Ciclo entre autótrofos y heterótrofos. Los autótrofos utilizan luz,dióxido de carbono () yagua para formaroxígeno y compuestos orgánicos complejos, principalmente a través del proceso defotosíntesis (flecha verde). Ambos tipos de organismos usan tales compuestos a través de larespiración celular para generarATP y nuevamente formar y agua (dos flechas rojas).
Unheterótrofo (delgriego ἕτεροςhéteros = ‘otro’, ytrophe = ‘nutrición’) es unorganismo que no puede producir su propio alimento, sino que se nutre de otras fuentes decarbono orgánico, principalmente materia vegetal o animal. En la cadena alimentaria, los heterótrofos son consumidores primarios, secundarios y terciarios, pero no productores.[1][2] Los organismos vivos que son heterótrofos incluyen todos losanimales yhongos, algunasbacterias yprotistas,[3] y muchasplantas parásitas. El término heterótrofo surgió enmicrobiología en 1946 como parte de una clasificación demicroorganismos basada en su tipo denutrición.[4] El término se utiliza ahora en muchos campos, como laecología, para describir lacadena alimentaria.
Los heterótrofos se pueden subdividir según su fuente de energía. Si el heterótrofo usa energía química, es unquimioheterótrofo (por ejemplo, humanos y hongos). Si usa luz para obtener energía, entonces es unfotoheterótrofo (por ejemplo,bacterias verdes sin azufre).
Los heterótrofos representan uno de los dos mecanismos de la nutrición (niveles tróficos), siendo el otro losautótrofos. Los autótrofos utilizan la energía de laluz solar (fotoautótrofos) o la oxidación de compuestos inorgánicos (litoautótrofos) para convertir eldióxido de carbono inorgánico en compuestos de carbono orgánico y energía para mantener su vida. Comparando los dos en términos básicos, los heterótrofos (como los animales) comen autótrofos (como las plantas) u otros heterótrofos, o ambos.
Los heterótrofos pueden serorganótrofos olitótrofos. Los organótrofos explotan compuestos de carbono reducido como fuentes de electrones, comocarbohidratos,grasas yproteínas de plantas y animales. Por otro lado, los litoheterótrofos usan compuestos inorgánicos, comoamonio,nitrito oazufre, para obtener electrones. Otra forma de clasificar diferentes heterótrofos es asignándolos comoquimiótrofos ofotótrofos. Los fotótrofos utilizan la luz para obtener energía y llevar a cabo procesos metabólicos, mientras que los quimiótrofos utilizan la energía obtenida por la oxidación de sustancias químicas de su entorno.[6]
Los fotoorganoheterótrofos, como lasRhodospirillaceae y las bacterias púrpuras sin azufre, sintetizan compuestos orgánicos mediante la luz solar junto con la oxidación de sustancias orgánicas. Usan compuestos orgánicos para construir estructuras. No fijan dióxido de carbono y aparentemente no tienen elciclo de Calvin.[7] Los quimiolitoheterótrofos comoOceanithermus profundus[8] obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos, incluyendosulfuro de hidrógeno,azufre elemental,tiosulfato ehidrógeno molecular. Losmixótrofos (o quimiolitótrofos facultativos) pueden utilizar dióxido de carbono o carbono orgánico como fuente de carbono, lo que significa que los mixótrofos tienen la capacidad de utilizar métodos tanto heterótrofos como autótrofos.[9][10] Aunque los mixótrofos tienen la capacidad de crecer tanto en condiciones heterótrofas como autótrofas,C. vulgaris tiene mayor biomasa y productividad de lípidos cuando crecen en condiciones heterótrofas en comparación con las autótrofas.[11]
Los heterótrofos, al consumir compuestos reducidos de carbono, pueden utilizar toda la energía que obtienen de los alimentos (y a menudo oxígeno)[12] para el crecimiento y la reproducción, a diferencia de los autótrofos, que deben utilizar parte de su energía para la fijación de carbono.[7] Tanto los heterótrofos como los autótrofos suelen depender de las actividades metabólicas de otros organismos para obtener nutrientes distintos del carbono, incluidos el nitrógeno, el fósforo y el azufre, y pueden morir por falta de alimentos que suministren estos nutrientes.[13] Esto se aplica no solo a los animales y los hongos, sino también a las bacterias.
Muchos heterótrofos sonquimioorganoheterótrofos que utilizan carbono orgánico (por ejemplo la glucosa) como fuente de carbono y sustancias químicas orgánicas (por ejemplo: carbohidratos, lípidos, proteínas) como fuentes de electrones.[14] Los heterótrofos funcionan comoconsumidores: obtienen estos nutrientes de nutrientessaprótrofos,parásitos uholozoicos.[15] Descomponen los compuestos orgánicos complejos (por ejemplo: carbohidratos, grasas y proteínas) producidos por los autótrofos en compuestos más simples (por ejemplo: carbohidratos englucosa, grasas enácidos grasos yglicerol y proteínas enaminoácidos). Liberan la energía del[12] oxidando los átomos de carbono e hidrógeno de los carbohidratos, lípidos y proteínas a dióxido de carbono y agua, respectivamente.
Pueden catabolizar compuestos orgánicos por respiración, fermentación o ambos. Los heterótrofosfermentativos son o facultativos oanaerobios que llevan a cabo la fermentación en ambientes de oxígeno bajas, en las que la producción de ATP es comúnmente junto con lafosforilación a nivel de sustrato y la producción de productos finales (por ejemplo, alcohol,, sulfuro).[16] Estos productos pueden luego servir como sustratos para otras bacterias en ladigestión anaeróbica y convertirse en y, que es un paso importante para elciclo del carbono para eliminar los productos orgánicos de fermentación de los ambientes anaeróbicos. Los heterótrofos pueden experimentarrespiración, en la que la producción de ATP se acopla con lafosforilación oxidativa.[17] Esto conduce a la liberación de desechos de carbono oxidado como el y desechos reducidos como el, o a la atmósfera. La respiración y la fermentación de los microbios heterótrofos representan una gran parte de la liberación de a la atmósfera, lo que lo hace disponible para los autótrofos como fuente de nutrientes y las plantas como sustrato de síntesis de celulosa.[18]
La respiración en los heterótrofos suele ir acompañada demineralización, el proceso de conversión de compuestos orgánicos en formas inorgánicas.[18] Cuando la fuente de nutrientes orgánicos absorbida por el heterótrofo contiene elementos esenciales como,, además de, y, a menudo se eliminan primero para proceder con la oxidación de nutrientes orgánicos y la producción de ATP a través de la respiración. El y en la fuente de carbono orgánico se transforman en y mediante desulfurilación ydesaminación, respectivamente.[17] Los heterótrofos también permiten ladesfosforilación como parte de ladescomposición. La conversión de y de forma orgánica a inorgánica es una parte fundamental del ciclo delnitrógeno y elazufre. El formado a partir de desulfurilación se oxida adicionalmente por litótrofos y fotótrofas, mientras formado a partir de desaminación se oxida adicionalmente por litótrofos a las formas disponibles para las plantas. La capacidad de los heterótrofos para mineralizar elementos esenciales es fundamental para la supervivencia de las plantas.
La mayoría de losopistocontes yprocariotas son heterótrofos; en particular, todos los animales y hongos son heterótrofos.[3] Algunos animales, como loscorales, forman relacionessimbióticas con los autótrofos y obtienen carbono orgánico de esta forma. Además, algunasplantas parásitas también se han vuelto total o parcialmente heterótrofas, mientras que lasplantas carnívoras consumen animales para aumentar su suministro de nitrógeno sin dejar de ser autótrofas.
Los animales se clasifican como heterótrofos por ingestión, los hongos se clasifican como heterótrofos por absorción.
↑El propósito de los saprótrofos y su nutrición interna, así como los dos tipos principales de hongos a los que se hace referencia con mayor frecuencia, así como describe, visualmente, el proceso de nutrición saprotrófica a través de un diagrama de hifas, refiriéndose al Rhizobium en pan húmedo o fruta podrida.
