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Cosa sono gli autotrofi: Tipi ed esempi
Tipi di autotrofi
Chi conosce gli autotrofi sa quanto siano cruciali nella catena alimentare. Come produttori della catena alimentare, gli autotrofi creano la propria energia e i propri nutrienti attraverso la fotosintesi e la chemiosintesi. A differenza degli animali e degli esseri umani, hanno la capacità unica di produrre il proprio cibo a partire dai componenti del loro ambiente.
Che cos'è l'autotrofia e i suoi tipi? Scoprite di più su questi organismi, su come si procurano il cibo e su alcuni esempi di autotrofi.
Cosa si intende per autotrofi?
Gli autotrofi, o produttori primari, sono organismi che sono in grado di produrre il proprio cibo da fonti naturali come acqua, energia luminosa, anidride carbonica (CO2) ed energia chimica. Possono nutrirsi da soli senza l'aiuto di altri organismi. Il termine deriva da "auto", che significa "sé", e "troph", che significa "cibo"
Le altre forme di vita non possono esistere senza gli autotrofi, il che li rende essenziali. Senza le piante che producono zuccheri attraverso la fotosintesi, gli animali erbivori non potrebbero esistere. Ciò significa che non esisterebbero nemmeno gli animali carnivori che dipendono dagli erbivori.
Gli autotrofi sono alla base della piramide energetica dell'ecosistema. Forniscono il cibo di cui hanno bisogno gli eterotrofi, organismi che non sono in grado di produrre il proprio cibo, per vivere.
Quanti tipi di nutrizione autotrofa esistono?
Esistono due tipi di nutrizione autotrofa: la fotosintesi e la chemiosintesi. La fotosintesi utilizza la luce solare, mentre la chemiosintesi utilizza l'energia chimica. Ecco le principali differenze tra loro:
- Fotosintesi: La fotosintesi utilizza la CO2, l'energia solare e l'acqua per generare ossigeno ed energia sotto forma di zucchero. Si verifica nelle piante e in alcuni batteri ovunque sia presente una luce solare adeguata: sulla terraferma, in acque poco profonde o anche all'interno o al di sotto di ghiaccio trasparente. Tutti gli organismi fotosintetici utilizzano la luce solare per trasformare CO2 e acqua in zucchero.
- Chemiosintesi: Presente nei batteri e in altri organismi, la chemiosintesi utilizza l'energia delle reazioni chimiche inorganiche per produrre zucchero. Tutti gli organismi chemiosintetici utilizzano l'energia delle reazioni chimiche per produrre cibo, anche se questo processo può essere leggermente diverso a seconda della specie.
Quali sono gli esempi di autotrofi?
Esistono diverse forme di autotrofi fotosintetici e chemiosintetici. Ecco alcuni tipi di batteri e piante in grado di produrre il proprio cibo.
1. Alghe
Le alghe verdi, che molti conoscono come feccia di stagno, sono un tipo di autotrofo fotosintetico. Le alghe sono presenti nelle acque di tutto il mondo, comprese quelle dolci, salate e salmastre. Contengono clorofilla, un pigmento di colore verde che assorbe l'energia del sole e permette loro di fotosintetizzare. Le forme più grandi di alghe sono note come alghe.
2. Batteri del ferro
Molte persone hanno batteri del ferro in casa senza rendersene conto. I batteri del ferro creano un colore arrugginito nei rivestimenti dei tubi dell'acqua di pozzo e nei serbatoi delle toilette. Ossidano il ferro per produrre cibo. Questo autotrofo chemiosintetico è presente anche in ambienti ricchi di ferro come le bocche idrotermali e i letti di lava calda. Alcuni tipi di batteri ossidanti il ferro sono i seguenti:
- Acidithiobacillus ferrooxidans
- Geobacter metallireducens
- Thiobacillus ferrooxidans
- Zetaproteobatteri
I batteri del ferro ossidano gli ioni ferrosi in ioni ferrici. Convertono gli atomi di ferro da una forma molecolare in cui non possono dissolversi in acqua a una in cui possono farlo.
3. Batteri dello zolfo
Non tutti gli autotrofi fotosintetici sono piante. Come suggerisce il nome, il batterio dello zolfo è un fotoautotrofo che converte lo zolfo in cibo. Si trova spesso nelle sorgenti termali in popolazioni miste con cianobatteri. Si può trovare anche sul fondo dell'oceano o nell'acqua dei pozzi. I batteri dello zolfo prosperano in ambienti ricchi di solfuri e poco illuminati.
Ne esistono due tipi principali: i batteri dello zolfo verde (GSB) e i batteri dello zolfo viola (PSB). Mentre la GSB appare di colore marrone, giallo-verde o verde-arancio, la PSB appare di colore viola o marrone-rossastro. Entrambi utilizzano varie combinazioni di zolfo elementare, tiosolfato, solfuro e talvolta ferro e idrogeno.
4. Cianobatteri
I cianobatteri sono autotrofi fotosintetici ritenuti il primo produttore di ossigeno della Terra. Chiamati anche alghe blu-verdi o melma di stagno, i cianobatteri sono presenti in quasi tutti i tipi di acqua, compresa quella dolce, salata e salmastra. È l'unico batterio in grado di produrre ossigeno durante la fotosintesi.
Sono disponibili in diverse forme, tra cui le seguenti:
- Nostoc
- Anabaena
- Microcisti
- Gloeocapsa
- Arthrospira platensis
5. Erba
L'erba è un altro esempio di fotoautotrofo, poiché utilizza la luce solare per creare zuccheri. Ad esempio, nelle Montagne Rocciose crescono comunemente erbe selvatiche. Gli erbivori, come i cervi muli, si nutrono delle erbe. Poi, carnivori come i leoni di montagna consumano i cervi. Esistono molti tipi di erbe autotrofe, tra cui:
- Erba del prato
- Citronella
- Erba di Napier
- Erba della pampa
6 Impianto di mais
Coltivato in tutti i continenti tranne che in Antartide, il mais è un autotrofo fotosintetico che utilizza la fotosintesi C4.
Durante la fotosintesi C4, che produce un composto a quattro carboidrati, la CO2 si concentra nelle cellule della "guaina del fascio" intorno al Rubisco, un enzima nei cloroplasti delle piante. Questo processo fornisce CO2 direttamente alla Rubisco, eliminando il contatto con l'ossigeno e la necessità di fotorespirazione. Come molte piante C4, il mais ha un tasso di fotosintesi e un'efficienza idrica particolarmente elevati.
7 Grano
Il grano, una delle più antiche colture di cereali, è un altro autotrofo fotosintetico che converte l'energia solare in glucosio. Esistono diverse varietà di grano, tra cui:
- Farro
- Durum
- Einkorn
- Farro selvatico
- Grano polacco
- Grano invernale
- Grano comune
- Triticum compactum
8 Fitoplancton
Il fitoplancton è un minuscolo organismo fotoautotrofo che vive nell'oceano e utilizza la luce per produrre cibo. Essendo deboli nuotatori, di solito si trovano alla deriva in grandi specchi d'acqua.
Il fitoplancton è una fonte di cibo primaria per molti animali acquatici, simile alle piante sulla terraferma. Le diverse specie di fitoplancton includono diatomee, coccolitofore e batterioplancton. Anche i cianobatteri e le alghe sono tipi di fitoplancton.
Mentre tutti i fitoplancton fotosintetizzano, alcune specie consumano altri organismi per ottenere energia supplementare.
9 Batteri dell'idrogeno
I batteri idrogeno-ossidanti sono chemioautotrofi che utilizzano l'idrogeno come donatore di elettroni. Possono essere classificati come aerobi o anaerobi:
- Aerobi: Gli aerobi utilizzano l'idrogeno come donatore di elettroni e l'ossigeno come accettore. Aerobico significa "con aria"
- Anaerobi: Anche gli anaerobi usano l'idrogeno come donatore di elettroni, ma utilizzano l'azoto o il biossido di solfato come accettori di elettroni. Anaerobico significa "senza aria"
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