O tipo trófico (da palavra grega θροφη, “alimento”) define como um organismo vivo constitui sua própria matéria orgânica e produz a energia de que necessita. Esses dois mecanismos estão intimamente ligados e formam o metabolismo de um organismo.
O tipo trófico pode ser analisado em três eixos:
Os critérios 3, 2 e 1 (nessa ordem) são usados para compor o nome do tipo trófico . Existem oito combinações. Todos eles existem. O critério 1 é usado para classificar os organismos em autótrofos e heterótrofos (ver abaixo).
O mesmo organismo pode muitas vezes usar vários desses mecanismos, às vezes simultaneamente, às vezes de acordo com as condições físico-químicas de seu ambiente. Por exemplo, as plantas fotossintéticas realizam simultaneamente a fotossíntese (na presença de luz) para produzir sua matéria orgânica e a respiração para produzir a energia de que suas células precisam (na presença ou ausência de luz). Esses dois mecanismos produzem energia na forma de ATP para finalidades diferentes, respectivamente anabólica e catabólica .
Os modos de nutrição dos organismos vivos podem ser divididos em tipos básicos.
Dependendo da fonte de carbono:
De acordo com a fonte de energia:
Dependendo da fonte de potência redutora (fonte de elétrons para a síntese de moléculas mais energéticas, extraindo da fonte de energia. Como um lembrete, a redução de uma entidade química é um ganho de elétrons, a oxidação é uma perda de elétrons):
Esses três tipos tróficos básicos, combinados, são a fonte de oito mecanismos, todos os quais são usados.
A diversidade de tipos tróficos deve-se principalmente às bactérias. Se sua importância é maior para a transformação de matéria orgânica ou inorgânica para organismos macroscópicos, ao longo de uma cadeia trófica , os metabolismos mais conhecidos e mais importantes em nossa vida diária são os dos animais (quimio-organo-heterotróficos, muitas vezes apresentados abusivamente como um modelo de heterotrofia) e plantas fotossintéticas (fotolito-autotróficas, frequentemente apresentadas abusivamente como um modelo de autotrofia). Observe que as bactérias do sistema digestivo humano são dez vezes mais numerosas do que as células pertencentes ao próprio corpo (vários milhares a dezenas de milhares de espécies) e pesam em média 2 kg. Essa microbiota do organismo humano às vezes é considerada um órgão independente. Na verdade, não poderíamos prescindir de suas funções em nosso metabolismo.
Fonte de energia | Fonte de elétrons | Fonte de carbono | Tipo trófico | Exemplos |
---|---|---|---|---|
luz Photo- |
Composto orgânico -organo- |
Orgânico -heterotrófico |
Foto organo heterotrófica | Algumas bactérias |
Mineral (dióxido de carbono) -autotrófico |
Foto organo autotrófica | Certas bactérias (Athiorhodaceae, etc.), hemiparasitas de plantas clorofilianas (certas orquídeas, visco, etc.) | ||
Inorgânico -litho- |
Orgânico - heterotrófico |
Foto litográfica heterotrófica | Certas bactérias ( Thiobaca ...) | |
Mineral (dióxido de carbono) -autotrófico |
Foto litográfica autotrófica | Planta clorofila, certas bactérias (a maioria cianobactérias, Thiorhodacées, Chlorobactéries ...) | ||
Oxidação de um composto químico orgânico ou quimio inorgânico reduzido |
Composto orgânico -organo- |
Orgânico -heterotrófico |
Quimio organo heterotrófico | Animais , Fungos ( fungos ), plantas não clorofílicas (parasitas como Orobanche), a maioria das bactérias (desnitrificantes ...). |
Mineral (dióxido de carbono) -autotrófico |
Quimio organo autotrófico | Raro, alguns dinoflagelados ( mixotrofia ) | ||
Inorgânico -litho- |
Orgânico -heterotrófico |
Quimio lito heterotrófico | Certas bactérias ( Bosea , Albibacter ...) | |
Mineral (dióxido de carbono, metano) -autotrófico |
Chemo litho autotrophe | Certas bactérias chamadas quimiossintéticas , terrestres (nitrificantes, metanogênicas, etc.) ou marinhas (ecossistemas hidrotérmicos). A fonte de energia é inorgânica. |
Os tipos tróficos não são mutuamente exclusivos.
Eles podem coexistir, como nas plantas de clorofila, que são fotolitoautotróficas - quando realizam a fotossíntese - e quimioorganotróficas - quando respiram, oxidando sua própria produção orgânica.
Eles também podem seguir um ao outro: muitas bactérias podem, portanto, mudar de tipo trófico dependendo das condições ambientais à sua disposição (por exemplo, presença ou ausência de luz, presença ou ausência de oxigênio). Alguns metabolismos são considerados obrigatórios, outros opcionais. Por exemplo, alguns organismos como Euglenae podem ser fototróficos sob condições adequadas, então perdem seus cloroplastos irreversivelmente e, assim, tornam-se exclusivamente quimiotróficos.
No início de uma cadeia alimentar (= cadeia trófica, do grego trofoína = comer), há sempre um organismo autotrófico , capaz de produzir todas as moléculas orgânicas de estrutura e função que o constituem por meio da redução de CO 2 (carbono inorgânico ) ao carbono orgânico . Além dessa capacidade de criar estruturas orgânicas apenas de CO 2 , alguns dos autótrofos têm um grande impacto nos ciclos biogeoquímicos de muitos elementos, por meio de seus metabolismos respiratórios (por exemplo, organismos quimiolitoautotróficos)
É feita uma distinção entre fotoorganotróficos e quimioorganotróficos , que respectivamente usam a luz e a energia das ligações químicas como fonte de energia.
Nota: As plantas clorofilianas consomem matéria orgânica que elas próprias produziram: também respiram e consomem oxigênio, tanto na presença como na ausência de luz. Eles são, portanto, quimioorganotróficos e fotolitotróficos. Essas categorias não são necessariamente mutuamente exclusivas. O mesmo organismo pode pertencer simultânea ou sucessivamente a várias dessas categorias. No entanto, preferimos enfatizar a fonte primária de energia: portanto, classificaremos as plantas de clorofila como fotolitotróficas, porque elas só podem ser quimioorganotróficas.
O mixotrófico são organismos usuários tróficos que vivem capazes de se alimentar tanto por autotróficos (via fotossíntese ) quanto por heterotrofia (às custas de constituintes orgânicos pré-existentes), consecutiva ou simultaneamente. Esses organismos são considerados mixotróficos .
Mixotrofia diz respeito a organismos que são autotróficos para o carbono (ou seja, capazes de sintetizar matéria orgânica a partir de matéria mineral, como dióxido de carbono) e capazes de viver como heterótrofos na ausência de energia luminosa na origem da autotrofia ou organismos que requerem simultaneamente a presença de energia luminosa e Carbono organico.
A grande maioria dos protistas agora é considerada mixotrófica , inclusive em fitoflagelados, que captam energia luminosa durante o dia e carbono orgânico à noite. Em geral, os protistas, mesmo desprovidos de cloroplasto, são capazes de recuperar a energia da luz através dos vários plastídios e de absorver o carbono orgânico presente no meio por osmose. A visão que consiste em dividir os seres entre animais e plantas não pode ser aplicada aos protistas.
O exemplo mais famoso diz respeito à euglenae . Eles são organismos unicelulares livres que vivem em água doce. Esses organismos são capazes de fotossintetizar na presença de luz. Na ausência de luz, eles se tornam heterotróficos para o carbono e permanecem capazes de viver ao contrário de outros organismos fotolitotróficos, como plantas de clorofila.
Podemos distinguir diferentes grupos de mixotróficos, dependendo da fonte de sua capacidade fotossintética:
A coluna Winogradsky permite que todos esses tipos tróficos sejam reunidos em uma biocenose bacteriana. O biólogo russo Sergei Winogradsky (1856-1953) está na origem da descoberta da quimiolitotrofia de bactérias sulfurosas nos anos 1885-1888 (Laboratório de botânica, Universidade de Estrasburgo). Uma bactéria nitrificante leva seu nome (Nitrobacter winogradskyi).
Seria razoável falar de quimiossíntese em oposição à fotossíntese, isto é, desde que a fonte de energia seja de origem química em vez de luz. Poucos autores o fazem. Muitos reservam o termo quimiossíntese para metabolismos quimilitotróficos que oxidam compostos minerais (por exemplo, artigo sobre quimiossíntese ). Assim, os outros quimilitotrofos, compostos orgânicos oxidantes e os quimioorganotrofos que somos estão excluídos deste termo. Mas é justo dizer que um ser humano tem metabolismo quimiossintético.
Na prática, o termo quimiossíntese é freqüentemente usado para designar o metabolismo de autótrofos descobertos pelos batiscafos americanos ALVIN e francês CYANA nos anos 1977-1979 durante mergulhos em cristas oceânicas no Pacífico oriental a cerca de 2.500 metros de profundidade. black smokers "no cume das Ilhas Galápagos em 1977 por ALVIN a uma profundidade de 2.630 metros).
Nessa profundidade, toda a radiação solar utilizável é absorvida (escuridão total). Um paradigma da biologia antes dessa época era pensar que o sol era absolutamente necessário para qualquer cadeia alimentar, como fonte de energia para os produtores primários. Claro, sabíamos chemolithotrophs de minerais do XIX ° século, mas a biomassa começando poderia ser fornecido suficientemente pelas plantas. Outros metabolismos autotróficos seriam descobertos.