Гетеротроф

редактировать
Цикл между автотрофами и гетеротрофами. Автотрофы используют свет, углекислый газ (CO 2) и воду для образования кислорода и сложных органических соединений, в основном за счет фотосинтез (зеленая стрелка). Оба типа организмов используют такие соединения посредством клеточного дыхания для выработки АТФ и снова образования CO 2 и воды (две красные стрелки).

A гетеротроф (; древнегреческий ἕτερος héteros = "другое" плюс trophe = "питание") - это организм, который не может производить свою собственную пищу, вместо этого питается из других источников органического углерода, в основном растительного или животного происхождения. В пищевой цепи гетеротрофы являются первичными, вторичными и третичными потребителями, но не производителями. Живые организмы, которые являются гетеротрофными, включают всех животных и грибов, некоторые бактерии и простейшие и многие паразитические растения. Термин «гетеротроф» появился в микробиологии в 1946 году как часть классификации микроорганизмов на основе их типа питания. Этот термин сейчас используется во многих областях, таких как экология при описании пищевой цепи..

Гетеротрофы можно подразделить в соответствии с их источником энергии. Если гетеротроф использует химическую энергию, это хемогетеротроф (например, люди и грибы). Если он использует свет для получения энергии, то он является фотогетеротрофом (например, зелеными несерными бактериями ).

Гетеротрофы представляют собой один из двух механизмов питания (трофические уровни ), другой - автотрофы (авто = сам, троф = питание). Автотрофы используют энергию солнечного света (фотоавтотрофы ) или окисления неорганических соединений (литоавтотрофы ) для преобразования неорганического диоксида углерода в органические соединения углерода и энергия для поддержания их жизни. Сравнивая эти два основных понятия, гетеротрофы (например, животные) едят либо автотрофов (например, растений), либо других гетеротрофов, либо обоих.

Детритофаги - это гетеротрофы, которые получают питательные вещества, потребляя детрит (разлагая части растений и животных, а также фекалии ). Сапротрофы (также называемые лизотрофами) - это хемогетеротрофы, которые используют внеклеточное переваривание при переработке разложившихся органических веществ; термин, наиболее часто используемый для описания грибов. Чаще всего этому процессу способствует активный транспорт таких материалов посредством эндоцитоза внутри внутреннего мицелия и его составляющих гиф.

Содержание

  • 1 Типы
  • 2 Блок-схема
  • 3 Экология
  • 4 Ссылки

Типы

Гетеротрофы могут быть органотрофами или литотрофами. Органотрофы используют восстановленные соединения углерода в качестве источников электронов, такие как углеводы, жиры и белки растений и животных. С другой стороны, литогетеротрофы используют неорганические соединения, такие как аммоний, нитрит или сера, для получения электронов. Другой способ классификации различных гетеротрофов - отнесение их к хемотрофам или фототрофам. Фототрофы используют свет для получения энергии и осуществления метаболических процессов, тогда как хемотрофы используют энергию, полученную в результате окисления химических веществ из окружающей их среды.

Фотоорганогетеротрофы, такие как Rhodospirillaceae и пурпурные несернистые бактерии. синтезировать органические соединения с использованием солнечного света в сочетании с окислением органических веществ. Они используют органические соединения для строительства конструкций. Они не фиксируют углекислый газ и, по-видимому, не имеют цикла Кальвина. Хемолитогетеротрофы, такие как Oceanithermus profundus, получают энергию от окисления неорганических соединений, включая сероводород, элементарную серу, тиосульфат и молекулярный водород. Миксотрофы (или факультативный хемолитотроф) могут использовать в качестве источника углерода диоксид углерода или органический углерод, что означает, что миксотрофы могут использовать как гетеротрофные, так и автотрофные методы. Хотя миксотрофы обладают способностью расти как в гетеротрофных, так и в автотрофных условиях, C. vulgaris имеет более высокую биомассу и липидную продуктивность при выращивании в гетеротрофных условиях по сравнению с автотрофными условиями.

Гетеротрофы, потребляя восстановленные соединения углерода, могут использовать вся энергия, которую они получают из пищи (и часто кислород) для роста и воспроизводства, в отличие от автотрофов, которые должны использовать часть своей энергии для фиксации углерода. И гетеротрофы, и автотрофы обычно зависят от метаболической активности других организмов в отношении питательных веществ, отличных от углерода, включая азот, фосфор и серу, и могут умереть из-за недостатка пищи, обеспечивающей эти питательные вещества. Это применимо не только к животным и грибам, но и к бактериям.

Блок-схема

Блок-схема для определения того, является ли вид автотрофом, гетеротрофом или подтипом

Экология

Многие гетеротрофы являются хемоорганогетеротрофами, которые используют органический углерод (например, глюкозу) в качестве источника углерода, и органические химические вещества (например, углеводы, липиды, белки) в качестве источников их электронов. Гетеротрофы действуют как потребители в пищевой цепочке : они получают эти питательные вещества из сапротрофных, паразитарных или голозойных питательных веществ. Они расщепляют сложные органические соединения (например, углеводы, жиры и белки), производимые автотрофами, на более простые соединения (например, углеводы на глюкозу, жиры на жирные кислоты и глицерин. и белки на аминокислоты ). Они высвобождают энергию O 21 2 47, окисляя атомы углерода и водорода из углеводов, липидов и белков до диоксида углерода и воды соответственно.

Они могут катаболизировать органические соединения путем дыхания, ферментации или того и другого. Ферментирующие гетеротрофы являются факультативными или облигатными анаэробами, которые осуществляют ферментацию в среде с низким содержанием кислорода, в которой производство АТФ обычно сочетается с фосфорилированием на уровне субстрата и производство конечных продуктов (например, спирта, CO2, сульфида). Эти продукты могут затем служить субстратом для других бактерий в и превращаться в CO 2 и CH 4, что является важным этапом для углеродного цикла для удаления органических продуктов брожения из анаэробных сред. Гетеротрофы могут подвергаться дыханию, в котором выработка АТФ сочетается с окислительным фосфорилированием. Это приводит к высвобождению окисленных углеродных отходов, таких как CO 2, и уменьшенных отходов, таких как H 2 O, H 2 S или N 2 О в атмосферу. На дыхание и ферментацию гетеротрофных микробов приходится большая часть выброса CO 2 в атмосферу, что делает его доступным для автотрофов в качестве источника питательных веществ и растений в качестве субстрата для синтеза целлюлозы.

Дыхание у гетеротрофов часто сопровождается минерализацией, процессом преобразования органических соединений в неорганические формы. Когда источник органических питательных веществ, принимаемый гетеротрофом, содержит важные элементы, такие как N, S, P, в дополнение к C, H и O, они часто удаляются первыми, чтобы продолжить окисление органических питательных веществ и производство АТФ посредством дыхания. S и N в источнике органического углерода превращаются в H 2 S и NH 4 посредством десульфурилирования и дезаминирования соответственно. Гетеротрофы также допускают дефосфорилирование как часть разложения. Превращение азота и серы из органической формы в неорганическую является важной частью цикла азота и серы. H 21 2 47 S, образующийся при десульфурилировании, дополнительно окисляется литотрофами и фототрофами, в то время как NH 2 4 47, образованный в результате дезаминирования, дополнительно окисляется литотрофами до форм, доступных для растений. Способность гетеротрофов минерализовать основные элементы имеет решающее значение для выживания растений.

Большинство опистоконтов и прокариот являются гетеротрофами; в частности, все животные и грибы являются гетеротрофами. Некоторые животные, такие как кораллы, образуют симбиотические отношения с автотрофами и таким образом получают органический углерод. Кроме того, некоторые паразитические растения также стали полностью или частично гетеротрофными, в то время как плотоядные растения потребляют животных, чтобы увеличить их снабжение азотом, оставаясь автотрофными.

Животные классифицируются как гетеротрофы по проглатыванию, грибы классифицируются как гетеротрофы по абсорбции.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-23 10:49:30
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте