Nutrição autotrófica: características, fases, tipos, exemplos - Ciência - 2023

Nutrição autotrófica: características, etapas, tipos, exemplos - Ciência

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o nutrição autotrófica É um processo que ocorre em organismos autotróficos, onde, a partir de substâncias inorgânicas, são produzidos os compostos necessários à manutenção e ao desenvolvimento desses seres vivos. Nesse caso, a energia vem da luz solar ou de alguns compostos químicos.

Por exemplo, plantas e algas são organismos autotróficos, pois produzem sua própria energia; eles não precisam se alimentar de outros seres vivos. Pelo contrário, os animais herbívoros, onívoros ou carnívoros são heterótrofos.

Levando-se em consideração o tipo de fonte utilizada no procedimento nutricional, existem organismos fotoautotróficos e quimioautotróficos. Os primeiros obtêm sua energia da luz solar e são representados por plantas, algas e algumas bactérias fotossintéticas.

Por outro lado, os quimioautótrofos usam vários compostos inorgânicos reduzidos, como o hidrogênio molecular, para realizar os procedimentos que lhes permitem obter seus nutrientes. Este grupo é formado por bactérias.

Caracteristicas

- Conversão de energia

O primeiro princípio da termodinâmica afirma que a energia não é destruída nem criada. Ele sofre transformações em outros tipos de energia, diferentes da fonte original. Nesse sentido, na nutrição autotrófica, a energia química e solar é convertida em diversos subprodutos, como a glicose.

- Transferencia de energia

A nutrição autotrófica é típica dos seres autotróficos, que constituem a base de todas as cadeias alimentares. Nesse sentido, a energia é transferida dos autótrofos para os consumidores primários que os consomem e depois para os carnívoros que devoram os primários.

Assim, uma planta, como organismo autotrófico ou produtor, é o principal alimento do veado (consumidor primário) e do leão-da-montanha (consumidor secundário), ela caça e consome o veado. Quando o leão morre, microorganismos e bactérias agem sobre a matéria decomposta, e a energia retorna para a terra novamente.

Nas fontes hidrotermais, as bactérias autotróficas são os organismos produtores da cadeia alimentar. Mexilhões e caracóis são os principais consumidores, alimentando-se de bactérias. Por sua vez, o polvo inclui esses moluscos em sua dieta.

- Estruturas e substâncias especializadas

Cloroplastos

Os cloroplastos são organelas ovais encontradas nas células de plantas e algas. Eles são envolvidos por membranas e o processo de fotossíntese ocorre dentro delas.

Os dois tecidos membranosos que os circundam possuem uma estrutura contínua, que os delimita. A camada externa é permeável, devido à presença de porinas. Já a membrana interna contém proteínas, responsáveis pelo transporte de substâncias.

Em seu interior existe uma cavidade, conhecida como estroma. Existem ribossomos, lipídios, grânulos de amido e DNA circular de fita dupla. Além disso, eles têm sáculos chamados tilacóides, cujas membranas contêm pigmentos fotossintéticos, lipídios, enzimas e proteínas.

Pigmentos fotossintéticos

Esses pigmentos absorvem a energia da luz solar, para serem processados pelo sistema fotossintético.

Clorofila

A clorofila é um pigmento verde composto por um anel de uma cromoproteína chamada porfirina. Em torno dele, os elétrons migram livremente, fazendo com que o anel tenha o potencial de ganhar ou perder elétrons.

Por causa disso, ele tem o potencial de fornecer elétrons que são energizados para outras moléculas. Assim, a energia solar é capturada e transmitida a outras estruturas fotossintéticas.

Existem vários tipos de clorofila. A clorofila a está nas plantas e nas algas. O tipo b é encontrado em plantas e algas verdes. Por outro lado, a clorofila c está presente em dinoflagelados e o tipo d, é possuído por cianobactérias.

Carotenóides

Como outros pigmentos fotossintéticos, os carotenóides capturam a energia da luz. Porém, além disso, contribuem para dissipar o excesso de radiação absorvida.

Os carotenóides não têm a capacidade de usar diretamente a energia da luz para a fotossíntese. Estes transferem a energia absorvida para a clorofila, por isso são considerados pigmentos acessórios.

Ambientes extremos

Muitos quimioautótrofos, incluindo bactérias nitrificantes, são distribuídos em lagos, mares e no solo. No entanto, alguns outros tendem a viver em alguns ecossistemas incomuns, onde existem os produtos químicos necessários para realizar a oxidação.

Por exemplo, as bactérias que vivem em vulcões ativos oxidam enxofre para fazer seu alimento. Além disso, no Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos, existem bactérias localizadas em fontes termais. Além disso, alguns vivem no fundo do oceano, perto de fontes hidrotermais.

Nesta área, a água escoa por uma fenda nas rochas quentes. Isso faz com que vários minerais sejam incorporados à água do mar, entre os quais o sulfeto de hidrogênio, que é usado pelas bactérias para quimiossíntese.

Estágios da nutrição autotrófica

Em geral, a nutrição autotrófica se desenvolve em três fases. Estes são:

A passagem da membrana e captura de energia

Nesse processo, moléculas inorgânicas reduzidas, como a amônia, e moléculas inorgânicas simples, como sais, água e dióxido de carbono, passam pela membrana celular semipermeável, sem causar à célula qualquer gasto de energia.

Por outro lado, em organismos fotoautotróficos ocorre a captura de energia luminosa, que é a fonte utilizada para realizar o processo de fotossíntese.

Metabolismo

Durante a nutrição autotrófica, um conjunto de reações químicas ocorre no citoplasma da célula. Como resultado desses processos, é obtida a energia bioquímica que será utilizada pela célula no desempenho de suas funções vitais.

Excreção

Esta fase final consiste na eliminação, através da membrana celular semipermeável, de todos os resíduos provenientes do metabolismo nutricional.

Tipos

Levando em consideração o tipo de fonte de energia utilizada, a nutrição autotrófica é classificada de duas formas, fotoautotrófica e quimioautotrófica.

Fotoautotróficos

Fotoautótrofos são organismos que obtêm energia para fazer compostos orgânicos a partir da luz solar, um processo chamado fotossíntese. As algas verdes, plantas e algumas bactérias fotossintéticas pertencem a este grupo.

A fotossíntese ocorre nos cloroplastos e tem duas fases. O primeiro é o leve. Nisso, há uma dissociação da molécula de água, para a qual a energia da luz é usada. O produto dessa fase são as moléculas de ATP e NADPH.

Essa energia química é utilizada na segunda etapa do processo, conhecida como fase escura. Isso ocorre no estroma dos cloroplastos e recebe esse nome porque não requer energia luminosa para que os processos químicos ocorram.

O NADPH e o ATP, um produto da fase leve, são usados para sintetizar matéria orgânica, como a glicose, usando dióxido de carbono, sulfatos e nitritos e nitratos como fonte de nitrogênio.

Quimioautotróficos

Os organismos quimioautotróficos, representados por bactérias, são capazes de empregar compostos inorgânicos reduzidos como base para o metabolismo respiratório.

Da mesma forma que os fotoautótrofos, esse grupo utiliza o dióxido de carbono (CO2) como principal fonte de carbono, sendo assimilado da mesma forma, pelas reações do ciclo de Calvin. No entanto, ao contrário desses, os quimioautótrofos não usam a luz solar como fonte de energia.

A energia que eles requerem é o produto da oxidação de alguns compostos inorgânicos reduzidos, como hidrogênio molecular, ferro ferroso, sulfeto de hidrogênio, amônia e várias formas reduzidas de enxofre (H2S, S, S2O3-).

Atualmente, os quimioautótrofos são comumente encontrados em águas profundas, onde a luz solar é quase nula. Muitos desses organismos precisam viver em torno de aberturas vulcânicas. Dessa forma, o ambiente é quente o suficiente para que o processo metabólico ocorra em alta taxa.

Exemplos de seres vivos com nutrição autotrófica

As plantas

Com poucas exceções, como a armadilha da mosca de Vênus (Dionaea muscipula) que podem capturar insetos e digeri-los por ação enzimática, todas as plantas são exclusivamente autotróficas.

Algas verdes

As algas verdes são um grupo parafilético de algas intimamente relacionadas com as plantas terrestres. Existem atualmente mais de 10.000 espécies diferentes. Eles geralmente vivem em vários habitats de água doce, embora possam ser encontrados em alguns mares do planeta.

Este grupo possui pigmentos como clorofila aeb, xantofilas, β-caroteno e algumas substâncias de reserva, como o amido.

Exemplos:

–Ulva lactuca, conhecida como lamilla, é uma alga verde que cresce na zona intertidal da maioria dos oceanos. Possui folhas particularmente longas, com bordas onduladas, que lhe conferem um aspecto de alface.

Esta espécie está dentro do grupo das algas comestíveis. Além disso, é utilizado na indústria cosmética, na produção de produtos hidratantes.

- Volvox aureus vive em água doce, formando colônias esféricas de aproximadamente 0,5 milímetros. Esses clusters são compostos por cerca de 300 a 3200 células, que são interconectadas por fibras de plasma. Nos cloroplastos, o amido se acumula e eles apresentam pigmentos fotossintéticos como a clorofila a, be ß-caroteno.

Cianobactéria

As cianobactérias eram anteriormente conhecidas pelos nomes de cloroxibactérias, algas verde-azuladas e algas verde-azuladas. Isso porque ela tem pigmentos de clorofila, que lhe dão aquela tonalidade verde. Além disso, eles têm uma morfologia semelhante à das algas.

Trata-se de um filo de bactérias, formado pelos únicos procariontes com a capacidade de usar a luz do sol como energia e a água como fonte de elétrons para a fotossíntese.

**Bactéria de ferro (Acidithiobacillus ferrooxidans)**

As bactérias Acidithiobacillus ferrooxidans obtém energia do ferro ferroso. Nesse processo, os átomos de ferro insolúveis na água são convertidos em uma forma molecular solúvel na água. Isso permitiu que essa espécie fosse usada para extrair ferro de alguns minerais, de onde não poderia ser removido da maneira convencional.

Bactéria de enxofre incolor

Essas bactérias transformam o sulfeto de hidrogênio, um produto da decomposição da matéria orgânica, em sulfato. Este composto é usado por plantas.

Referências

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