Organismi autotrofi
Che cosa sono gli organismi autotrofi?
Con il termine autotrofi si intendono quegli organismi, eucarioti o procarioti, in grado di sintetizzare le biomolecole (zuccheri, proteine, grassi) a partire da fonti di carbonio inorganiche (anidride carbonica).
Si differenziano dagi organismi eterotrofi che non sono in grado di sintetizzare le biomolecole a partire da componenti inorganici, ma devo assumerle attraverso la nutrizione.
Classificazione degli organismo autotrofi
L'energia necessaria ai processi di biosintesi può essere fornita dall'energia luminosa (organismi fotoautotrofi) o dall'ossidazione di composti inorganici (organismi chemioautotrofi).
Fotoautotrofi
Gli organismi fotoautotrofi più conosciuti sono le piante, che insieme alle alghe fotosintetiche (protisti) e i cianobatteri (procarioti) svolgono la fotosintesi clorofilliana.
Questi organismi, tramite la clorofilla, sono in grado di assorbire la luce per produrre l'energia necessaria alla fissazione della CO2 in molecole organiche.
Durante il processo le molecole d'acqua (H2O), che sono utilizzate come fonte di elettroni, vengono ossidate liberando ossigeno (O2).
Per tale ragione, questo tipo di fotosintesi viene chiamata fotosintesi ossigenica (produce ossigeno).
Esistono invece tra i batteri fotoautotrofi degli organismi che svolgono la cosiddetta fotosintesi anossigenica, ovvero una fotosintesi che non produce ossigeno dal momento che utilizza donatori di elettroni diversi dall'acqua.
Ad esempio, alcuni batteri purpurei-sulfurei (Chromatium) e batteri verdi-sulfurei (Chlorobium) durante la fotosintesi anossigenica utilizzano come fonte di elettroni l'acido solfidrico (H2S), e dalla sua ossidazione viene liberato zolfo (S).
Chemioautotrofi
Gli organismi chemioautotrofi appartengono tutti al regno dei batteri (procarioti unicellulari) e sono chiamati anche chemiolitotrofi.
Anziché assorbire l'energia luminosa come nei processi di fotosintesi, i chemioautotrofi utilizzano l'energia chimica liberata dall'ossidazione di una vasta gamma di composti inorganici, e hanno quindi la capacità di sopravvivere negli ambienti comunemente ostili per gli altri organismi.
I batteri nitrificanti, come Nitrosomonas, prelevano elettroni ad alta energia ossidando l'ammoniaca (NH3) in presenza di ossigeno e producendo acido nitroso (HNO2), il quale perdendo uno ione idrogeno si trasforma in anione nitrito (NO2−).
Nitrobacter, a sua volta, è in grado di ossidare il nitrito (NO2−) a nitrato (NO3−).
I batteri nitrificanti sono molto importanti dal punto di vista ecologico perché partecipano al ciclo dell'azoto (N) rifornendo gli altri organismi di nitrati, che prelevati dal terreno dalle piante vengono immessi nella catena alimentare e utilizzati dagli altri organismi.
Alcuni solfobatteri, come Beggiatoa, possono utilizzare acido solfidrico (H2S) come fonte di energia ossidandolo in presenza di ossigeno ad acqua (H2O) e zolfo (S), mentre i batteri del genere Thiobacillus sono in grado di ossidare lo zolfo elementare in presenza di acqua generando acido solforico (H2SO4), il quale si scinde nell'anione solfato (SO42−).
Infine, vanno ricordati i ferrobatteri come Acidithiobacillus ferrooxidans, il quale è un organismo aerobio chemiolitotrofo che è in grado di ossidare il ferro allo stato ferroso o bivalente (Fe2+) a ferro allo stato ferrico o trivalente (Fe3+).
Altri composti inorganici utilizzate dai batteri chemioautotrofi per la fissazione del carbonio sono idrogeno molecolare (H2), solfuri (S2−), monossido di carbonio (CO), e fosfati (PO33−).
Vedi anche: differenza tra autotrofi ed eterotrofi.
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