Un autótrofo o productor primario es un organismo que produce compuestos orgánicos complejos (como carbohidratos , grasas y proteínas ) usando carbono de sustancias simples como dióxido de carbono , [1] generalmente usando energía de la luz ( fotosíntesis ) o reacciones químicas inorgánicas ( quimiosíntesis ). [2] Convierten una fuente de energía abiótica (p. Ej., Luz) en energía almacenada en compuestos orgánicos , que pueden ser utilizados por otros organismos (p. Ej., Heterótrofos). Los autótrofos no necesitan una fuente viva de carbono o energía y son los productores de una cadena alimentaria , como las plantas en la tierra o las algas en el agua (a diferencia de los heterótrofos como consumidores de autótrofos u otros heterótrofos). Los autótrofos pueden reducir el dióxido de carbono para producir compuestos orgánicos para la biosíntesis y como combustible químico almacenado. La mayoría de los autótrofos usan agua como agente reductor , pero algunos pueden usar otros compuestos de hidrógeno como el sulfuro de hidrógeno .
Los productores primarios pueden convertir la energía en la luz ( fotótrofo y fotoautótrofo ) o la energía en compuestos químicos inorgánicos ( quimiótrofos o quimolitotrofos ) para construir moléculas orgánicas , que generalmente se acumula en forma de biomasa y se utilizará como fuente de carbono y energía por otros organismos (por ejemplo, heterótrofos y mixótrofos ). Los fotoautótrofos son los principales productores primarios, convirtiendo la energía de la luz en energía química a través de la fotosíntesis , y finalmente construyen moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono , un inorgánico. fuente de carbono . [3] Ejemplos de quimioautótrofos son algunas arqueas y bacterias (organismos unicelulares) que producen biomasa a partir de la oxidación de compuestos químicos inorgánicos; estos organismos se denominan quimioautótrofos y se encuentran con frecuencia en respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano. Los productores primarios se encuentran en el nivel trófico más bajo y son las razones por las que la Tierra es sostenible para la vida hasta el día de hoy. [4]
La mayoría de los quimioautótrofos son litótrofos , que utilizan donantes de electrones inorgánicos como sulfuro de hidrógeno, gas hidrógeno , azufre elemental , amonio y óxido ferroso como agentes reductores y fuentes de hidrógeno para la biosíntesis y la liberación de energía química. Los autótrofos usan una porción del ATP producido durante la fotosíntesis o la oxidación de compuestos químicos para reducir NADP + a NADPH para formar compuestos orgánicos. [5]
Historia [ editar ]
El término autótrofo fue acuñado por el botánico alemán Albert Bernhard Frank en 1892. [6] [ fuente no primaria necesaria ] Proviene de la antigua palabra griega τροφή ( trophḗ ), que significa "alimento" o "alimento". El primer organismo autótrofo se desarrolló hace unos 2.000 millones de años. [7] Los fotoautótrofos evolucionaron a partir de bacterias heterótrofas mediante el desarrollo de la fotosíntesis . Las primeras bacterias fotosintéticas utilizaron sulfuro de hidrógeno . Debido a la escasez de sulfuro de hidrógeno, algunas bacterias fotosintéticas evolucionaron para usar agua en la fotosíntesis, dando lugar a cianobacterias.. [8]
Variantes [ editar ]
Algunos organismos dependen de compuestos orgánicos como fuente de carbono , pero pueden utilizar compuestos ligeros o inorgánicos como fuente de energía. Tales organismos son mixótrofos . Un organismo que obtiene carbono de compuestos orgánicos pero obtiene energía de la luz se denomina fotoheterótrofo , mientras que un organismo que obtiene carbono de compuestos orgánicos y energía de la oxidación de compuestos inorgánicos se denomina quimiolitoheterótrofo .
La evidencia sugiere que algunos hongos también pueden obtener energía de la radiación ionizante : tales hongos radiotróficos se encontraron creciendo dentro de un reactor de la planta de energía nuclear de Chernobyl . [9]
Ejemplos [ editar ]
Hay muchos tipos diferentes de productores primarios en el ecosistema de la Tierra en diferentes estados. Los hongos y otros organismos que obtienen su biomasa de la oxidación de materiales orgánicos se denominan descomponedores y no son productores primarios. Sin embargo, los líquenes ubicados en climas de tundra son un ejemplo excepcional de un productor primario que, por simbiosis mutualista, combina la fotosíntesis por algas (o adicionalmente la fijación de nitrógeno por cianobacterias) con la protección de un hongo descomponedor . Además, los productores primarios similares a las plantas (árboles, algas) utilizan el sol como una forma de energía y lo ponen en el aire para otros organismos. [3] Por supuesto, hay productores primarios de H2O, incluida una forma de bacteria, yfitoplancton . Como hay muchos ejemplos de productores primarios, dos tipos dominantes son el coral y uno de los muchos tipos de algas pardas, las algas marinas. [3]
Fotosíntesis [ editar ]
La producción primaria bruta se produce por fotosíntesis. Esta es también una de las principales formas en que los productores primarios toman energía y la producen / liberan en otro lugar. Las plantas, los corales, las bacterias y las algas hacen esto. Las bacterias son un hallazgo más reciente en el proceso de fotosíntesis con productores primarios, ya que fueron solo [ ¿cuándo? ] descubierto en el suelo. Durante la fotosíntesis, los productores primarios toman energía del sol y la convierten en energía, azúcar y oxígeno. Los productores primarios también necesitan energía para convertir esta misma energía en otros lugares, por lo que la obtienen de los nutrientes. Un tipo de nutriente es el nitrógeno. [4] [3]
Ecología [ editar ]
Sin productores primarios, organismos que son capaces de producir energía por sí mismos, la Tierra no podría sostenerse por sí misma. [3] Las plantas, junto con otros productores primarios, producen la energía que los seres consumen y el oxígeno que respiran. [3] Se cree que los primeros organismos de la Tierra fueron productores primarios ubicados en el fondo del océano. [3]
Los autótrofos son fundamentales para las cadenas alimentarias de todos los ecosistemas del mundo. Toman energía del medio ambiente en forma de luz solar o sustancias químicas inorgánicas y la utilizan para crear moléculas de combustible como los carbohidratos. Este mecanismo se llama producción primaria . Otros organismos, llamados heterótrofos , ingieren a los autótrofos como alimento para llevar a cabo funciones necesarias para su vida. Por lo tanto, los heterótrofos, todos los animales , casi todos los hongos , así como la mayoría de las bacterias y protozoos , dependen de los autótrofos, o productores primarios , para las materias primas y el combustible que necesitan. Heterótrofosobtener energía descomponiendo los carbohidratos u oxidando moléculas orgánicas (carbohidratos, grasas y proteínas) obtenidas en los alimentos. [10] Los organismos carnívoros dependen indirectamente de los autótrofos, ya que los nutrientes que obtienen de sus presas heterótrofas provienen de los autótrofos que han consumido.
La mayoría de los ecosistemas están sustentados por la producción primaria autótrofa de plantas y cianobacterias que capturan fotones inicialmente liberados por el sol . Las plantas solo pueden usar una fracción (aproximadamente el 1%) de esta energía para la fotosíntesis . [11] El proceso de fotosíntesis divide una molécula de agua ( ), liberando oxígeno ( ) a la atmósfera y reduciendo el dióxido de carbono ( ) para liberar los átomos de hidrógeno que alimentan el proceso metabólico de producción primaria.. Las plantas convierten y almacenan la energía del fotón en enlaces químicos de azúcares simples durante la fotosíntesis. Estos azúcares vegetales se polimerizan para su almacenamiento como carbohidratos de cadena larga , incluidos otros azúcares, almidón y celulosa; La glucosa también se usa para producir grasas y proteínas . Cuando los autótrofos son consumidos por heterótrofos , es decir, consumidores como los animales, los carbohidratos , las grasas y las proteínas que contienen se convierten en fuentes de energía para los heterótrofos . [12] Las proteínas se pueden fabricar utilizando nitratos , sulfatos.y fosfatos en el suelo. [13] [14]
Producción primaria en arroyos y ríos tropicales [ editar ]
Las algas acuáticas contribuyen significativamente a las redes tróficas de los ríos y arroyos tropicales. Esto se muestra por la producción primaria neta, un proceso ecológico fundamental que refleja la cantidad de carbono que se sintetiza dentro de un ecosistema. Este carbono finalmente está disponible para los consumidores. La producción primaria neta muestra que las tasas de producción primaria en curso en las regiones tropicales son al menos un orden de magnitud mayor que en sistemas templados similares. [15]
Ver también [ editar ]
- Electrolitoautótrofo
- Electrótrofo
- Nutrición heterotrófica
- Organotrofo
- Grupos nutricionales primarios
Referencias [ editar ]
- ^ Morris, J. et al. (2019). "Biología: cómo funciona la vida", 3ª edición, WH Freeman. ISBN 978-1319017637
- ^ Chang, Kenneth (12 de septiembre de 2016). "Visiones de la vida en Marte en las profundidades de la Tierra" . The New York Times . Consultado el 12 de septiembre de 2016 .
- ^ a b c d e f g "¿Qué son los productores primarios?" . Ciencia . Consultado el 8 de febrero de 2018 .
- ↑ a b Publicar, David M (2002). "Uso de isótopos estables para estimar la posición trófica: modelos, métodos y supuestos". Ecología . 83 (3): 703–718. doi : 10.1890 / 0012-9658 (2002) 083 [0703: USITET] 2.0.CO; 2 .
- ^ Mauseth, James D. (2008). Botánica: una introducción a la biología vegetal (4 ed.). Editores Jones & Bartlett. pag. 252 . ISBN 978-0-7637-5345-0.
- ↑ Frank, Albert Bernard (1892-1893). Lehrbuch der Botanik (en alemán). Leipzig: W. Engelmann.
- ^ "Conocimiento de las bacterias" . eni escuela energía y medio ambiente . Consultado el 3 de mayo de 2019 .
- ^ Townsend, Rich (13 de octubre de 2019). "La evolución de los autótrofos" . Departamento de Astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison . Consultado el 3 de mayo de 2019 .
- ^ Melville, Kate (23 de mayo de 2007). "El hongo de Chernobyl se alimenta de radiación" . Archivado desde el original el 4 de febrero de 2009 . Consultado el 18 de febrero de 2009 .
- ^ Schmidt-Rohr, K. (2015). "Por qué las combinaciones son siempre exotérmicas, produciendo alrededor de 418 kJ por mol de O 2 ", J. Chem. Educ. 92 : 2094-2099. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00333
- ^ Schurr, Sam H. Energía, crecimiento económico y medio ambiente . Nueva York. ISBN 9781617260209. OCLC 868970980 .
- ^ Beckett, Brian S. (1981). Biología social y humana ilustrada . Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 38. ISBN 978-0-19-914065-7.
- ^ Odum, Eugene P. (Eugene Pleasants), 1913-2002. (2005). Fundamentos de la ecología . Barrett, Gary W. (5ª ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks / Cole. pag. 598. ISBN 0-534-42066-4. OCLC 56476957 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ^ Smith, Gilbert M. (2007). Un libro de texto de botánica general . Leer libros. pag. 148. ISBN 978-1-4067-7315-6.
- ^ Davies, Peter M .; Bunn, Stuart E .; Hamilton, Stephen K. (2008). "Producción primaria en arroyos y ríos tropicales". Ecología de corriente tropical . págs. 23–42. doi : 10.1016 / B978-012088449-0.50004-2 . ISBN 9780120884490.
Enlaces externos [ editar ]
- "Liquen Biología y Medio Ambiente" . www.lichen.com . Archivado desde el original el 21 de junio de 2013 . Consultado el 11 de mayo de 2014 .
- "Líquenes" . herbarium.usu.edu . Archivado desde el original el 1 de enero de 2014.
- "Líquenes" . archive.bio.ed.ac.uk .
 | Busque autótrofo en Wikcionario, el diccionario gratuito. |
