SINH VẬT TỰ DƯỠNG: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Các sinh vật tự dưỡng được các sinh vật có khả năng sản xuất thực phẩm của chính họ sống. Tức là, chúng có thể tạo ra các hợp chất hữu cơ phức tạp, chẳng hạn như chất béo, carbohydrate hoặc protein, từ các nguyên tố đơn giản. Đối với điều này, họ sử dụng phản ứng hóa học vô cơ hoặc ánh sáng mặt trời.

Ví dụ về các sinh vật tự dưỡng là thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Do đó, các sinh vật tự dưỡng khử cacbon đioxit để tạo ra các hợp chất hữu cơ, được sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp các chất. Ngoài ra, năng lượng hóa học được lưu trữ để sử dụng cho các quá trình chuyển hóa khác nhau.

Sinh vật tự dưỡng, cây. Nguồn: pixabay.com.

Phần lớn các sinh vật tự dưỡng sử dụng nước như một chất khử, tuy nhiên, có những sinh vật khác sử dụng hydro sulfua. Tương tự như vậy, xét về nguồn năng lượng được sử dụng trong các phản ứng, sinh vật tự dưỡng được phân loại là sinh vật tự dưỡng và sinh vật tự dưỡng.

Các sinh vật quang tự dưỡng, đại diện là thực vật, một số vi khuẩn và tảo lục, sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Mặt khác, sinh vật hóa dưỡng sử dụng lưu huỳnh hoặc nitơ làm nguồn năng lượng. Một số vi khuẩn cổ và vi khuẩn, chẳng hạn như vi khuẩn lưu huỳnh, thuộc nhóm này.

Nguồn gốc và sự tiến hóa

Có nhiều lý thuyết khác nhau cố gắng giải thích nguồn gốc của sự sống trên trái đất. Cùng với đó, các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu để tìm hiểu làm thế nào mà tổ tiên này lấy được năng lượng để phát triển.

Một số chuyên gia cho rằng sinh vật tự dưỡng, như chúng đã được biết hiện nay, có thể tiến hóa thứ cấp so với các dạng sống đầu tiên. Quá trình sinh hóa mà các sinh vật quang hợp sử dụng để sản xuất thực phẩm của chúng được chuyên môn hóa cao.

Điều này có thể gợi ý rằng những sự thích nghi như vậy có thể cần một thời gian dài và những sửa đổi tiến hóa liên tiếp. Tuy nhiên, sinh vật dị dưỡng phụ thuộc vào sinh vật tự dưỡng để kiếm thức ăn. Do đó, các đề xuất phải xoay quanh việc làm rõ những nghi vấn nảy sinh trong cả hai trường hợp.

Tế bào tự dưỡng đầu tiên

Có một giả thuyết cho rằng sinh vật tự dưỡng là những tế bào đầu tiên trên Trái đất. Theo các cách tiếp cận này, các cấu trúc này đáp ứng nhu cầu carbon của chúng từ CO2 có trong môi trường.

Để giải thích sự xuất hiện của sinh vật dị dưỡng, các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết này cho rằng những sinh vật dị dưỡng đầu tiên đã phát triển trên chất nền tương tự như của Escherichia coli.

Tế bào dị dưỡng đầu tiên

Một nhóm các nhà nghiên cứu khác ủng hộ ý kiến ​​cho rằng các dạng sống đầu tiên là các sinh vật dị dưỡng, sau này nhường chỗ cho các sinh vật tự dưỡng.

Theo một số lý thuyết, các điều kiện hiện có trên Trái đất đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành các axit amin và các hợp chất cơ bản khác cho sự phát triển của sự sống. Dựa trên điều này, những sinh vật dị dưỡng đầu tiên đã được nuôi dưỡng bởi những khối năng lượng này.

Tuy nhiên, sự phong phú của các nguồn axit amin đang giảm dần. Điều này đã tạo ra một áp lực tiến hóa mạnh mẽ lên các sinh vật dị dưỡng, gây ra sự phát triển và chuyên môn hóa của các tế bào có khả năng tự sản xuất thức ăn thông qua quang hợp.

Những sinh vật tự dưỡng mới này ban đầu phụ thuộc vào một biến thể của quá trình quang hợp. Vì vậy, họ đã sử dụng hydrogen sulfide, sau này được thay thế bằng nước, khi nhóm vi khuẩn lam can thiệp.

Tại thời điểm nước đi vào quang hợp như một yếu tố cơ bản, một sản phẩm phụ quan trọng được tạo ra: oxy. Chất này được thải ra ngoài môi trường, nơi mức độ của nó tăng lên từng chút một. Do đó, một loạt các cuộc sống dị dưỡng mới có thể đã phát triển, những loài có khả năng thở oxy tự do.

Đặc điểm của sinh vật tự dưỡng

- Tổng hợp ATP

Các sinh vật tự dưỡng biến năng lượng có được từ Mặt trời thành các liên kết ATP, thông qua quá trình quang hợp. Phần lớn ATP này được thủy phân để cung cấp năng lượng, năng lượng này sẽ được sử dụng trong quá trình chuyển đổi carbon dioxide thành đường sáu carbon.

- Sản phẩm của quá trình quang hợp

Là sản phẩm cuối cùng của quá trình quang hợp, xảy ra trong lục lạp, là sucrose, một disaccharide bao gồm fructose và glucose. Chất này được vận chuyển đến các mô để chuyển hóa thành năng lượng. Ngoài ra, quá trình này tạo ra tinh bột, là nguồn dự trữ carbohydrate.

Tương tự như vậy, quá trình quang hợp giải phóng oxy vào môi trường. Tuy nhiên, có một số vi khuẩn, chẳng hạn như màu tím và màu xanh lá cây, nơi không tạo ra oxy. Trong đó, một loại quá trình năng lượng mặt trời đặc biệt được thực hiện, được gọi là quá trình quang hợp thiếu oxy.

- Người sản xuất

Thực vật là sinh vật tự dưỡng và chúng tự kiếm thức ăn. Sinh vật dị dưỡng ăn các sinh vật khác

Trong chuỗi thức ăn, các sinh vật tự dưỡng tạo thành nhóm sản xuất. Đây là cơ sở của chế độ ăn uống của người tiêu dùng sơ cấp, những động vật ăn cỏ, chủ yếu ăn các loài thực vật.

-Truyền năng lượng

Sinh vật tự dưỡng chuyển đổi và tích trữ năng lượng thành các liên kết hóa học của đường đơn. Các polyme hóa này để chúng có thể được lưu trữ dưới dạng các carbohydrate chuỗi dài, bao gồm cellulose và tinh bột. Glucose cũng được sản xuất, và là cơ sở cho protein và chất béo.

Khi một sinh vật dị dưỡng ăn một sinh vật tự dưỡng, chất béo, carbohydrate và protein trong chúng sẽ cho phép động vật thực hiện tất cả các chức năng trao đổi chất quan trọng của nó.

Các loại sinh vật tự dưỡng

Photoautotrophs

Vi khuẩn lam chi Lyngbya dạng sợi (loại vi khuẩn quang tổng hợp oxy)

Các sinh vật quang dưỡng sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng để tạo ra chất hữu cơ. Đối với điều này, chúng thực hiện quá trình quang hợp. Một ví dụ trong số này là thực vật, tảo lục và một số vi khuẩn.

Chemoautotrophs

Chemoautotrophs là những sinh vật lấy năng lượng từ các quá trình hóa học vô cơ. Hiện tại, những sinh vật này sống sâu, nơi chúng không nhận được ánh sáng mặt trời. Nhiều loài sống xung quanh miệng núi lửa, nơi nhiệt tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng trao đổi chất.

Ví dụ về sinh vật tự dưỡng

- Thực vật và tảo lục

Đây là các sinh vật quang tự dưỡng, khi chúng biến đổi ánh sáng mặt trời thành cacbon khử, hoạt động như một nguồn năng lượng hóa học. Tảo lục và thực vật là cơ bản trong chuỗi thức ăn, vì chúng là một phần của nhóm các nhà sản xuất chính.

- Vi khuẩn sắt

Vi khuẩn sắt là sinh vật hóa trị, vì chúng nhận năng lượng từ quá trình oxy hóa các chất hữu cơ hoặc vô cơ. Chúng thường sống trong đất, trong sông và ở những nơi có nhiều sắt, chẳng hạn như nguồn nước ngầm.

- Vi khuẩn lưu huỳnh

Vi khuẩn lưu huỳnh được tìm thấy trong các vùng nước tù đọng hoặc các suối kiểu lưu huỳnh. Không giống như tảo lục hoặc thực vật, chúng không sử dụng nước làm chất khử, do đó chúng không tạo ra oxy.

Vi khuẩn lưu huỳnh đỏ có tầm quan trọng lớn đối với hệ sinh thái, vì chúng là một phần quan trọng của chu trình lưu huỳnh và cacbon. Ngoài ra, với tư cách là nhà sản xuất chính, chúng là thức ăn cho nhiều loại sinh vật sống dưới nước.

Người giới thiệu

1. John A. Raven (2013). Sự phát triển của tự dưỡng liên quan đến nhu cầu phốt pho. Được khôi phục từ learning.oup.com
2. Wikipedia (2019). Autotrophos. Khôi phục từ en.wikipedia.org.
3. Từ điển Sinh học (2019). Chụp tự động. Khôi phục từ trang biomictionary.net.
4. F. Hiền nhân. (2008). Sinh vật tự dưỡng. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
5. R. Mạnh mẽ. (2008). Chuỗi thực phẩm và trang web thực phẩm. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Sinh lý học sinh vật. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). Về Nguồn gốc của Dị dưỡng. Lấy từ www.ncbi.nlm.nih.gov
8. González-Toril E. (2011) Autotroph. Encyclopedia of Astrobiology. Springer. Được khôi phục từ link.springer.com.
9. Brennan, John (2019). Sinh Vật Dị Dưỡng Có Tiến Hóa Từ Sinh Vật Tự Dưỡng Không ?. Phục hồi từ sciining.com.