Autotrof disebut organisme yang memiliki kemampuan untuk membuat makanannya sendiri; Artinya, ia mampu menghasilkan zat penting untuk berkembang dan hidup dengan baik di dalam lingkungannya.
Ini berarti bahwa organisme autotrof mampu mengambil unsur yang berbeda dari lingkungan di mana mereka berkembang dan tetap hidup dan melalui berbagai proses internal, mereka dapat menyusun ulang elemen anorganik tersebut sedemikian rupa sehingga mereka dimasukkan sebagai makanan, dan itulah Karena kualitas inilah, sains menganggap mereka sebagai pemrakarsa rantai makanan.
Secara umum, beberapa organisme ini merupakan tumbuhan, karena mereka memperoleh energi dari matahari untuk menghasilkan oksigen dalam mekanisme memperoleh makanannya.
Bakteri adalah jenis varian lain dalam klasifikasi organisme autotrof dan fotosintesis dianggap sebagai salah satu proses penghasil makanan ini.
Berkat kontribusi tumbuhan, persentase oksigen di planet ini meningkat sedemikian rupa sehingga dapat dianggap normal dan diperlukan untuk perkembangan kehidupan dan itulah pentingnya nutrisi autotrofik.
Pengertian
Autotrof adalah organisme apa pun yang mampu menghasilkan makanannya sendiri. Untuk sebagian besar, ini dicapai dengan menggunakan energi cahaya, air dan karbon dioksida. Tidak menggunakan energi dari matahari, sebagian akan menggunakan energi kimia untuk membuat makanan mereka sendiri.
Semua autotrof menggunakan bahan tidak hidup (sumber anorganik) untuk membuat makanan mereka sendiri. Karena kemampuan mereka untuk membuat makanan sendiri, autotrof juga sering disebut sebagai produsen utama dan dengan demikian menempati dasar dalam rantai makanan. Mereka sangat bervariasi dari yang ditemukan di darat (tanah) sampai mereka yang hidup di lingkungan akuatik. Beberapa contoh termasuk:
- Ganggang
- Cyanobacteria
- Tanaman jagung
- Rumput
- Gandum
- Rumput laut
- Fitoplankton
* Rantai makanan – Rantai makanan mengacu pada urutan linier yang dilalui energi makanan ditransfer ketika satu organisme dengan mengkonsumsi yang lain. Rantai ini dibagi menjadi berbagai tingkat trofik / nutrisi.
Karena autotrof tidak bergantung pada bahan organik dan mampu membuat makanan sendiri dari sumber anorganik, mereka menempati dasar rantai makanan (tingkat trofik / nutrisi pertama) dengan herbivora dan karnivora (serta omnivora) menempati yang masing-masing kedua dan ketiga dalam tingkat trofik.
Jenis Autotrof
Meskipun ada berbagai macam organisme yang diklasifikasikan sebagai autotrof, ada dua jenis utama berdasarkan bagaimana mereka menghasilkan makanan mereka. Organisme ini hidup di lingkungan yang berbeda dan menggunakan mekanisme yang berbeda (dan material) untuk menghasilkan energi. Kedua jenis itu adalah:
- Photoautotrof
- Khemoautotrofh
- Phototrof / Photoautotrof
Pada dasarnya, phototrof melibatkan penggunaan energi cahaya (dari matahari) untuk fotosintesis. Di sini, energi cahaya yang diperoleh dari matahari digunakan untuk menghasilkan bahan makanan (bahan organik) dari karbon dioksida dan air.
Sebagian besar organisme yang menggunakan metode ini untuk menghasilkan makanan memiliki kloroplas (membran terikat) serta inti membran yang terikat. Dengan demikian, mereka adalah organisme eukariotik. Ada berbagai prokariota yang juga mampu melakukan fotosintesis. Ini termasuk sejumlah bakteri. Contoh phototrof / photoautotrof termasuk:
- Tanaman tingkat tinggi (tanaman jagung, pohon, rumput dll)
- Euglena
- Alga (Ganggang hijau dll)
- Bakteri (misalnya Cyanobacteria)
* Semua fotoautotrof memiliki klorofil (atau pigmen yang setara lainnya yang memungkinkan mereka untuk menyerap energi cahaya) yang memungkinkan mereka menangkap energi cahaya
* Cyanobacteria adalah satu-satunya jenis bakteri yang dapat menghasilkan oksigen selama fotosintesis sementara bakteri lain tidak dapat (untuk ini alasan akan dijelaskan di bawah ini secara rinci)
Fototrof dan Fotosintesis
Seperti disebutkan, semua fotoautotrof memiliki klorofil. Sementara beberapa seperti cyanobacteria mungkin tidak memiliki kloroplas yang mengandung klorofil, mereka memiliki klorofil di tempat untuk menangkap energi cahaya yang akan digunakan untuk fotosintesis.
Pada tumbuhan tingkat tinggi, fotosintesis terjadi di lapisan mesofil daun tempat kloroplas berada. Karbon dioksida yang diperlukan untuk fotosintesis masuk ke lapisan mesofil dan masuk ke kloroplas melalui lubang kecil pada daun yang dikenal sebagai stomata.
Biasanya, bukaan ini terletak di bawah daun untuk meminimalkan kehilangan air selama transpirasi. Sedangkan karbon dioksida diambil melalui stomata, air diserap melalui osmosis dari tanah (oleh akar rambut khusus). Air kemudian diangkut ke daun (dan bagian lain dari tanaman) melalui xilem (salah satu jaringan pengangkut pada tanaman).
Dalam kloroplas, klorofil terletak di membran terdalam yang dikenal sebagai membran tilakoid. Pigmen ini menangkap / menyerap panjang gelombang cahaya merah dan biru (spektrum yang terlihat) yang menghasilkan energi yang diperlukan untuk fotosintesis.
Klorofil
Untuk fotoautotrof, klorofil adalah pigmen yang sangat penting. Ini karena membantu menangkap sinar matahari yang kemudian digunakan selama fotosintesis. Semua organisme yang melakukan fotosintesis memiliki klorofil. Ada dua jenis utama klorofil termasuk:
Klorofil a – Klorofil a adalah klorofil yang paling umum dan dapat ditemukan di sebagian besar fotoautotrof termasuk cyanobacteria, tumbuhan dan alga. Klorofil (a) menangkap cahaya biru-violet dan oranye-merah (pada panjang gelombang 675nm) sambil memantulkan cahaya hijau (sehingga muncul warna hijau). Energi dari panjang gelombang ini kemudian digunakan untuk fotosintesis.
Klorofil b – Klorofil b umum dalam alga dan tanaman dan menangkap cahaya hijau (pada 640 nm). Dalam organisme yang ditemukan, klorofil b melewatkan energi dari cahaya ke klorofil sehingga bertindak untuk melengkapi klorofil a. Hal ini sangat berguna ketika ada sedikit cahaya yang diberikan yang menyerap spektrum yang lebih luas daripada klorofil a. Akibatnya, diproduksi banyak selama kasus-kasus di mana sinar matahari terbatas.
* Tergantung pada jumlah cahaya yang tersedia, klorofil dapat teroksidasi untuk menghasilkan klorofil b
Kemotrof
Sedangkan fotoautotrof memperoleh energi mereka dari matahari, kemotrof tidak membutuhkan matahari dan dengan demikian memperoleh energi mereka dari berbagai molekul yang tersedia di lingkungan mereka.
Kemotrof dibagi menjadi dua kelompok termasuk kemoorganotrof (menggunakan molekul organik sebagai sumber energi) dan kemolithotrof yang menggunakan molekul anorganik. Di sini, kita akan fokus pada kemolithotrof mengingat bahwa mereka tidak menggunakan molekul organik untuk menghasilkan energi.
Organisme ini juga dikenal sebagai lithotrof dan termasuk berbagai bakteri termasuk bakteri nitrifikasi dan bakteri yang ditemukan dalam cacing tabung di laut dalam. Sementara organisme ini hidup di lingkungan di mana tidak ada sinar matahari, ada cukup bahan anorganik untuk biosintesis.
Pada dasarnya, biosintesis melibatkan oksidasi bahan anorganik. Di sini, kemolithotrof (sel) mengambil donor elektron (besi, unsur sulfur dan hidrogen sulfida dll) yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan energi.
Misalnya, oksidasi hidrogen sulfida menghasilkan elektron yang diangkut melalui rantai transpor elektron untuk fosgenasi oksidatif yang menghasilkan energi ATP. Energi kimia dalam bentuk ATP kemudian digunakan dalam biosintesis untuk memperbaiki karbon untuk menghasilkan senyawa organik.
* Proses ini berbeda dengan fotosintesis di mana autotrof mampu menghasilkan energi sendiri dengan menggunakan energi dari matahari (sinar matahari). Karena kemolithotrof tidak memiliki akses ke sinar matahari, mereka harus bergantung pada bahan anorganik di lingkungan mereka.
Peran
Seperti disebutkan, autotrof adalah produsen utama dan karena itu menempati dasar rantai makanan di tingkat trofik pertama. Hal ini membuat mereka sangat penting di alam mengingat bahwa setiap organisme lain yang bukan produsen utama bergantung pada mereka untuk kelangsungan hidup mereka. Misalnya, herbivora mengandalkan tanaman untuk energi mereka dan makan berbagai tanaman (rumput, jagung, daun dll) sebagai sumber makanan mereka.
Karnivora dan omnivora bergantung pada tanaman dan daging sebagai sumber makanan dan energi mereka. Tanpa autotrof, yang merupakan produsen utama, semua organisme lain ini pada tingkat tropik yang lebih tinggi tidak akan bertahan karena rantai makanan secara keseluruhan tergantung pada produsen utama.
Selain sebagai sumber makanan dan energi, mereka juga penting dalam hal lain. Bakteri Thioautotrophic yang hidup dalam cacing tabung raksasa (Riftia pachyptila) menggunakan hidrogen sulfida (oksidasi) untuk menghasilkan NADPH dan ATP yang kemudian digunakan untuk mensintesis bahan organik. Ini digunakan sebagai sumber energi oleh cacing.
Ini adalah hubungan simbiotik yang memungkinkan kedua organisme hidup dan saling menguntungkan. Di sini, oleh karena itu, jenis organisme autotrof yang hidup di lingkungan yang keras seperti laut dalam.
Perbedaan antara Heterotrof dan Autotrof
Ada sejumlah perbedaan antara heterotrof dan autotrof, ini termasuk:
Autotrof (untuk sebagian besar) menggunakan bahan anorganik untuk menghasilkan senyawa organik sementara heterotrof tidak dapat – Sedangkan mereka menggunakan bahan seperti karbon dioksida dan air untuk menghasilkan senyawa organik seperti glukosa, heterotrof hanya konsumen yang membutuhkan bahan organik (senyawa organik) sebagai sumber energi mereka.
Autotrof (phototrof) memiliki kloroplas atau klorofil atau yang setara dengan pigmen klorofil sementara heterotrof tidak – Mereka membutuhkan pigmen ini untuk keperluan menyerap energi cahaya untuk fotosintesis.
Karena heterotrof tidak dapat melakukan proses ini, mereka tidak memiliki atau membutuhkan pigmen ini. Autotrof yang tidak menggunakan energi cahaya tidak memiliki pigmen ini, tetapi dapat menggunakan bahan anorganik untuk membuat makanan mereka sendiri sebagai sumber energi.
Karbon dioksida – mayoritas autotrof membutuhkan karbon dioksida untuk mensintesis makanan mereka sendiri sebagai sumber energi. Artinya, karbon dioksida sebagian besar adalah sumber karbon yang diperlukan untuk menghasilkan molekul berbasis karbon (molekul organik seperti glukosa).
Karbon dioksida tidak melayani tujuan yang sama dalam heterotrof seperti manusia, sapi atau babi dll (dalam heterotrof seperti itu, karbon dioksida membantu dengan fungsi seperti vasodilasi dll).
