Come si nutrono e si procurano energia gli esseri viventi per tenersi in vita? E dove accumulano poi questa energia? E ancora, come fanno ad alimentarsi gli organismi che non sono dotati né di bocca né di apparato digestivo? Innanzitutto devi sapere che gli esseri viventi si classificano, tra le altre cose, anche a seconda della forma di procurarsi il cibo o la energia. Ci sono formule assai complesse che ha escogitato la natura per mantenere l'equilibrio che permette lo sviluppo della vita.
In questo articolo di AnimalPedia sugli Organismi autotrofi ed eterotrofi: differenze e caratteristiche, vedremo la definizione di questi due distinti gruppi, le loro caratteristiche principali e faremo alcuni esempi per capire bene di cosa si parla. Continua a leggere per conoscere meglio come funziona il meraviglioso pianeta che abitiamo.
Organismi autotrofi ed eterotrofi: definizione
Le parole autotrofo ed eterotrofo derivano entrambe dal greco. Se le scomponiamo, arriviamo a capirne il significato: la parola greca trophe (= trofo) significa "alimentazione" mentre autos significa "da se stesso" e la parola heteros (= etero) significa "altro, differente". Secondo questa etimologia possiamo dedurre che un organismo autotrofo è capace di nutrirsi da solo, utilizzando sostanze inorganiche, e che un organismo eterotrofo ha bisogno di altri organismi per alimentarsi.
Se nel primo caso parliamo ad esempio delle piante autotrofe che hanno bisogno solo di anidride carbonica ricavata dall'aria e di acqua e sali minerali assorbiti dal terreno, nel secondo caso parliamo soprattutto di animali che si alimentano direttamente (erbivori) o indirettamente (carnivori) di vegetali. Un caso importante di eterotrofismo è quello dei decompositori capaci di nutrirsi di detriti organici di animali e piante presenti nel terreno.
C'è un'ulteriore distinzione da fare all'interno dell'autotrofia: gli organismi sono fotoautotrofe (o autotrofe fotosintetiche) quando utilizzano il sole come fonte di energia e producono una sostanza organica (carboidrati) a partire dall'anidride carbonica e dall'acqua grazie alla luce solare. Gli organismi - molto più rari - che sono chemioautrotofi (o chemiosintetici) sono quasi sempre batteri (ad esempio nitrobatteri, ferrobatteri, nitrosobatteri) che ricavano l'energia necessaria dall'ossidazione di sostanze inorganiche come ad esempio solfuro di idrogeno, zolfo, ammonio e ferro.
Differenza tra autotrofi ed eterotrofi
Gli organismi autotrofi ed eterotrofi si differenziano per il modo in cui sintetizzano le molecole di cui hanno bisogno e la fonte di energia che utilizzano per avviare il processo. Metabolismo autotrofo ed eterotrofo funziona quindi in maniera totalmente diversa.
- Gli organismi autotrofi sono in grado di vivere in ambienti in cui sono presenti semplici composti inorganici: possono sintetizzare le molecole biologiche di cui hanno bisogno utilizzando come fonte di carbonio il biossido di carbonio e come fonte di azoto l'ammoniaca o altri composti inorganici azotati. Per essi, quindi, la presenza o meno di altri organismi, come pure di molecole organiche di origine esogena, non è necessaria.
- Gli organismi eterotrofi hanno invece bisogno, dal punto di vista nutrizionale, di composti organici. Inoltre essi da tali molecole ricavano, dopo la digestione e la successiva demolizione di tali composti, anche l'energia necessaria alla loro sopravvivenza.
Differenza autotrofi ed eterotrofi: la nutrizione
Prima di spiegare bene la nutrizione degli organismi autotrofi ed eterotrofi, è importante sapere che cos'è il carbonio. Il carbonio è un elemento chimico vitale capace si strutturarsi in diverse forme e stabilire legami chimici con moltissimi elementi differenti. Inoltre è un elemento molto leggero che si adatta perfettamente alla vita. Tutti gli esseri viventi sono composti di carbonio e in un modo o nell'altro lo assumono dall'ambiente che li circonda.
La nutrizione autotrofa
Come dicevamo, gli esseri autotrofi creano il loro proprio alimento attraverso la fissazione del carbonio, ovvero ottengono il carbonio dal biossido di carbonio (CO₂) di cui è composta l'aria che respiriamo o disciolto nell'acqua che assorbono dal terreno. Questo carbonio inorganico lo utilizzano poi per creare un composto di carbonio organico. Questo complesso processo chimico viene chiamato fotosintes¡.
La serie di reazioni chimiche che costituiscono la fotosintesi rientra tra i processi anabolici (di sintesi) dei carboidrati ed è del tutto opposta ai processi inversi di catabolismo (ossidazione).
La fotosintesi può essere rappresentata da questa equazione generale:
6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2
che corrisponde a: anidride carbonica + acqua + energia solare → glucosio + ossigeno
In realtà, il processo di fotosintesi è molto più articolato e riunisce una lunga serie di reazioni complesse, suddivise in una fase luminosa e in una fase oscura. Nella fase luminosa l’energia solare viene trasformata in energia chimica, mentre nella fase oscura si verifica la fissazione del carbonio, con conversione dell’anidride carbonica in molecole di carboidrati.
In parole semplici la fotosintesi è quel processo per cui l'organismo trasforma l'energia della luce in energia chimica. Durante la fotosintesi, l'energia della luce viene catturata attraverso un piccolo organulo chiamato cloroplasto presente nelle cellule di questi organismi autotrofi e viene usata per convertire l'acqua, il biossido di carbonio e altri minerali in ossigeno e composti organici ricchi di energia.
La nutrizione eterotrofa
Dall'altro lato gli esseri eterotrofi ottengono l'alimento da fonti organiche presenti nel suo ambiente, senza trasformare il carbonio inorganico in organico (come proteine, idrati di carbonio e grassi), ma prendendolo direttamente da altri organismi o materiali che lo contengono.
Questo significa mangiare o assorbire esseri viventi o i loro residui organici, dai vegetali agli animali, dai batteri ai mammiferi. Tutti gli animali e i funghi sono eterotrofi.
Ci sono due tipi di organismi eterotrofi: quello fotoeterotrofo e quello chemioeterotrofo. La eterotrofia nel primo caso ha bisogno della luce per ottenere energia però non hanno bisogno di materia organica come fonte di carbonio. L'organismo chemioeterotrofo invece sintetizza l'energia attraverso la reazione chimica che libera energia rompendo molecole organiche. Tanto gli organismi fotoeterotrofi che quelli chemioeterotrofi necessitano di esseri vivi o morti per ottenere energia e ricavare materia organica.
Esempi di organismi eterotrofi
Ecco un elenco di organismi autotrofi:
- Tutte le piante verdi e le alghe: questi esseri viventi sono fondamentali per le catene alimentari di tutti gli ecosistemi del mondo.
- Batteri del ferro: sono chemioautotrofi e ottengono l'energia e il nutrimento dalle sostanze inorganiche che li circondano. Ci sono moltissimi di questi batteri nei suoli e nei fiumi ricchi di ferro.
- Batteri dello zolfo: sono chemioautotrofi e vivono in accumuli di pirite, un minerale composto da zolfo di cui si alimentano.
Ecco un elenco di organismi autotrofi:
- Gli erbivori, gli onnivori e i carnivori sono tutti animali autotrofi perché si alimentano di altri animali e piante.
- Funghi e protozoi: assorbono il carbonio organico dall'ambiente circostante e sono chemioeterotrofi.
- Batteri porpora senza zolfo: sono fotoeterotrofi che usano gli acidi organici senza zolfo per ottenere energia, ma il carbonio lo ottengono dalla materia organica.
- Eliobatteri: sono altri fotoeterotrofi che richiedono fonti di carbonio organico che trovano nel suolo, soprattutto nelle coltivazioni di riso.
- Batteri ossidanti di manganese: sono chemioeterotrofi che usano rocce laviche per ottenere energia, ma dipende dal suo ambiente per ottenere carbonio organico.
Speriamo di aver chiarito tutti i dubbi sugli organismi autotrofi ed eterotrofi. Da oggi in poi sai per certo che non esistono animali autotrofi e che invece esistono batteri autotrofi ed eterotrofi. Per qualsiasi domanda o chiarimento non dubitare e scrivici nei commenti qui sotto.
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