ลักษณะและตัวอย่างของสิ่งมีชีวิต AUTOTROPHIC - ชีววิทยา - 2025

ชีวิต autotrophicเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถในการผลิตอาหารของตัวเอง นั่นคือพวกมันสามารถสร้างสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นไขมันคาร์โบไฮเดรตหรือโปรตีนจากองค์ประกอบง่ายๆ สำหรับสิ่งนี้พวกเขาใช้ปฏิกิริยาเคมีอนินทรีย์หรือแสงแดด

ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก ได้แก่ พืชสาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรีย ดังนั้นสิ่งมีชีวิต autotrophic จึงลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างสารประกอบอินทรีย์ซึ่งใช้ในการสังเคราะห์สารทางชีวภาพ นอกจากนี้พลังงานเคมีจะถูกเก็บไว้เพื่อใช้ในการเผาผลาญที่แตกต่างกัน

สิ่งมีชีวิตอัตโนมัติต้นไม้ ที่มา: pixabay.com.

autotrophs ส่วนใหญ่ใช้น้ำเป็นตัวรีดิวซ์อย่างไรก็ตามยังมีสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ในทำนองเดียวกันเมื่อพิจารณาถึงแหล่งพลังงานที่ใช้ในปฏิกิริยา autotrophs จะถูกจัดประเภทเป็น photoautotrophs และ chemoautotrophs

Photoautotrophs ซึ่งแสดงโดยพืชแบคทีเรียบางชนิดและสาหร่ายสีเขียวใช้พลังงานจากแสงแดด ในทางกลับกันคีโมออโตโทรฟใช้กำมะถันหรือไนโตรเจนเป็นแหล่งพลังงาน อาร์เคียและแบคทีเรียบางชนิดเช่นแบคทีเรียกำมะถันอยู่ในกลุ่มนี้

กำเนิดและวิวัฒนาการ

มีทฤษฎีต่างๆที่พยายามอธิบายจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังทำการวิจัยเพื่อค้นหาว่าบรรพบุรุษเหล่านี้ได้รับพลังงานมาพัฒนาได้อย่างไร

ผู้เชี่ยวชาญบางคนแนะนำว่า autotrophs ดังที่ทราบกันในปัจจุบันอาจมีวิวัฒนาการรองจากรูปแบบสิ่งมีชีวิตแรก กระบวนการทางชีวเคมีที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงใช้ในการผลิตอาหารนั้นมีความเชี่ยวชาญสูง

สิ่งนี้บ่งชี้ได้ว่าการดัดแปลงดังกล่าวอาจต้องใช้เวลานานและการปรับเปลี่ยนตามวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม heterotrophs ขึ้นอยู่กับ autotrophs สำหรับอาหาร ดังนั้นข้อเสนอจะต้องวนเวียนอยู่กับการชี้แจงข้อสงสัยที่เกิดขึ้นในทั้งสองกรณี

เซลล์ autotrophic แรก

มีทฤษฎีที่ตั้งสมมติฐานว่าสิ่งมีชีวิตอัตโนมัติเป็นเซลล์แรกบนโลก ตามแนวทางเหล่านี้โครงสร้างเหล่านี้ตอบสนองความต้องการคาร์บอนจาก CO2 ที่พบในสิ่งแวดล้อม

เพื่ออธิบายลักษณะที่ปรากฏของ heterotrophs นักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนสมมติฐานนี้แนะนำว่า chemoorganoheterotrophs ตัวแรกที่พัฒนาบนพื้นผิวที่คล้ายกับ Escherichia coli

เซลล์เฮเทอโรโทรฟิคแรก

นักวิจัยอีกกลุ่มหนึ่งสนับสนุนแนวคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตชนิดแรกคือสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันซึ่งต่อมาได้ให้ทางแก่สิ่งมีชีวิตอัตโนมัติ

ตามทฤษฎีบางอย่างสภาพที่มีอยู่บนโลกสนับสนุนการสร้างกรดอะมิโนและสารประกอบพื้นฐานอื่น ๆ เพื่อการพัฒนาชีวิต จากสิ่งนี้เฮเทอโรโทรฟตัวแรกถูกป้อนโดยบล็อกพลังงานเหล่านี้

อย่างไรก็ตามความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งกรดอะมิโนกำลังลดลง สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงกดดันทางวิวัฒนาการอย่างมากต่อเฮเทอโรโทรฟซึ่งทำให้เกิดการพัฒนาและความเชี่ยวชาญของเซลล์ที่สามารถผลิตอาหารของตัวเองได้โดยการสังเคราะห์ด้วยแสง

สิ่งมีชีวิตอัตโนมัติใหม่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับตัวแปรของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนั้นพวกเขาจึงใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วยน้ำเมื่อกลุ่มไซยาโนแบคทีเรียเข้ามาแทรกแซง

ในขณะที่น้ำเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์แสงเป็นองค์ประกอบพื้นฐานผลพลอยได้ที่สำคัญจะถูกสร้างขึ้น: ออกซิเจน สิ่งนี้ถูกขับออกสู่สิ่งแวดล้อมซึ่งระดับของมันจะเพิ่มขึ้นทีละนิด ดังนั้นความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันอาจมีวิวัฒนาการขึ้นมาใหม่ซึ่งมีความสามารถในการหายใจเอาออกซิเจนอิสระ

ลักษณะของสิ่งมีชีวิตอัตโนมัติ

- การสังเคราะห์ ATP

สิ่งมีชีวิตอัตโนมัติเปลี่ยนพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์เป็นพันธะ ATP โดยผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ATP นี้ส่วนใหญ่ถูกไฮโดรไลซ์เพื่อให้พลังงานซึ่งจะถูกใช้ในการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นน้ำตาลคาร์บอนหก

- ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสง

เนื่องจากผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์คือซูโครสซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยฟรุกโตสและกลูโคส สิ่งนี้ถูกขนส่งไปยังเนื้อเยื่อซึ่งจะเผาผลาญเป็นพลังงาน นอกจากนี้กระบวนการนี้ยังสร้างแป้งซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บคาร์โบไฮเดรต

ในทำนองเดียวกันการสังเคราะห์ด้วยแสงจะปลดปล่อยออกซิเจนออกสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามมีแบคทีเรียบางชนิดเช่นสีม่วงและสีเขียวซึ่งไม่มีการผลิตออกซิเจน ในกระบวนการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดพิเศษนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบอะโนออกซีจินิก

- ผู้ผลิต

พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีออโตโทรฟิคและทำอาหารเอง สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิกกินสิ่งมีชีวิตอื่น

ภายในห่วงโซ่อาหารสิ่งมีชีวิต autotrophic รวมตัวกันเป็นกลุ่มผู้ผลิต สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นฐานของอาหารของผู้บริโภคหลักซึ่งในฐานะสัตว์กินพืชกินพืชเป็นหลัก

- ส่งพลังงาน

Autotrophs แปลงและจัดเก็บพลังงานเป็นพันธะเคมีของน้ำตาลธรรมดา พอลิเมอไรเซชันเหล่านี้จึงสามารถเก็บไว้เป็นคาร์โบไฮเดรตสายยาวรวมทั้งเซลลูโลสและแป้ง นอกจากนี้ยังมีการผลิตกลูโคสและเป็นพื้นฐานของโปรตีนและไขมัน

เมื่อสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันกินสิ่งมีชีวิตแบบออโตโทรฟิคไขมันคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนที่มีอยู่จะช่วยให้สัตว์ทำหน้าที่เผาผลาญที่สำคัญทั้งหมดได้

ประเภทของสิ่งมีชีวิต autotrophic

Photoautotrophs

ไซยาโนแบคทีเรียสกุล Lyngbya filaments (แบคทีเรียประเภทสังเคราะห์แสงด้วยออกซิเจน)

สิ่งมีชีวิตโฟโตโทรฟิกใช้แสงเป็นแหล่งพลังงานในการสร้างสารอินทรีย์ สำหรับสิ่งนี้พวกมันดำเนินกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ตัวอย่างเช่นพืชสาหร่ายสีเขียวและแบคทีเรียบางชนิด

Chemoautotrophs

Chemoautotrophs เป็นสิ่งมีชีวิตที่ได้รับพลังงานจากกระบวนการทางเคมีอนินทรีย์ ปัจจุบันสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่ลึกโดยที่พวกมันไม่ได้รับแสงแดด หลายคนอาศัยอยู่รอบ ๆ ปล่องภูเขาไฟซึ่งความร้อนช่วยกระตุ้นปฏิกิริยาการเผาผลาญ

ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิต autotrophic

- พืชและสาหร่ายสีเขียว

สิ่งเหล่านี้คือโฟโตโทรฟเนื่องจากเปลี่ยนแสงแดดเป็นคาร์บอนที่ลดลงซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานเคมี สาหร่ายสีเขียวและพืชเป็นพื้นฐานในห่วงโซ่อาหารเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผู้ผลิตหลัก

- แบคทีเรียเหล็ก

แบคทีเรียเหล็กเป็นคีโมออโตโทรฟเนื่องจากได้รับพลังงานจากการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์หรืออนินทรีย์ โดยทั่วไปพวกมันอาศัยอยู่ในดินในแม่น้ำและในพื้นที่ที่มีธาตุเหล็กมากเช่นแหล่งน้ำใต้ดิน

- แบคทีเรียกำมะถัน

แบคทีเรียซัลเฟอร์พบได้ในน้ำนิ่งหรือน้ำพุประเภทกำมะถัน ไม่เหมือนกับสาหร่ายสีเขียวหรือพืชพวกมันไม่ใช้น้ำเป็นตัวรีดิวซ์ดังนั้นพวกมันจึงไม่ผลิตออกซิเจน

แบคทีเรียกำมะถันแดงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบนิเวศเนื่องจากเป็นส่วนสำคัญของวัฏจักรกำมะถันและคาร์บอน นอกจากนี้ในฐานะผู้ผลิตขั้นต้นพวกมันยังเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตในน้ำหลากหลายชนิด

อ้างอิง

1. จอห์นเอ. ราเวน (2013). วิวัฒนาการของ autotrophy ที่สัมพันธ์กับความต้องการฟอสฟอรัส กู้คืนจาก Academic.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
3. พจนานุกรมชีววิทยา (2019) Autotroph กู้คืนจากชีววิทยาdictionary.net.
4. F. Sage (2008) Autotrophs กู้คืนจาก sciencedirect.com.
5. ร. เข้มแข็ง. (2008) ห่วงโซ่อาหารและเว็บไซต์อาหาร กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. Vrede, AD Kay (2008) นิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิต. กู้คืนจาก sciencedirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016) เกี่ยวกับต้นกำเนิดของเฮเทอโรโทรฟี สืบค้นจาก www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotroph. สารานุกรมโหราศาสตร์. สปริงเกอร์. กู้คืนจาก link.springer.com.
9. เบรนแนน, จอห์น (2019). Heterotrophs วิวัฒนาการมาจาก Autotrophs หรือไม่. กู้คืนจาก sciencing.com.