AUTOTROFNÍ ORGANISMY: VLASTNOSTI A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Tyto autotrofní organismy jsou živé organismy, které mají schopnost produkovat vlastní potraviny. To znamená, že mohou vytvářet jednoduché organické sloučeniny, jako jsou tuky, uhlohydráty nebo proteiny, z jednoduchých prvků. K tomu používají anorganické chemické reakce nebo sluneční světlo.

Příklady autotrofních organismů jsou rostliny, řasy a sinice. Autotrofní organismy tak redukují oxid uhličitý a vytvářejí organické sloučeniny, které se používají při biosyntéze látek. Kromě toho je chemická energie ukládána pro použití při různých metabolizacích.

Autotrofní organismus, strom. Zdroj: pixabay.com.

Převážná většina autotrofů používá vodu jako redukční činidlo, existují však i jiné organismy, které používají sirovodík. Podobně, s ohledem na zdroj energie použitý v reakcích, jsou autotrofy klasifikovány jako fotoautotrofy a chemoautotrofy.

Fotoautotrofy, představované rostlinami, některými bakteriemi a zelenými řasami, využívají energii ze slunečního světla. Na druhé straně chemoautotrofy používají jako zdroj energie síru nebo dusík. Některé archaea a bakterie, jako jsou bakterie síry, patří do této skupiny.

Původ a vývoj

Existují různé teorie, které se snaží vysvětlit původ života na Zemi. Spolu s nimi vědci provádějí výzkum, aby zjistili, jak tito předkové získali energii na rozvoj.

Někteří odborníci naznačují, že autotrofy, jak jsou v současné době známy, se pravděpodobně vyvinuly sekundárně k prvním živým formám. Biochemický proces, který fotosyntetické organismy používají k výrobě potravy, je vysoce specializovaný.

To by mohlo naznačovat, že takové úpravy mohou vyžadovat dlouhou dobu a následné evoluční modifikace. Heterotrofy však závisí na autotrofech pro potraviny. Proto se návrhy musí točit kolem vyjasnění pochybností, které v obou případech vzniknou.

První autotrofní buňky

Existuje teorie, která postuluje autotrofní organismy jako první buňky na Zemi. Podle těchto přístupů uspokojily tyto struktury své uhlíkové potřeby z CO2 nalezeného v životním prostředí.

Vědci, kteří tuto hypotézu podporují, vysvětlují, že první chemoorganoheterotrofy se vyvinuly na substrátu podobném Escherichia coli, aby se vysvětlil výskyt heterotrofních bytostí.

První heterotrofní buňky

Další skupina vědců podporuje myšlenku, že první formy života byly heterotrofní organismy, které později ustoupily autotrofním bytostem.

Podle některých teorií existující podmínky na Zemi podporovaly tvorbu aminokyselin a dalších základních sloučenin pro vývoj života. Na základě toho byly těmito energetickými bloky napájeny první heterotrofy.

Hojnost zdrojů aminokyselin však klesala. Toto vyvíjelo silný evoluční tlak na heterotrofy, které způsobovalo vývoj a specializaci buněk, které byly schopné produkovat vlastní jídlo, prostřednictvím fotosyntézy.

Tyto nové autotrofní bytosti zpočátku závisely na variantě fotosyntetického procesu. Použili tedy sirovodík, který byl později nahrazen vodou, když skupina cyanobakterií zasáhla.

V okamžiku, kdy voda vstupuje do fotosyntézy jako základní prvek, vzniká důležitý vedlejší produkt: kyslík. To bylo vyloučeno do prostředí, kde se postupně zvyšovaly jeho úrovně. Tak se pravděpodobně vyvinula nová paleta heterotrofního života, ti se schopností dýchat volný kyslík.

Charakteristika autotrofních organismů

- ATP syntéza

Autotrofní organismy přeměňují energii, která přichází ze Slunce, na ATP vazby, a to procesem fotosyntézy. Velká část tohoto ATP je hydrolyzována, aby poskytla energii, která bude použita při přeměně oxidu uhličitého na šest uhlíkových cukrů.

- Produkty fotosyntézy

Jako konečný produkt fotosyntézy, která se vyskytuje v chloroplastech, je sacharóza, disacharid složený z fruktózy a glukózy. To je transportováno do tkání, které jej metabolizují na energii. Tento proces také vytváří škrob, který je zdrojem ukládání uhlohydrátů.

Fotosyntéza uvolňuje kyslík do životního prostředí. Existují však některé bakterie, jako je fialová a zelená, kde nedochází k produkci kyslíku. V nich se provádí speciální proces sluneční energie, známý jako anoxygenní fotosyntéza.

- Producenti

Rostliny jsou autotrofní organismy a vyrábějí si vlastní jídlo. Heterotrofní organismy se živí jinými organismy

V rámci potravinového řetězce tvoří skupinu producentů autotrofní organismy. To je základ potravy primárních spotřebitelů, kteří se jako býložravci živí hlavně rostlinnými druhy.

-Energetický přenos

Autotrofy přeměňují a ukládají energii do chemických vazeb jednoduchých cukrů. Tyto polymerizují, takže je lze skladovat jako uhlovodany s dlouhým řetězcem, včetně celulózy a škrobu. Glukóza se také vyrábí a je základem pro bílkoviny a tuky.

Když heterotrofní organismus napadne autotrofní organismus, tuky, uhlohydráty a bílkoviny, které obsahují, umožňují zvířeti provádět všechny jeho zásadní metabolické funkce.

Druhy autotrofních organismů

Fotoautotrofy

Cyanobacteria rod Lyngbya vlákna (kyslíkové fotosyntetické bakterie)

Fotoautotropní organismy používají světlo jako zdroj energie k výrobě organické hmoty. Za tímto účelem provádějí proces fotosyntézy. Příkladem jsou rostliny, zelené řasy a některé bakterie.

Chemoautotrofy

Chemoautotrofy jsou organismy, které získávají energii z anorganických chemických procesů. V současné době tyto organismy žijí hluboko, kde nedostávají sluneční světlo. Mnoho lidí žije kolem vulkanických průduchů, kde teplo podporuje metabolické reakce.

Příklady autotrofních organismů

- Rostliny a zelené řasy

Jedná se o fotoautotrofy, které přeměňují sluneční světlo na snížený uhlík, který působí jako zdroj chemické energie. Zelené řasy a rostliny jsou v potravinovém řetězci zásadní, protože jsou součástí skupiny prvovýrobců.

- Železné bakterie

Bakterie železa jsou chemoautotrofy, protože získávají energii z oxidace organických nebo anorganických látek. Obecně obývají půdu, v řekách a v oblastech, kde je hojné železo, jako jsou zdroje podzemní vody.

- Sírové bakterie

Bakterie síry se vyskytují ve stojatých vodách nebo pramenech sírového typu. Na rozdíl od zelených řas nebo rostlin nevyužívají vodu jako redukční činidlo, proto neprodukují kyslík.

Červené sírové bakterie mají velký význam pro ekosystém, protože tvoří důležitou součást cyklů síry a uhlíku. Kromě toho jsou primárními producenty potravin pro širokou škálu vodních organismů.

Reference

1. John A. Raven (2013). Vývoj autotropie ve vztahu k požadavku na fosfor. Obnoveno z webuadem.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos. Obnoveno z en.wikipedia.org.
3. Biologický slovník (2019). Autotrof. Obnoveno z biologydictionary.net.
4. F. Sage. (2008). Autotrofy. Obnoveno z sciposedirect.com.
5. R. Silný. (2008). Potravinové řetězce a potravinové weby. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Organistická ekofyziologie. Obnoveno z sciposedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). O původu heterotropie. Citováno z www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotrof. Encyklopedie astrobiologie. Springer. Obnoveno z odkazu.springer.com.
9. Brennanová, John (2019). Vyvinuli se Heterotrofy z autotrofů? Obnoveno z webu sciencing.com.