Glianimali sono organismi eterotrofi: per ottenere energia devono acquisiremolecole organiche, quindi consumando altri organismi viventi
L'eterotrofia è la condizione nutrizionale di unorganismo vivente che non è in grado di sintetizzare tutte le propriemolecole organiche autonomamente a partire da altre molecole inorganiche, come ad esempio utilizzando l'anidride carbonica.[1]
Per la sopravvivenza gli eterotrofi devono quindi fare riferimento acomposti organici precedentemente sintetizzati da altri organismi, gliautotrofi, come ad esempio tutte lepiante che posseggonoclorofilla.
Ciclo tra autotrofi ed eterotrofi. Gli autotrofi usano la luce, l'anidride carbonica (CO2), e l'acqua per formareossigeno e composti organici complessi, principalmente tramite lafotosintesi (freccia verde). Entrambi i tipi di organismi usano tali composti tramiterespirazione cellulare per generareATP e formare ancora CO2 e acqua (le due frecce rosse).
Gli organismi eterotrofi possono essere suddivisi in due classi principali: fotoeterotrofi e chemioeterotrofi.
I primi,fotoeterotrofi, producono energia dalla luce e utilizzano composti organici per funzioni plastiche. Consumano poco o niente dell'energia prodotta durante la fotosintesi per ridurreNADP aNADPH, in quanto non c'è bisogno di usare ilciclo di Calvin se icarboidrati sono disponibili nella dieta.
Ichemioeterotrofi invece producono ATP da ossidanti chimici. Ci sono due tipi di chemioeterotrofi: chemioorganoeterotrofi e chemiolitoeterotrofi.
I chemiolitoeterotrofi, o eterotrofi litotrofici come solfobatteri (ad esempioBeggiatoa eThiobacillus) e batteri solfato-riduttori, utilizzano sostanze inorganiche per produrre ATP, tra cui solfuro di idrogeno, zolfo elementare, tiosolfato, e idrogeno molecolare. Essi utilizzano i composti organici per costruire le loro strutture biologiche.
Chemioorganoeterotrofi, o semplicemente organotrofi, sfruttano come fonti di energia i composti di carbonio ridotto, come carboidrati, grassi eproteine da piante e animali.
In ecologia gli esseri eterotrofi si dicono ancheconsumatori;primari quando si nutrono di autotrofi (ad esempio glierbivori) edi ordine superiore quando si nutrono di altri eterotrofi (ad esempio icarnivori).
Negli organismi eterotrofi è presente la sola reazione direspirazione (che semplificata al massimo può essere espressa come:glucosio +ossigeno ->biossido di carbonio +acqua +energia), mentre negli organismiautotrofi è presente (e prevalente) la reazione difotosintesi (che, anch'essa semplificata al massimo, può essere espressa comeacqua + biossido di carbonio + energia (solare) -> glucosio + ossigeno).
Per molto tempo si è ipotizzato che le primecellule fossero eterotrofe in quanto utilizzavano le molecole organiche presenti nelbrodo primordiale, le stesse molecole utilizzate dalle cellule per autoassemblarsi. Secondo questa ipotesi, a mano a mano che le cellule primitive aumentavano di numero, cominciarono a esaurire le molecole complesse da cui dipendeva la loro esistenza e che avevano impiegato milioni di anni per accumularsi. Una volta ridotta la riserva di queste molecole, incominciò una forma di competizione: le cellule che erano in grado di fare un uso efficiente delle limitate fonti di energia allora disponibili avevano più probabilità di sopravvivere e di riprodursi rispetto alle cellule prive di tali capacità. Col passare del tempo si evolsero cellule che erano capaci di sintetizzare molecole organiche a partire da semplici sostanze inorganiche.
Le scoperte più recenti, tuttavia, sono più orientate verso l'ipotesi che le prime cellule potessero essere autotrofe, chemiosintetiche o fotosintetiche, piuttosto che eterotrofe. Innanzitutto, sono stati trovati parecchi gruppi differenti di batteri chemiosintetici che avrebbero potuto essere molto adatti alle condizioni ambientali predominanti sul giovane pianeta; alcuni di questi batteri, come i metanogeni, possono vivere soltanto in assenza di ossigeno, una condizione predominante sulla giovane Terra, ma presente oggi solo in ambienti isolati come i fondali di melma e fango dellepaludi; altri, invece, sono stati trovati nelle profondefosse oceaniche dove si raccolgono i gas sfuggiti dalle fessure dellacrosta terrestre. È stato accertato che questi batteri sono i rappresentanti sopravvissuti di gruppi molto antichi diorganismi unicellulari.In secondo luogo, in alcuni esperimenti che simulano le condizioni ambientali dellaTerra primitiva, sono state prodotte molecole organiche che sono i precursori chimici dellaclorofilla delle piante; quando queste molecole sono mescolate a molecole organiche semplici in un ambiente privo di ossigeno e illuminato, hanno luogo reazionifotosintetiche primitive. Queste reazioni somigliano a quelle che si svolgono in alcuni tipi di batteri fotosintetici.
I biologi, al momento attuale, non sono in grado di risolvere il problema se i primimicrofossili fossero eterotrofi o autotrofi, ma è certo che, senza l'evoluzione degli autotrofi, la vita sulla Terra sarebbe presto cessata. In più di 3,5 miliardi di anni dall'origine della vita sulla Terra a oggi, gli autotrofi di maggiore successo (quelli cioè che hanno lasciato il maggior numero di discendenti e si sono diversificati nella maggior varietà di forme) sono stati quelli che hanno sviluppato un sistema per utilizzare direttamente l'energia del Sole nel processo di fotosintesi. Con la comparsa della fotosintesi, il flusso di energia nellabiosfera venne ad assumere la sua forma moderna dominante: energia radiante del sole trasmessa, attraverso gli autotrofi fotosintetici, a tutte le altre forme di vita.
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