Em formação

Existem autótrofos completamente autossuficientes?


Existem autótrofos completamente auto-suficientes que podem sobreviver e se reproduzir indefinidamente consumindo matéria exclusivamente não orgânica (mais energia da luz solar ou aberturas térmicas, etc.)? Estou perguntando especificamente.


Realmente depende do que você entende por "matéria orgânica". Nenhuma célula será capaz de crescer e se reproduzir sem uma fonte apropriada de átomos CHON (além de quantidades menores dos outros elementos necessários).

Então, se por matéria orgânica você quer dizer CHON +, então não, tudo precisa de matéria orgânica para crescer e se reproduzir.

Se por matéria orgânica, entretanto, você quer dizer materiais orgânicos naturais como solo ou água subterrânea, então sim, há muitas coisas que podem viver de misturas químicas que podem ser produzidas por meios puramente sintéticos. Um exemplo simples é a mídia M9, ​​que é um meio de cultura bacteriana comumente usado.


Existem autótrofos totalmente autossuficientes? - Biologia

Ao final desta seção, você será capaz de:

  • Resuma o processo de fotossíntese
  • Explique a relevância da fotossíntese para outras coisas vivas
  • Identifique os reagentes e produtos da fotossíntese
  • Descreva as principais estruturas envolvidas na fotossíntese

Todos os organismos vivos na Terra consistem em uma ou mais células. Cada célula funciona com a energia química encontrada principalmente nas moléculas de carboidratos (alimentos), e a maioria dessas moléculas é produzida por um processo: a fotossíntese. Por meio da fotossíntese, certos organismos convertem a energia solar (luz solar) em energia química, que é então usada para construir moléculas de carboidratos. A energia usada para manter essas moléculas unidas é liberada quando um organismo quebra os alimentos. As células então usam essa energia para realizar trabalhos, como a respiração celular.

A energia que é aproveitada da fotossíntese entra continuamente nos ecossistemas de nosso planeta e é transferida de um organismo para outro. Portanto, direta ou indiretamente, o processo de fotossíntese fornece a maior parte da energia exigida pelos seres vivos na Terra.

A fotossíntese também resulta na liberação de oxigênio na atmosfera. Em suma, para comer e respirar, os humanos dependem quase inteiramente dos organismos que realizam a fotossíntese.

Conceito em Ação


Autótrofos vs heterótrofos

Um heterotrófico é definido como "um organismo que obtém suas necessidades nutricionais de substâncias orgânicas complexas". Portanto, os humanos e a maioria dos animais são heterótrofos. Consumindo matéria orgânica e decompondo essa matéria para obter energia. Os heterótrofos NÃO podem produzir sua própria energia e dependem totalmente do consumo de alimentos.

Um autotrófico pode produzir sua própria energia sinteticamente, usando ingredientes simples em seu ambiente. Uma planta, usando fotossíntese, é autotrófica. A luz solar é o ingrediente simples. Ele pega aquele ingrediente simples e cria energia com ele. Se você já se confundiu entre os dois, o prefixo "auto" significa "si mesmo", se você não consegue se lembrar disso, lembre-se disso autótrofos fazer a comida deles automaticamente.

Responder:

Os heterótrofos dependem dos autótrofos para obter energia, pois fornecem alimento para eles.

Explicação:

Como os heterótrofos não podem produzir sua própria energia, eles comem autótrofos para obter energia, como grama, frutas vermelhas, nozes ou qualquer alimento que encontrem na natureza.

Responder:

A luz solar é absorvida pelo pigmento verde, clorofila e a energia solar é convertida em energia química na forma de # "ATP" #.

Explicação:

Autótrofos capturam a luz do sol pelo pigmento clorofila e é usado para a síntese de glicose # (C_6H_12O_6) # de substâncias inorgânicas simples como # CO_2 # e # H_2O # durante fotossíntese.

A fotossíntese ocorre em 2 etapas:

1. Reação de Hill

2. Reação escura

Reação da luz ou reação de Hill envolve a captura da luz solar e a conversão da energia solar em energia química na forma de # "ATP" #. Isso ocorre pela quebra da água em #H ^ + # íons e # O ^ (2 -) # íons. Isso é denominado por fotólise de água. Elétrons excitados de # O ^ (2 -) # passam por uma série de portadores de elétrons, perdendo energia durante sua passagem. Esta energia é convertida em # "ATP" #. Os #H ^ + # íons restantes reduza # "NADP" # para # "NADPH" #.

# "ATP" # e # "NADPH" # produzidos durante a reação de luz são usados ​​na reação no escuro para redução de # CO_2 # a # C_6H_12O_6 #.


Conversão de energia

A energia pode ser definida de forma simplista como a capacidade de trabalhar. Todos os organismos precisam de energia para desempenhar um conjunto distinto de funções. Imagine uma macieira em um jardim. As árvores precisam propagar suas sementes para formar mais cópias de si mesmas para sobreviver.

A macieira usa energia derivada do sol para formar frutos. Um animal que agora deseja comer esta maçã, deve usar sua própria energia para colher, morder e mastigar a fruta. As sementes dentro da fruta são então jogadas pelos animais no solo, que crescem para formar novas macieiras.

Para cada ação descrita acima, ocorre uma reação química dentro do corpo que transforma a energia de uma forma em outra. Este estudo do fluxo de energia nos organismos é denominado “bioenergética”.

Química Energética

Cada organismo é único na maneira como usa a energia. No entanto, existem algumas coisas em comum entre todos os organismos. A maioria dos organismos obtém energia quebrando moléculas altamente complexas em moléculas simples, liberando energia na forma de elétrons.

A remoção de um elétron de uma molécula ocorre via oxidação, enquanto a adição de um elétron ocorre por meio de um processo chamado redução. A remoção de um elétron libera energia, enquanto a adição de um elétron exigirá energia.

Moléculas de energia

A maioria dos organismos vivos usa moléculas especializadas como transportadores de elétrons, como um ônibus que transfere elétrons de um composto para outro. Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD) pode mudar entre duas formas NAD + (aceitador de elétrons) e NADH (doador de elétrons). Curiosamente, o complexo NAD sempre perde ou ganha elétrons em pares! O dinucleotídeo flavina adenina (FAD) é outro transportador de elétrons comumente usado por plantas.

Como os organismos armazenam energia?

O que acontece depois de um organismo obtém energia? As células não podem simplesmente armazenar energia gratuita como as máquinas das fábricas. As máquinas geralmente possuem peças móveis que armazenam energia potencial. Mas uma célula é um sistema frágil. Qualquer energia excessiva pode gerar calor que pode destruir sua estrutura. Assim, as células armazenam energia na forma de uma molécula composta chamada trifosfato de adenosina (ATP), comumente chamada de moeda de energia da célula.

A energia é obtida do ATP por meio de um processo denominado hidrólise. A hidrólise ocorre quando uma molécula de água se desintegra de uma ligação química. A energia liberada por essa reação química é então usada para liberar energia do ATP.

Portanto, toda ação realizada pelo organismo requer a degradação contínua de ATP. Coletivamente, todas as reações químicas que ocorrem dentro das células a fim de adquirir, armazenar e liberar energia são referidas como metabolismo. As reações metabólicas são críticas para a sobrevivência de um organismo. Quando o metabolismo para, o organismo morre.


Breve Resumo da Fotossíntese

A fotossíntese ocorre em duas fases principais, que incluem:

Fase dependente de luz (reações dependentes de luz)

Esta é a primeira fase da fotossíntese e ocorre na membrana tilacóide do cloroplasto.

Aqui, dois fotossistemas conhecidos como Fotossistema I e Fotossistema II (PSI e PSII) têm uma variedade de pigmentos, incluindo moléculas de clorofila que absorvem a energia da luz. Isso fornece a energia necessária para mover os elétrons das moléculas de água através dos fotossistemas para produzir NADPH (fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida adenina) e ATP (trifosfato de adenosina).

A primeira fase da fotossíntese é chamada de dependente da luz porque só ocorre na presença de luz solar. O objetivo principal desta fase é converter a energia luminosa do sol em energia química (ATP e NADPH). Usando essa energia química, as plantas são capazes de sintetizar matéria orgânica, como açúcares.

Reações Independentes de Luz

Nas plantas, as reações independentes da luz ocorrem na ausência de luz solar. Como a primeira fase (reações dependentes de luz) produziu com sucesso energia na forma de ATP e NADPH, a luz solar não é mais necessária, uma vez que essas fontes de energia fornecem a energia necessária para a síntese de açúcar. Aqui, o ciclo de Calvin é usado para descrever as reações independentes da luz.

No ciclo de Calvin, o dióxido de carbono combina-se com a ribulose-1, 5-bifosfato (RuBP) na presença de RuBP carboxilase / oxigenase, ( RuBisCo ) enzima para produzir duas moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA), que é um composto de três carbonos. Este é o primeiro estágio da reação independente da luz e é conhecido como fixação de carbono.

A segunda fase é conhecida como redução e requer ATP e NADPH. Nesse estágio, as duas fontes de energia fornecem a energia necessária para converter o ácido 3-fosfoglicérico em gliceraldeído-3-fosfato (G3P), que é um açúcar de três carbonos.

Por último, no terceiro estágio conhecido como regeneração, algumas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato são usadas para produzir moléculas de açúcar (glicose) enquanto outras são recicladas para regenerar RuBP para mais reações. Este estágio é alimentado por ATP que atua como fonte de energia.


Resumo

O processo de fotossíntese transformou a vida na Terra. Ao aproveitar a energia do sol, a fotossíntese permitiu que os seres vivos acessassem enormes quantidades de energia. Por causa da fotossíntese, os seres vivos ganharam acesso a energia suficiente, permitindo-lhes desenvolver novas estruturas e alcançar a biodiversidade que é evidente hoje.

Apenas certos organismos, chamados autótrofos, podem realizar a fotossíntese; eles requerem a presença de clorofila, um pigmento especializado que pode absorver luz e converter energia luminosa em energia química. A fotossíntese usa dióxido de carbono e água para reunir moléculas de carboidratos (geralmente glicose) e libera oxigênio no ar. Autótrofos eucarióticos, como plantas e algas, têm organelas chamadas cloroplastos, nas quais ocorre a fotossíntese.


6 Respostas 6

Nossos ancestrais (distantes) evoluíram para viver no oceano com salinidade, nutrientes, temperatura específicos, etc. Para nos movermos para ambientes mais hostis, desenvolvemos maneiras de carregar esse ambiente "perfeito" conosco dentro de nossos corpos. Por exemplo, não importa aonde você vá, seu corpo sempre tem o mesmo nível de salinidade do oceano primordial, independentemente de quanto sal ou água você consome (bem, se levado a extremos, você morre).

Não é difícil imaginar criaturas que evoluíram dentro de um ambiente "perfeito" diferente fazendo o mesmo, nem evoluindo de forma semelhante para carregá-lo para ambientes ainda mais hostis do que nós. Temos exemplos de suas características 1-3 aqui na Terra, então isso parece resolvido.

O traço 4 é onde fica complicado. De sua descrição (editada), acho que você está descrevendo um simbionte fotossintético. O problema é que a fotossíntese não produz muita energia por área em comparação com quanta energia um animal precisa apenas para manter a homeostase em um ambiente hostil, muito menos para fazer algo interessante. Por exemplo, o XKCD estimou que uma vaca fotossintética poderia atender a apenas 4% de suas necessidades de energia. Uma grande parte disso é provavelmente a lei do cubo quadrado, então, e se invertêssemos isso para um animal achatado com uma bolha transparente cheia de algas nas costas? Isso parece plausível.

Uma criatura poderia carregar seu próprio ecossistema consigo?

Absolutamente. Como algumas das outras respostas apontaram, toda a vida na Terra atualmente faz exatamente isso. Sua ideia leva isso ao extremo, mas a teoria fundamental está bem fundamentada.

Quanto à probabilidade disso, acho que é irrelevante. Qual a probabilidade de os eucariotos incorporarem um organismo simples e separado (agora a mitocôndria) que usa oxigênio (tóxico!) Para produzir energia? Claro que é improvável, o próprio conceito de vida é improvável. Mas é possível? Muito.

Quais características seriam necessárias para tornar isso viável?

A resistência à radiação, como você mencionou, é definitivamente importante. A resistência à radiação poderia resolver perfeitamente outro assunto - coletando energia apenas por meio da luz. A fotossíntese usando cloroplastos terráqueos provavelmente não vai cortá-la em termos de produção de energia bruta. Um cloroplasto equivalente que evoluiu naquele planeta poderia muito bem ser capaz de tirar proveito dos intensos níveis de radiação. Com esta adaptação, sua criatura pode resolver seus problemas de energia e radiação.

As adaptações da resistência à temperatura são mais facilmente citadas, pois há muitos exemplos de animais aqui na Terra que conseguem se dar bem em climas frios. Para incorporar ainda mais a ideia do bioma interno, no entanto, considere um organismo interno que metaboliza algum composto simples de forma muito exotérmica. Admito que esse calor é apenas energia que poderia ter sido usada em outro lugar, mas manter uma temperatura estável para que os outros simbiontes prosperem parece vantajoso. Para obter pontos de bônus, transforme o composto em um resíduo para ajudar a resolver seus problemas de reciclagem.

Manter uma temperatura interna estável e coletar radiação suficiente provará ser um equilíbrio delicado. À medida que a área de superfície aumenta, também aumenta a absorção de radiação e a perda de calor. O cabelo interfere na absorção da radiação, mas fornece um isolamento valioso.

Sua criatura também precisaria de alguma forma de coletar micronutrientes que não estão disponíveis como gases na atmosfera. Mesmo que as plantas coletem sua energia do sol, elas devem coletar seus nutrientes do solo. Esta pode ser uma das partes mais complicadas de descobrir, mas definitivamente não mata a ideia. Você também pode querer considerar como essa criatura se reproduz e como é a aparência dos filhotes. Filhos pequenos terão dificuldade em manter o equilíbrio térmico e apresentar área de superfície suficiente para coletar radiação. Filhos grandes requerem um investimento considerável de energia por parte dos pais, mas provavelmente teriam uma mudança melhor de não congelar.

Resumindo, a incrível ideia de criatura que definitivamente contém água (e outras criaturas).

Não parece muito plausível para mim. O problema é que o organismo precisará obter um suprimento de energia de algum lugar para poder se mover e ter um metabolismo ativo. Carregar um bioma com você para suprir essa necessidade pode parecer uma boa ideia, mas não seria eficiente o suficiente. Por exemplo, um elefante adulto consome 200-600 libras de comida por dia ou pelo menos uma tonelada por semana.

Para cultivar essa quantidade de comida, seria necessária uma área enorme. Mesmo com métodos agrícolas modernos de, digamos, 1-8 toneladas / acre / ano não seria suficiente e um animal com uma pegada de um acre pesaria mais do que um elefante.

Para tornar as coisas ainda mais difíceis, é um clima frio, então a luz do sol é fraca e não propicia a produção em massa de alimentos.

O melhor que se poderia esperar seria um organismo que hibernasse durante a maior parte de sua vida e se movesse muito pouco e raramente, mas mesmo assim eu duvido que haveria energia suficiente disponível para sustentar o organismo com necessidades de crescimento, alguma mobilidade corporal reparo e algum metabolismo básico.

Acho que essa pergunta é um tanto terrível. Nesse sentido, é pedir um monte de coisas para uma criatura alienígena que realmente só faz sentido no contexto da vida humana ou terrena. E meio que vê o mundo no nível do organismo. Em primeiro lugar, as próprias formas de vida carregam consigo o seu próprio bioma. Como todos eles, é uma espécie de forma de vida multicelular. São várias células diferentes que trabalham juntas de maneiras importantes e cooperativas. Não consigo digerir a maior parte das coisas que como, mas há um monte de coisas no meu intestino que podem transformar isso em coisas. Além disso, meu corpo se aquece porque essa química funciona mais rápido no calor, grande parte dessa química é feita pelas mitocôndrias, que são uma criatura diferente das minhas células, ou eu sou.

Portanto, observe que tudo o que você está pedindo é perfeitamente razoável e, até certo ponto, algo que a vida faz bem. Vivemos em uma atmosfera cheia de oxigênio, uma das substâncias mais corrosivas conhecidas como comunidades de células, e em cooperação com bactérias etc. E as coisas vivem em zonas habitáveis. É por isso que essas zonas são habitáveis, as coisas vivem nelas. Os extremófilos costumam ser mais a regra do que a exceção. A vida é peculiar assim.

A única coisa que você precisa é de energia. Você tem uma criatura do tamanho de um urso que vive um estilo de vida nômade. Ele precisa de energia para realizar este movimento. E geralmente tende a precisar de um motivo para ser nômade. Os animais não gastam energia indo a lugares se eles fazem sua própria comida. As árvores não são conhecidas por serem as criaturas mais rápidas do planeta, em parte porque produzem sua própria energia. Mas, embora algumas árvores sejam do tamanho de ursos, elas absolutamente não são nômades. Eles se movem um pouco em direção à luz do sol, mas certamente não é muito rápido.

Os ursos podem engolir facilmente 20.000 calorias por dia, às vezes até 100.000 quando a energia é abundante e hibernar quando fica frio. Então, o que exatamente em seu planeta fornece essa enorme quantidade de energia, em algum lugar particular, que esses animais devem ir para sobreviver? E se há um monte de energia na neve, por que não há outras criaturas que a comem?

Você certamente poderia torná-los basicamente tão grandes quanto ursos e ativos como rochas sugando a energia da radiação espacial, porque eles vivem em uma relação comum com alguns fungos de cristal, mas isso não é realmente nômade. Ou você poderia torná-los meio ativos como os ursos, mas eles precisam do equivalente alienígena de engolir uma tonelada inteira de peixes, ou uma dieta consistente de alguma outra fonte de energia de calorias por dia, o que não exigiria realmente a parte nomática disso. Eles poderiam muito bem pastar algum tipo de musgo consumindo radiação como material para energia, ou melhor, levá-lo com eles de alguma forma.

Mas, haveria algum motivo para o musgo que consome radiação precisar se locomover em uma criatura parecida com um urso. As plantas, por fazerem seus próprios alimentos, não são as espécies mais cooperativas. Você pode conseguir 3.000 calorias por dia com a radiação espacial intensa, mas essa quantidade certamente aqueceria o local de maneira significativa, se tivesse que cair na superfície de um urso. Existe algo mais, como neve de metano e um monte de oxigênio por aí? Se você tem produtos químicos que podem liberar muita energia juntos, certamente poderia ter alguma ajuda do bioma com a conversão em energia utilizável.

1 Resistência ao frio. - Isso não é uma coisa. Se você vive otimamente nessas temperaturas, elas não são frias para você como organismo. Gostamos das temperaturas que nossos corpos mantêm porque nossas reações químicas vão bem nessas temperaturas.

2 Um meio de lidar com seu mau ambiente. - Isso não é uma coisa. Se você vive com uma atmosfera rarefeita, isso seria ruim para os humanos, já que precisamos respirar oxigênio e não nos damos bem com a radiação solar, mas se você não evoluiu para isso então não é algo que importa.

3 Adaptações para sobreviver à radiação solar. - Isso é uma coisa pequena. Em teoria, coisas de alta energia podem quebrar coisas complexas, mas o oxigênio é uma das coisas piores e mais destrutivas e nós o respiramos como um chefe. E isso soa como muita energia entorpecente.

4 Um bioma interno para produzir alimentos e reciclar resíduos - Todos os corpos estão fazendo isso. Isso é o congestionamento da vida. Se for algo que você pode reciclar corpos, faça isso. A produção de alimentos é um problema. Já que você ainda tem que obedecer às leis da termodinâmica.

Você poderia fazê-lo hibernar por 25 anos quando o musgo que absorve a radiação que cobre seu corpo acumula reservas de energia suficientes para levar seu urso até o local de desova, e todas as criaturas cooperativas de ursos / musgos vão e têm bebês ursos e bebês musgo. Ou tenha alguma energia adicional por perto. Talvez o musgo que absorve radiação esteja perfeitamente adaptado para o pólo e não possa se reproduzir tão ao sul, e somente cavalgando uma criatura parecida com um urso para o sul e depois para o norte ele poderia ter sucesso.

Chamar algo de inóspito é simplesmente errado sem contexto, as coisas só precisam de energia, além disso a vida encontra um caminho. Nada mais do planeta vive lá porque nada mais pode realmente colher a energia (qualquer energia que tenha). Mas, se as coisas vivem lá, elas são hospitaleiras e habitáveis. Coisas como radiação, calor, frio e pressão atmosférica parecem inóspitos porque nós, como humanos, não podemos viver ali. Um alienígena que vivesse lá não teria nenhum problema.

Ps. Usei musgo como abreviatura para o único material radiotrófico que conheço da Terra. Isso foi e muito rapidamente pegou a radiação extrema de um derretimento nuclear e a transformou em energia. Porque, novamente, esses não são problemas. Radiação extrema como essa não é um problema, é uma fonte de alimento.


Exemplos de autótrofos e heterótrofos

Exemplos de organismos autotróficos

Algum claro exemplos de organismos autotróficos estão:

Plantas

As plantas são geralmente organismos fotoautotróficos, com muito poucas exceções (como as plantas carnívoras, como a armadilha de Vênus que se alimenta de moscas). Graças à clorofila, ele captura fótons de luz e produz açúcares e outras substâncias para a alimentação. As plantas costumam ser consumidas por animais heterotróficos que usam essas substâncias orgânicas.

Algas verdes

As algas verdes, como o verdete ou algumas algas marinhas, são organismos fotoautotróficos. Na verdade, as algas verdes vêm de antigas cianobactérias, um tipo de alga verde que iniciou o processo de transformar a Terra em um planeta com uma atmosfera rica em oxigênio.

Bactéria de ferro

Esses organismos são quimioautotróficos. Um exemplo é a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans , que obtém energia do ferro ferroso, transformando-o de insolúvel em solúvel. Esses tipos de organismos têm suas aplicações em biohidrometalurgia e extração de minerais que não podem ser extraídos por meios convencionais.

Bactéria de enxofre

quimioautótrofos, eles vivem em acúmulos de pirita, que é um mineral feito de enxofre, do qual se alimentam.

Exemplos de organismos heterotróficos

Existem muito mais categorias em organismos heterotróficos do que em autótrofos. Algum exemplos de organismos heterotróficos estão:

Herbívoros

Esses organismos se alimentam de plantas, por isso também são chamados de consumidores primários. Por meio dessa dieta, eles obtêm, entre outras moléculas, carboidratos complexos como o amido ou a celulose. O amido é facilmente decomposto (a maioria dos animais tem amilase), mas a celulose (um componente das paredes das células vegetais) requer uma enzima especial, a celulase, que é encontrada especificamente nos intestinos de animais herbívoros ou por organismos. intestinos simbióticos.

Exemplos de animais herbívoros são vacas, veados, ovelhas e outros ruminantes ou elefantes. Aqueles que se alimentam de frutas ou frugívoros como pássaros, morcegos ou macacos também são considerados herbívoros.

Carnívoros

Alimentam-se de consumidores primários ou herbívoros, ou outros carnívoros, razão pela qual também são chamados de consumidores secundários e terciários. A energia que obtêm é aquela que flui por toda a cadeia alimentar, começando com os organismos autotróficos. Essa energia é usada para fazer suas biomoléculas ou é armazenada.

Exemplos de organismos carnívoros são o leão, as cobras ou os tubarões. Necrófagos como abutres ou baratas também são carnívoros, pois consomem carne de animais mortos.

Decompositores

Eles se alimentam de matéria orgânica morta por meio de decomposição e absorção . Esses substratos dos quais se alimentam podem ser muito diversos, como madeira, queijo, carne ou cama. Exemplos de organismos em decomposição são alguns fungos ou pequenos invertebrados. o decompositores desempenham um papel importante nos ciclos tróficos dos ecossistemas, pois atuam permitindo que os reciclagem de nutrientes dentro dos ecossistemas . Além disso, são importantes para o ser humano economicamente e para alimentação, pois graças a eles podemos produzir certos alimentos que consumimos.

Fungi E Protozoários

eles absorvem carbono orgânico de seu ambiente. Eles são quimioheterotróficos.

Enxofre roxo e bactérias livres # 8211

Estes são foto-heterotróficos que usam ácidos orgânicos sem enxofre para energia, mas obtêm carbono da matéria orgânica.

Heliobactéria

outros fotoheterotróficos que requerem fontes de carbono orgânico encontradas no solo, especialmente nas lavouras de arroz.

Bactérias Oxidantes de Manganês

Um quimioheterotrófico que usa rochas de lava para obter energia, mas depende de seu ambiente para obter carbono orgânico.


A base da pirâmide

Os organismos que constituem o nível básico da pirâmide variam de comunidade para comunidade. Nas comunidades terrestres, as plantas multicelulares geralmente formam a base da pirâmide, enquanto nos lagos de água doce uma combinação de plantas multicelulares e algas unicelulares constituem o primeiro nível trófico. A estrutura trófica do oceano é construída sobre o plâncton, especificamente o fitoplâncton (a flora que usa dióxido de carbono, libera oxigênio e converte minerais em uma forma que os animais podem usar). O zooplâncton, como o krill, também desempenha papéis importantes, tanto como consumidor de fitoplâncton quanto como alimento para uma grande variedade de animais marinhos. Existem algumas exceções a este plano geral. Muitos riachos de água doce têm detritos em vez de plantas vivas como sua base de energia. Detrito é composto de folhas e outras partes da planta que caem na água das comunidades terrestres vizinhas. É decomposto por microrganismos, e os detritos ricos em microrganismos são comidos por invertebrados aquáticos, que por sua vez são comidos por vertebrados.

As comunidades biológicas mais incomuns de todas são aquelas que cercam as fontes hidrotermais no fundo do oceano. Essas aberturas resultam da atividade vulcânica e do movimento das placas continentais, que criam fissuras no fundo do mar. A água penetra nas rachaduras, é aquecida pelo magma dentro do manto da Terra, torna-se carregada com sulfeto de hidrogênio e, em seguida, sobe de volta ao fundo do oceano. Bactérias oxidantes de enxofre (quimioautotróficos) prosperam na água quente e rica em enxofre que circunda essas rachaduras. As bactérias usam enxofre reduzido como fonte de energia para a fixação de dióxido de carbono. Ao contrário de todas as outras comunidades biológicas conhecidas na Terra, a energia que forma a base dessas comunidades do fundo do mar vem da quimiossíntese, e não da fotossíntese, o ecossistema é, portanto, sustentado pela energia geotérmica em vez da energia solar.

Algumas espécies que cercam essas aberturas se alimentam dessas bactérias, mas outras espécies formaram relacionamentos reciprocamente benéficos de longo prazo (simbioses mutualísticas) com bactérias sulfurosas. Essas espécies abrigam bactérias quimioautotróficas em seus corpos e derivam nutrição diretamente delas. As comunidades biológicas ao redor dessas fontes são tão diferentes daquelas no resto do oceano que desde a década de 1980, quando a pesquisa biológica dessas fontes começou, cerca de 200 novas espécies foram descritas, e há muitas mais que permanecem não descritas, ou seja, não formalmente descritos e com nomes científicos. Entre as espécies descritas, há pelo menos 75 novos gêneros, 15 novas famílias, uma nova ordem, uma nova classe e até mesmo um novo filo.


Dependência Solar e Produção Alimentar

Alguns organismos podem realizar a fotossíntese, enquanto outros não. Um autotrófico é um organismo que pode produzir seu próprio alimento. As raízes gregas da palavra autotroph significam & ldquoself & rdquo (auto) & ldquofeeder & rdquo (trof). As plantas são os autótrofos mais conhecidos, mas existem outros, incluindo certos tipos de bactérias e algas (Figura ( PageIndex <1> )). As algas oceânicas contribuem com enormes quantidades de alimentos e oxigênio para as cadeias alimentares globais. Mais especificamente, as plantas são fotoautotrofos, um tipo de autotrófico que usa a luz solar e o carbono do dióxido de carbono para sintetizar energia química na forma de carboidratos. Todos os organismos que realizam a fotossíntese requerem luz solar.

Figura ( PageIndex <2> ). A energia armazenada nas moléculas de carboidratos da fotossíntese passa pela cadeia alimentar. O predador que come esses veados está recebendo energia que se originou na vegetação fotossintética que o veado consumiu. (crédito: Steve VanRiper, U.S. Fish and Wildlife Service)

Heterotróficos são organismos incapazes de fotossíntese que devem, portanto, obter energia e carbono dos alimentos consumindo outros organismos. As raízes gregas da palavra heterotrofo significa & ldquoother & rdquo (hetero) & ldquofeeder & rdquo (troféu), o que significa que seu alimento vem de outros organismos. Mesmo que o organismo que está sendo consumido seja outro animal, sua energia armazenada remonta aos autótrofos e ao processo de fotossíntese. Os humanos são heterótrofos, assim como todos os animais e fungos. Os heterótrofos dependem dos autótrofos, direta ou indiretamente. Por exemplo, um cervo obtém energia comendo plantas. Um lobo comendo um cervo obtém energia que veio originalmente das plantas comidas por aquele cervo (Figura ( PageIndex <2> )). Usando esse raciocínio, todos os alimentos ingeridos por humanos podem ser rastreados até os autótrofos que realizam a fotossíntese.

Resumo da fotossíntese

Fotossíntese requer luz solar, dióxido de carbono e água como reagentes iniciais (Figura ( PageIndex <3> )). Após a conclusão do processo, a fotossíntese libera oxigênio e produz moléculas de carboidratos, mais comumente glicose. Essas moléculas de açúcar contêm a energia de que os seres vivos precisam para sobreviver. As reações complexas da fotossíntese podem ser resumidas pela equação química mostrada na Figura ( PageIndex <4> ) abaixo.

Embora a equação pareça simples, as muitas etapas que ocorrem durante a fotossíntese são, na verdade, bastante complexas. Nas plantas, a fotossíntese ocorre principalmente nos cloroplastos das folhas. Os cloroplastos têm uma membrana dupla (interna e externa). Dentro do cloroplasto há uma terceira membrana que forma estruturas empilhadas em forma de disco chamadas tilacóides. Embutidas na membrana do tilacóide estão moléculas de clorofila, um pigmento (uma molécula que absorve luz) por meio do qual todo o processo de fotossíntese começa.

Figura ( PageIndex <4> ). Essa equação significa que seis moléculas de dióxido de carbono (CO2) se combinam com seis moléculas de água (H2O) na presença de luz solar. Isso produz uma molécula de glicose (C6H12O6) e seis moléculas de oxigênio (O2).

As Duas Partes da Fotossíntese

A fotossíntese ocorre em dois estágios: as reações dependentes de luz e o ciclo de Calvin. No reações dependentes de luz a clorofila absorve a energia da luz solar e a converte em energia química com o auxílio da água. A liberação de reações dependentes de luz oxigênio como um subproduto da divisão da água. No Ciclo de Calvin, a energia química derivada das reações dependentes de luz impulsiona tanto a captura de carbono em dióxido de carbono moléculas e a montagem subsequente de moléculas de açúcar.

O significado global da fotossíntese

O processo de fotossíntese é crucialmente importante para a biosfera pelas seguintes razões:


Assista o vídeo: Nutrición Autótrofa (Novembro 2021).