Автотрофность і гетеротрофность

Автотрофними називаються організми, які створюють всі необхідні для побудови свого тіла і життєдіяльності органічні речовини з неорганічних речовин повітря, води і грунту в результаті фото- і хемосинтезу.

Автотрофи (в перекладі з грецького «самопітающіеся») можуть утворювати всі з'єднання клітин з вуглекислого газу і інших неорганічних речовин. Джерелом енергії для них служить або світло (фотоавтотрофні організми), або вони отримують її при окисленні мінеральних сполук (хемоавтотрофні організми), т. Е. Ні для конструктивних, ні для енергетичних процесів органічні субстрати автотрофам не потрібні.

Рослини, асимілюючи з навколишнього середовища неорганічні речовини, здатні перетворювати їх при дії світлової енергії в якісно нову субстанцію - органічна речовина, самостійно забезпечуючи себе всім необхідним.

Не всі клітини організму зеленого рослини є автотрофними. Для деяких з них характерний гетеротрофних спосіб харчування (тимчасово або постійно) - клітини камбію, зародки, пелюстки квіток, коріння і ін. ^ Іноді вся рослина може мати спочатку автотрофний спосіб харчування, а потім переходити на гетеротрофних (повитиця) або навпаки (зародки в початку проростання, кореневища і т. п.).

Гетеротрофні організми будують органічна речовина свого тіла з уже наявних готових органічних сполук, перебудовуючи їх стосовно до своїх потреб. При цьому вузлові пункти енергетичного обміну у них принципово однакові з рослинами. Існує такий же цикл перетворення органічних кислот; ідентично здійснюється окисне фосфорилювання; ідентично функціонують мітохондрії, маючи при цьому подібну морфологічну і структурну організацію і т. д. Таким чином, гетеротрофні організми, які харчуються готовими органічними речовинами, знаходяться в прямій або непрямій залежності від продуктів фотосинтетичної діяльності зелених автотрофних рослин.

Типовими гетеротрофами є також безхлорофільні рослини - представники відділу грибів, деякі вищі рослини-паразити (петрів хрест, вовчок), багато рослин на певних етапах життєдіяльності (спороносні стебла хвоща, прикріплена до рослин, повитиця, зародки проростає насіння і ін.). Гетеротрофний спосіб харчування характерний також для бактерій (крім хемо і фотоавтотрофов).

Залежно від використовуваного з'єднання, а також від джерел енергії розрізняють наступні основні типи харчування вуглецем і побудови органічних речовин (табл. 36).

Група фотоавтотрофної організмів включає в себе всі зелені фотосинтезуючі рослини (водорості, хлорофіллоноснимі спорові, голонасінні і квіткові рослини), а також бактерії, які здійснюють фоторедукцію (бактеріальний фотосинтез).

Хемоавтотрофні організми отримують енергію від деяких реакцій окиснення (Fe 2+ → Fe 3+; H 2 S → S → S 2 O 3 → SO 4 2-; NH 3 → NO 2 - → NO 3 -; H 2 → H 2 O ). Мають високу специфічність по відношенню до неорганічних джерела енергії і можуть рости в строго мінеральному середовищі, в темряві, утворюючи органічні речовини з СО2. Міксотрофное організми обкладають змішаним типом харчування: фотосинтетичним засвоєнням СО2 на світлі, а при несприятливих умовах перемикаються на засвоєння готових органічних сполук (цукрів, органічних кислот і т. П.).

Великою різноманітністю характеризуються гетеротрофні організми, частина з яких може використовувати енергію світла для метаболізму органічних речовин (фотогетеротрофний пурпурні несерние бактерії). Ряд мікроорганізмів використовують для цих цілей енергію хімічних реакцій, здійснюючи гетеротрофну хемоассіміляцію, як, наприклад, оцтовокислі бактерії.

Метілотрофов - мікроорганізми, здатні отримувати енергію і вуглець в ході метаболізму одноуглеродних з'єднань, що містять метильної групу (CH 3 -), а також сполуки, що містять дві або більше метильних груп, не пов'язаних безпосередньо один з одним.

Дисиміляція цих сильно відновлених з'єднань майже завжди пов'язана з диханням і здійснюється строгими аеробами (метанові бактерії).

Літотрофние мікроорганізми здійснюють руйнування гірських порід з утворенням більш простих з'єднань.