Nutrisi autotrofik: karakteristik, tahapan, jenis, contoh

Nutrisi autotrofik: karakteristik, tahapan, jenis, contoh

gizi autotrophic adalah proses yang terjadi dalam organisme autotrophic , di mana, dari zat-zat anorganik, senyawa yang diperlukan diproduksi untuk pemeliharaan dan pengembangan makhluk hidup tersebut. Dalam hal ini, energi tersebut berasal dari sinar matahari atau beberapa senyawa kimia.

Misalnya, tumbuhan dan ganggang adalah organisme autotrofik, karena mereka menghasilkan energi sendiri; mereka tidak perlu memakan makhluk hidup lainnya. Sebaliknya, hewan herbivora, omnivora atau karnivora adalah heterotrof.

Nutrisi autotrofik. Sumber: pixabay.com

Mempertimbangkan jenis sumber yang digunakan dalam prosedur nutrisi, ada organisme fotoautotrof dan kemoautotrof. Yang pertama memperoleh energi mereka dari sinar matahari dan diwakili oleh tanaman, ganggang dan beberapa bakteri fotosintetik.

Di sisi lain, kemoautotrof menggunakan berbagai senyawa anorganik tereduksi , seperti hidrogen molekuler, untuk melakukan prosedur yang memungkinkan mereka memperoleh nutrisinya. Kelompok ini terdiri dari bakteri.

Indeks artikel

Karakteristik

– Konversi energi

Prinsip pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Ini mengalami transformasi dalam jenis energi lain, berbeda dari sumber aslinya. Dalam pengertian ini, dalam nutrisi autotrofik, energi kimia dan matahari diubah menjadi berbagai produk sampingan, seperti glukosa.

– Transfer energi

Nutrisi autotrofik adalah ciri khas makhluk autotrofik, yang membentuk dasar dari semua rantai makanan. Dalam pengertian ini, energi ditransfer dari autotrof ke konsumen utama yang mengkonsumsinya dan kemudian ke karnivora yang memakan konsumen utama.

Jadi, tumbuhan sebagai organisme autotrofik atau produsen merupakan makanan utama rusa (konsumen primer) dan singa gunung (konsumen sekunder), ia berburu dan memakan rusa. Ketika singa mati, mikroorganisme dan bakteri bekerja pada materi yang terurai, dan energi kembali ke bumi lagi.

Dalam ventilasi hidrotermal, bakteri autotrofik adalah organisme penghasil jaring makanan. Kerang dan siput adalah konsumen utama, memakan bakteri. Pada gilirannya, gurita memasukkan moluska ini ke dalam makanannya.

– Struktur dan zat khusus

Kloroplas

Hasil gambar dari kloroplas lifeder

Kloroplas

Kloroplas adalah organel oval yang ditemukan di sel tumbuhan dan ganggang. Mereka dikelilingi oleh membran dan proses fotosintesis terjadi di dalamnya .

Dua jaringan membran yang mengelilinginya memiliki struktur kontinu yang membatasinya. Lapisan luar bersifat permeabel, karena adanya porin. Adapun membran bagian dalam, mengandung protein, yang bertanggung jawab untuk pengangkutan zat.

Di dalamnya terdapat rongga yang disebut stroma. Ada ribosom , lipid, granula pati, dan DNA sirkular untai ganda . Selain itu, mereka memiliki kantung yang disebut tilakoid, yang membrannya mengandung pigmen fotosintesis, lipid, enzim, dan protein.

Pigmen fotosintesis

Pigmen ini menyerap energi dari sinar matahari , untuk diproses oleh sistem fotosintesis.

Klorofil

Hasil gambar untuk chlorophyll lifeder

Klorofil

Klorofil adalah pigmen hijau yang terdiri dari cincin kromoprotein yang disebut porfirin. Di sekelilingnya, elektron bermigrasi dengan bebas, menyebabkan cincin memiliki potensi untuk mendapatkan atau kehilangan elektron.

Karena itu, ia memiliki potensi untuk menyediakan elektron yang diberi energi ke molekul lain. Dengan demikian, energi matahari ditangkap dan ditransmisikan ke struktur fotosintesis lainnya.

Ada beberapa jenis klorofil. Klorofil a terdapat pada tumbuhan dan alga. Tipe b ditemukan pada tumbuhan dan ganggang hijau. Di sisi lain, klorofil c hadir dalam dinoflagellata dan tipe d, dimiliki oleh cyanobacteria.

Karotenoid

Seperti pigmen fotosintesis lainnya, karotenoid menangkap energi cahaya. Namun, selain itu, mereka membantu menghilangkan kelebihan radiasi yang diserap.

Karotenoid tidak memiliki kemampuan untuk langsung menggunakan energi cahaya untuk fotosintesis. Ini mentransfer energi yang diserap ke klorofil, itulah sebabnya mereka dianggap sebagai pigmen aksesori.

Lingkungan ekstrim

Tardigrades, sebuah Filum yang dikenal karena kemampuannya untuk bertahan hidup di lingkungan yang sangat kasar. Sumber: Willow Gabriel, Goldstein Lab [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], melalui Wikimedia Commons

Banyak kemoautotrof, termasuk bakteri nitrifikasi, tersebar di danau, laut, dan di tanah. Namun, beberapa lainnya cenderung hidup di beberapa ekosistem yang tidak biasa, di mana ada bahan kimia yang diperlukan untuk melakukan oksidasi.

Misalnya, bakteri yang hidup di gunung berapi aktif mengoksidasi belerang untuk membuat makanan mereka. Selain itu, di Taman Nasional Yellowstone, di Amerika Serikat, terdapat bakteri yang berada di sumber air panas. Juga, beberapa tinggal jauh di laut, dekat dengan ventilasi hidrotermal.

Di daerah ini, air merembes melalui celah di bebatuan panas. Hal ini menyebabkan berbagai mineral dapat tergabung ke dalam air laut, di antaranya adalah hidrogen sulfida, yang digunakan oleh bakteri untuk kemosintesis.

Tahapan nutrisi autotrofik

Secara umum, nutrisi autotrofik berkembang dalam tiga fase. Ini adalah:

Bagian membran dan penangkapan energi

Dalam proses ini, molekul anorganik tereduksi, seperti amonia, dan molekul anorganik sederhana, seperti garam, air dan karbon dioksida, melewati membran sel semi-permeabel, tanpa menyebabkan sel mengeluarkan energi.

Di sisi lain, pada organisme fotoautotrof terjadi penangkapan energi cahaya, yang merupakan sumber yang digunakan untuk melakukan proses fotosintesis.

Metabolisme

Selama nutrisi autotrofik, serangkaian reaksi kimia terjadi di sitoplasma sel. Sebagai hasil dari proses tersebut, diperoleh energi biokimia yang akan digunakan oleh sel untuk pemenuhan fungsi vitalnya.

Pengeluaran

Fase terakhir ini terdiri dari eliminasi, melalui membran sel semi-permeabel, semua produk limbah yang berasal dari metabolisme nutrisi.

Jenis

Mempertimbangkan jenis sumber energi yang digunakan, nutrisi autotrofik diklasifikasikan dalam dua cara, fotoautotrof dan kemoautotrofik.

Fotoautotrof

Hasil gambar tumbuhan lifeder

Fotoautotrof adalah organisme yang memperoleh energi untuk membuat senyawa organik dari sinar matahari, suatu proses yang disebut fotosintesis. Ganggang hijau, tumbuhan, dan beberapa bakteri fotosintetik termasuk dalam kelompok ini.

Fotosintesis terjadi di kloroplas dan memiliki dua fase. Yang pertama adalah yang ringan. Dalam hal ini, ada disosiasi molekul air, yang digunakan energi cahaya. Produk dari fase ini adalah molekul ATP dan NADPH.

Energi kimia ini digunakan dalam proses tahap kedua, yang dikenal sebagai fase gelap. Ini terjadi di stroma kloroplas dan menerima nama itu karena tidak memerlukan energi cahaya untuk proses kimia berlangsung.

NADPH dan ATP, produk dari fase cahaya, digunakan untuk mensintesis bahan organik, seperti glukosa, menggunakan karbon dioksida, sulfat dan nitrit dan nitrat sebagai sumber nitrogen.

Kemoautotrof

Nitrobacter adalah genus bakteri kemotrofik

Organisme kemoautotrof, diwakili oleh bakteri, mampu menggunakan senyawa anorganik tereduksi sebagai dasar untuk metabolisme pernapasan.

Dengan cara yang sama seperti fotoautotrof, kelompok ini menggunakan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber karbon utama, diasimilasi dengan cara yang sama, melalui reaksi siklus Calvin. Namun, tidak seperti ini, kemoautotrof tidak menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi.

Energi yang mereka butuhkan adalah produk dari oksidasi beberapa senyawa anorganik tereduksi, seperti molekul hidrogen, besi besi, hidrogen sulfida, amonia dan berbagai bentuk belerang tereduksi (H2S, S, S2O3-).

Saat ini, kemoautotrof umumnya ditemukan di perairan dalam, di mana sinar matahari hampir nihil. Banyak dari organisme ini perlu hidup di sekitar ventilasi vulkanik. Dengan cara ini, lingkungan cukup hangat untuk proses metabolisme terjadi pada tingkat yang tinggi.

Contoh makhluk hidup dengan nutrisi autotrof

Tanaman

Hasil gambar tumbuhan lifeder

Dengan beberapa pengecualian, seperti penangkap lalat Venus ( Dionaea muscipula ) yang dapat menjebak dan mencerna serangga dengan aksi enzimatik, semua tumbuhan secara eksklusif bersifat autotrofik.

Ganggang hijau

Hasil gambar untuk alga hijau

Alga hijau adalah kelompok ganggang parafiletik, yang berkerabat dekat dengan tumbuhan darat. Saat ini ada lebih dari 10.000 spesies berbeda. Mereka umumnya hidup di berbagai habitat air tawar, meskipun mereka dapat ditemukan di beberapa laut di planet ini.

Kelompok ini memiliki pigmen seperti klorofil a dan b, xantofil, -karoten dan beberapa zat cadangan, seperti pati.

Contoh:

– Ulva lactuca , yang dikenal sebagai lamilla, adalah ganggang hijau yang tumbuh di zona intertidal sebagian besar lautan. Ini memiliki daun panjang tertentu, dengan tepi melengkung, yang memberikan penampilan selada.

Spesies ini termasuk dalam kelompok alga yang dapat dimakan. Selain itu, digunakan dalam industri kosmetik, dalam produksi produk pelembab.

– Volvox aureus hidup di air tawar, membentuk koloni bulat kira-kira 0,5 milimeter. Cluster ini terdiri dari sekitar 300 hingga 3200 sel, yang saling berhubungan oleh serat plasma. Pati terakumulasi dalam kloroplas dan mereka memiliki pigmen fotosintesis seperti klorofil a, b dan -karoten.

cyanobacteria

Hasil gambar untuk Cyanobacteria lifeder

Cyanobacteria sebelumnya dikenal dengan nama chloroxybacteria, ganggang biru-hijau dan ganggang biru-hijau. Ini karena ia memiliki pigmen klorofil, yang memberikan warna hijau itu. Juga, mereka memiliki morfologi yang mirip dengan alga.

Ini adalah filum bakteri, terdiri dari satu-satunya prokariota dengan kemampuan untuk menggunakan sinar matahari sebagai energi dan air sebagai sumber elektron untuk fotosintesis.

Bakteri besi ( Acidithiobacillus ferrooxidans )

acidithiobacillus ferrooxidans bakteri memperoleh energi dari besi besi. Dalam proses ini, atom besi yang tidak larut dalam air diubah menjadi bentuk molekul yang larut dalam air. Hal ini memungkinkan spesies ini digunakan untuk mengekstrak besi dari beberapa mineral, di mana mereka tidak dapat dihilangkan dengan cara konvensional.

Bakteri belerang tidak berwarna

Bakteri ini mengubah hidrogen sulfida, produk dekomposisi bahan organik, menjadi sulfat. Senyawa ini digunakan oleh tanaman.

Referensi

  1. Boyce A., Jenking CM (1980) Nutrisi autotrofik. Dalam: Metabolisme, gerakan dan kontrol. Dipulihkan dari link.springer.com.
  2. Ensiklopedia Britannica (2019). Metabolisme autotrofik. Dipulihkan dari britannica.com
  3. Kim Rutledge, Melissa McDaniel, Diane Boudreau, Tara Ramroop, Santani Teng, Erin Sprout, Hilary Costa, Hilary Hall, Jeff Hunt (2011). Autotrof. Dipulihkan dari nationalgeographic.org.
  4. F. Bijak (2008). Autotrof. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
  5. Manrique, Esteban. (2003). Pigmen fotosintesis, lebih dari sekedar menangkap cahaya untuk fotosintesis. Dipulihkan dari researchgate.net.
  6. Martine Altido (2018). Jenis Nutrisi Bakteri. Dipulihkan dari sciencing.com.