Autótrofos

Los organismos autótrofos son aquellos que sintetizan las sustancias que necesitan para su metabolismo, a partir de compuestos inorgánicos que obtienen de la atmósfera; tales como el dióxido de carbono, luz solar y agua; obteniendo compuestos orgánicos como glucosa, almidón, lípidos y prótidos, para su nutrición. liberando oxígeno al ambiente a través de este proceso.

El vocablo autótrofo proviene del latín “auto” que quiere decir “por sí mismo”, y “trophe” que significa “nutrición”. Los seres u organismos autótrofos son aquellos que tienen la capacidad de alimentarse para producir en su interior su propio alimento y es considerado como la forma de nutrición más primitiva en la historia del planeta.

Plantas fotosintéticas

Nutrición Autótrofa

La nutrición autótrofa es el tipo de nutrición que usan los organismos con facultad de sintetizar todas las sustancias fundamentales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas. De forma que para su alimentación no requieren de otros seres vivos.

Los organismos autótrofos utilizan la luz solar para transformarla en energía aprovechable. A través de una serie de reacciones logran transformar esa energía lumínica en energía química; proceso que se da en los cloroplastos de las células y que se conoce como fotosíntesis.

La nutrición de los organismos autótrofos es más compleja; se caracteriza por la síntesis de la materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas sencillas en presencia de luz (fotosíntesis). Esta materia orgánica es, posteriormente, utilizada por el organismo para obtener materia y energía.

Todo esto ocurre a través de una serie de reacciones metabólicas complejas que se realizan en las células y que integra a la respiración como parte de la misma. • La nutrición trasciende del nivel de individuo al de ecosistemas, pues la presencia de organismos autótrofos explica la entrada y el flujo de energía en el ecosistema. El continuo intercambio de materia de los distintos tipos de organismos (autótrofos y heterótrofos) en el medio explican los ciclos biogeoquímicos.

Organismo autótrofo

¿Qué es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es  un proceso metabólico que tiene lugar en las células vegetales provistas de pigmentos fotosintéticos. Se activa en las partes verdes de las plantas al entrar éstas en contacto con la luz solar. En presencia de luz solar, una planta toma el CO2 y lo combina con agua, para formar sus tejidos, liberando O2 en el proceso. Las moléculas encargadas de captar la luz solar son los cloroplastos, donde está contenida la clorofila. Dentro de los cloroplastos también se encuentran los estromas, en los que se albergan componentes, tales como enzimas que transforman el dióxido de carbono en materia orgánica.

La fotosíntesis

 

Descripción del proceso de nutrición en las plantas

El proceso de la nutrición en las plantas también se da a través de otros órganos, como las raíces. Se inicia este proceso cuando los pelos absorbentes de las raíces, llamados pelos radicales absorben del suelo, el agua y sales minerales. Las sales disueltas en el agua del suelo, penetran en los pelos. A esta combinación  de sales minerales con  agua y sales minerales se le denomina sabia bruta; y es transportada hasta las hojas por uno vasos conductores denominados xilema.

Los vasos conductores del xilema están a lo largo del tallo y llegan hasta las hojas. En las hojas, las células toman la luz solar y el CO2 a través de las estomas y con el agua y las sales minerales se forman la materia orgánica por el proceso de la fotosíntesis.

2 Elementos Fundamentales Para Los Seres Autótrofos

  1. Agua

El agua es el elemento principal e indispensable de todos los seres vivos. Los organismos autótrofos utilizan el agua que captan de la atmósfera; y también la que absorben del suelo, para metabolizar sus nutrientes alimento.

  1. Luz Solar

La luz solar es el espectro total de radiación electromagnética derivado del sol, a partir de los fotones contenidos en los rayos solares que activa la clorofila en los cloroplastos.

  1. Dióxido de carbono

Las plantas toman el Dióxido de carbono atmosférico para reducirlo y transformarlo en CH2On. La primera etapa en el metabolismo del CO2 es la fijación de esta molécula con una molécula de ribulosa-1,5-bifosfato (carboxilación), funcionando como el aceptor del CO2. El metabolismo del CO2 se completa pasando por dos etapas más, que son la reducción y la regeneración.

La principal diferencia entre un organismo autótrofo y un organismo heterótrofo

Si mencionamos la principal característica que los diferencia en el contexto nutricional, debemos mencionar la capacidad de los autótrofos en sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica, utilizando para ello la energía luminosa.

Diferencia entre organismo autótrofo y heterótrofo

Seres autótrofos y su clasificación

Los seres autótrofos son las plantas, las algas, y bacterias como las Cianobacterias. Según la fuente que utilizan para captar la energía del medio ambiente y transformarla, ellos se clasifican en fotoautótrofos y qumioautótrofos.

  1. Fotoautótrofos

Existen organismos unicelulares autótrofos, quienes toman la energía directamente del medio a través de la membrana celular, los elementos que necesitan para iniciar el metabolismo de sus nutrientes. Los musgos y algas que viven en ambientes acuáticos, no tienen órganos especializados en transporte de nutrientes y absorción, por lo que absorben sus nutrientes a través de toda su superficie vegetal.

Las plantas han desarrollado órganos especializados en la nutrición: Las raíces que absorben agua y nutrientes, el tallo como sistema vascular de transporte de los nutrientes, y sostén de la planta, y las hojas, que son los órganos donde se produce la fotosíntesis. Esta forma también constituye una manera autótrofa de los vegetales de obtener los alimentos.

Fotoautótrofos

  1. Quimioautótrofos

Existen autótrofos que no hacen fotosíntesis: Los quimioautótrofos; que en lugar de utilizar la luz solar como fuente de energía para sus procesos metabólicos, utilizan la energía retenida en compuestos químicos, como por ejemplo, algunas bacterias que viven en las profundidades del océano, y aprovechan las grandes cantidades de compuestos de azufre a altas temperaturas que salen de las grietas de las rocas oceánicas. Estas especies oxidan compuestos orgánicos, como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos, para sintetizar sus nutrientes. Se les llama también bacterias sulfurosas o quimiosintéticas.

Quimioautótrofos

Especies que dependen de lo seres autótrofos

Los seres heterótrofos dependemos de los autótrofos. Los seres humanos, los animales hervívoros, los hongos y gran parte de las bacterias y protozoos, pueden vivir gracias a los autótrofos; ya que los primeros utilizan materia contenida en estos para adquirir nutrientes. En el caso de los heterótrofos carnívoros, éstos consiguen la energía a través de la predación de otros animales, pero indirectamente se están beneficiando de los autótrofos, porque sus presas herbívoras existen gracias a éstos. Es una cadena trófica.

Importancia de los seres autótrofos

Numerosas investigaciones han contribuido a resaltar el papel fundamental que cumplen los organismos autótrofos en el medio ambiente, ya que han contribuido a comprobar su responsabilidad que tienen en la entrada de la energía en el ecosistema. Este hecho, esta visión de los seres autótrofos permite contemplar el mundo vegetal desde una dimensión, más amplia y general, explicando los intercambios y los ciclos de la materia, que tienen lugar en los ecosistemas.

Dicho en palabras más sencillas, los seres autótrofos son indispensables para el sostenimiento de la vida en el planeta. Constituyen el primer nivel de la cadena alimentaria (productores primarios); son el alimento de los seres herbívoros,  también son nuestro alimento; y los herbívoros, el alimento de los carnívoros. Y como importancia final, debemos destacar también la renovación de O2 en el aire. Por lo que su importancia también radica en el medio ambiente y el resto de los seres del planeta.

¿Qué es el Ciclo de Calvin?

El ciclo de Calvin es un proceso bioquímico que comienza con la fijación o carboxilación del CO2; la cual  ocurre en los estromas de los cloroplastos en el proceso de fotosíntesis; en plantas superiores y algas, y en que se obtiene la síntesis de compuestos de carbono. Su importancia biológica reside en que es la única ruta para los organismos autótrofos, ya sean fotosintetizadores o quimiosintetizadores que para la incorporación de materia inorgánica a los seres vivos.

Las reacciones bioquímicas que se dan en el metabolismo del carbono fueron descritas por Melvin Calvin, como una serie de procesos químicos que se efectúan en el estroma de los cloroplastos, los cuales se encuentran en la célula vegetal. Los científicos Melvin Calvin, J. Bassham, y Andrew Benson, lo describen como un proceso dependiente de la luz, ya que las enzimas en el ciclo de Calvin se activan solamente de esta manera. El proceso es ejecutado por una proteína llamada Tiorredoxina que puede hallarse en su forma reducida u oxidada.

¿Todos los organismos autótrofos fotosintéticos realizan el ciclo de Calvin?

Existen autótrofos fotosintéticos excepcionales en los que no se cumple el ciclo de Calvin. Son la excepción, algunas bacterias fotosintéticas anaerobias como Clostridum thiosulfatophilum y Rodospirillum rubrum que fijan el CO2 a través de otro mecanismo, el cual consiste en la carboxilación reductiva de moléculas de succinato y acetato, activadas por su unión a la coenzima A. Se puede decir que este ciclo reductivo de los ácidos carboxílicos es prácticamente un ciclo inverso al ciclo de Krebs.

Etapas del Ciclo de Calvin

El Ciclo de Calvin se cumple en tres etapas fundamentales:

Etapa 1

Fijación, carboxilación de difosfato de ribulosa para formar PGA.

Etapa 2

Disminución de PGA al nivel de un azúcar (CH2O) mediante la creación de gliceraldehído-3-fosfato (GAP) con el NADPH y el ATP que se generan en las reacciones dependientes de la luz.

Etapa 3

Remodelación de Difosfato de Ribulosa, que también requiere ATP.

¿Cómo ocurre el ciclo de Calvin en las plantas?

En el ciclo de Calvin se emplean seis moléculas de CO2; las cuales son sirven para crear una molécula de la glucosa. En todas estas reacciones, cada molécula de CO2 se acopla a una molécula aceptora: La ribulosa-1-5-bifosfato (RuBP); la cual posteriormente se divide en dos moléculas de 3-fosfoglicerato; siendo catalizada con la energía de NADHP y ATP, por la enzima Rubisco.

Durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis, El ATP producido cede conjuntos de fosfato a estas moléculas; produciendo 1,3-difosfoglicerato; al mismo tiempo el NADPH cede electrones a estas moléculas de tres carbonos, también produciendo a su vez gliceraldehido-3-fosfato (PGAL). Una parte del PGAL es destinado a fabricar la glucosa (azúcar de seis carbonos); entre otros productos.

Junto a la molécula de ATP, otra parte del PGAL, genera el aceptor de CO2 ribulosa-1,5-bifosfato y de esta forma se inicia de nuevo el ciclo. Al completar cada rotación del ciclo, una molécula de dióxido de carbono entra y es sometida, mostrando regeneración de una molécula de RuBP. Para producir un azúcar de seis carbonos como la glucosa, es necesario seis vueltas del ciclo. Para finalizar, el producto del ciclo es el PGAL, la molécula primaria trasladada del cloroplasto hacia el citoplasma de la célula.

Con respecto al derivado de la hidrólisis de enlaces fosfato, las primeras cuatro etapas de la glucólisis pueden ser rebosadas para sintetizar glucosa a partir del PGAL. Una molécula de triosa fosfato es restablecida a partir de tres moléculas de CO2 por cada tres vueltas en el ciclo de Calvin,. La triosa fosfato es monopolizada para la síntesis de almidón.

Ciclo de Calvin en los autótrofos

Importancia del Ciclo de Calvin

De igual manera, los productos del ciclo de Calvin que ocurre en los autótrofos son de valiosa importancia para la biosfera; debido a que los enlaces covalentes de los hidratos de carbono generados en el ciclo, simbolizan la energía total que nace a partir de la captación de la luz por los organismos fotosintéticos. Estos organismos denominados autótrofos, liberan la mayor parte de esta energía a través de la glucólisis y la respiración celular; energía que usa para mantener su propio desarrollo, crecimiento y reproducción.

Una gran cantidad de materia vegetal acaba siendo consumida por los heterótrofos; teniendo total dependencia de los organismos autótrofos para su sobrevivencia; de los cuales obtienen materias primas y fuentes de energía. La glucólisis y la respiración celular en las células de los heterótrofos liberan energía de los alimentos para su uso en estos organismos.

Por ahora nos despedimos, pero si te queda alguna duda sobre como ocurre la nutrición en los seres autótrofos, queremos complementar nuestra información con un ilustrativo video; que esperamos sea de tu completo agrado y satisfacción.

 

 

 

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