricevono la luce solare. Molti vivono intorno a bocche vulcaniche, dove il calore facilita le reazioni metaboliche.

Esempi di organismi autotrofi

- Piante e alghe verdi

Questi sono fotoautotrofi, poiché trasformano la luce solare in carbonio ridotto, che funge da fonte di energia chimica. Le alghe verdi e le piante sono fondamentali nella filiera alimentare, poiché fanno parte del gruppo dei produttori primari.

- Batteri di ferro

I batteri del ferro sono chemioautotrofi, poiché ricevono energia dall'ossidazione di sostanze organiche o inorganiche. Generalmente abitano il suolo, nei fiumi e nelle aree in cui il ferro è abbondante, come le fonti d'acqua sotterranee.

- Batteri di zolfo

I batteri dello zolfo si trovano nelle acque stagnanti o nelle sorgenti di tipo sulfureo. A differenza delle alghe verdi o delle piante, non usano l'acqua come agente riducente, quindi non producono ossigeno.

I batteri dello zolfo rosso sono di grande importanza per l'ecosistema, poiché costituiscono una parte importante dei cicli dello zolfo e del carbonio. Inoltre, come produttori primari, sono cibo per una vasta gamma di organismi acquatici.

Riferimenti

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