Heterotrofo - Heterotroph

Ciclo entre autótrofos e heterótrofos . Os autótrofos usam luz, dióxido de carbono (CO 2 ) e água para formar oxigênio e compostos orgânicos complexos, principalmente por meio do processo de fotossíntese (seta verde). Ambos os tipos de organismos usam esses compostos por meio da respiração celular para gerar ATP e, novamente, formar CO 2 e água (duas setas vermelhas).

A heterotroph ( / h ɛ t ər ə ˌ t r f , - ˌ t r ɒ f / ; a partir do grego ἕτερος heteros "outro" e τροφή trophe "nutrição") é um organismo que não pode produzir o seu próprio alimento, em vez tirando nutrição de outras fontes de carbono orgânico , principalmente matéria vegetal ou animal. Na cadeia alimentar, os heterótrofos são consumidores primários, secundários e terciários, mas não produtores. Os organismos vivos que são heterotróficos incluem todos os animais e fungos , algumas bactérias e protistas e muitas plantas parasitas . O termo heterotrófico surgiu na microbiologia em 1946 como parte de uma classificação de microrganismos baseada em seu tipo de nutrição . O termo agora é usado em muitos campos, como ecologia, para descrever a cadeia alimentar .

Os heterótrofos podem ser subdivididos de acordo com sua fonte de energia. Se o heterotrófico usa energia química, é um quimioheterotrófico (por exemplo, humanos e cogumelos). Se ele usa luz para obter energia, é um foto - heterotrófico (por exemplo, bactérias verdes sem enxofre ).

Os heterótrofos representam um dos dois mecanismos de nutrição ( níveis tróficos ), sendo os outros autótrofos ( auto = self, trof = nutrição). Autótrofos usam energia da luz solar ( fotoautótrofos ) ou oxidação de compostos inorgânicos ( litoautótrofos ) para converter dióxido de carbono inorgânico em compostos de carbono orgânico e energia para sustentar sua vida. Comparando os dois em termos básicos, os heterótrofos (como os animais) comem autótrofos (como as plantas) ou outros heterótrofos, ou ambos.

Detritívoros são heterótrofos que obtêm nutrientes ao consumir detritos (decomposição de partes de plantas e animais, bem como fezes ). Saprotróficos (também chamados de lisotróficos) são quimioheterotróficos que usam a digestão extracelular no processamento de matéria orgânica em decomposição; o termo mais frequentemente usado para descrever fungos . O processo é mais frequentemente facilitado pelo transporte ativo de tais materiais por meio da endocitose dentro do micélio interno e suas hifas constituintes .

Tipos

Os heterotróficos podem ser organotróficos ou litotróficos . Organotróficos exploram compostos de carbono reduzidos como fontes de elétrons, como carboidratos , gorduras e proteínas de plantas e animais. Por outro lado, os litoheterotróficos usam compostos inorgânicos, como amônio , nitrito ou enxofre , para obter elétrons. Outra maneira de classificar diferentes heterótrofos é atribuí-los como quimiotróficos ou fototróficos . Os fototróficos utilizam a luz para obter energia e realizar processos metabólicos, enquanto os quimiotróficos usam a energia obtida pela oxidação de produtos químicos de seu ambiente.

Fotoorganoheterotróficos, como Rhodospirillaceae e bactérias roxas sem enxofre sintetizam compostos orgânicos usando a luz solar juntamente com a oxidação de substâncias orgânicas. Eles usam compostos orgânicos para construir estruturas. Eles não fixam o dióxido de carbono e aparentemente não têm o ciclo de Calvin . Chemolithoheterotrophs como Oceanithermus profundus obtêm energia da oxidação de compostos inorgânicos, incluindo sulfeto de hidrogênio , enxofre elementar , tiossulfato e hidrogênio molecular . Mixotróficos (ou quimiolitotróficos facultativos) podem usar dióxido de carbono ou carbono orgânico como fonte de carbono, o que significa que mixotróficos têm a capacidade de usar métodos heterotróficos e autotróficos. Embora os mixotróficos tenham a capacidade de crescer em condições heterotróficas e autotróficas, C. vulgaris tem maior biomassa e produtividade de lipídeos quando crescem sob condições heterotróficas em comparação com as autotróficas.

Os heterótrofos, ao consumirem compostos reduzidos de carbono, são capazes de usar toda a energia que obtêm dos alimentos (e frequentemente o oxigênio) para o crescimento e a reprodução, ao contrário dos autótrofos, que precisam usar parte de sua energia para a fixação de carbono. Tanto os heterótrofos quanto os autótrofos são geralmente dependentes das atividades metabólicas de outros organismos para obter outros nutrientes além do carbono, incluindo nitrogênio, fósforo e enxofre, e podem morrer por falta de alimento que forneça esses nutrientes. Isso se aplica não apenas a animais e fungos, mas também a bactérias.

Fluxograma

Fluxograma para determinar se uma espécie é autotrófica, heterotrófica ou um subtipo

Ecologia

Muitos heterotróficos são quimioorganoheterotróficos que usam carbono orgânico (por exemplo, glicose) como sua fonte de carbono e produtos químicos orgânicos (por exemplo, carboidratos, lipídios, proteínas) como suas fontes de elétrons. Os heterotróficos funcionam como consumidores na cadeia alimentar : eles obtêm esses nutrientes de nutrientes saprotróficos , parasitários ou holozóicos . Eles quebram compostos orgânicos complexos (por exemplo, carboidratos, gorduras e proteínas) produzidos por autótrofos em compostos mais simples (por exemplo, carboidratos em glicose , gorduras em ácidos graxos e glicerol e proteínas em aminoácidos ). Eles liberam a energia do O 2 oxidando átomos de carbono e hidrogênio de carboidratos, lipídios e proteínas em dióxido de carbono e água, respectivamente.

Eles podem catabolizar compostos orgânicos pela respiração, fermentação ou ambos. Fermentação heterotróficos ou são facultativos ou obrigatórios anaeróbios que levam a cabo a fermentação em ambientes de baixa de oxigénio, em que a produção de ATP é normalmente acopladas com a fosforilação de nível de substrato e a produção de produtos finais (por exemplo, álcool, CO
2
, sulfeto). Esses produtos podem então servir como substratos para outras bactérias na digestão anaeróbica e ser convertidos em CO 2 e CH 4 , que é uma etapa importante para o ciclo do carbono para a remoção de produtos de fermentação orgânica de ambientes anaeróbicos. Os heterótrofos podem sofrer respiração , na qual a produção de ATP é associada à fosforilação oxidativa . Isso leva à liberação de resíduos de carbono oxidados, como CO 2, e resíduos reduzidos, como H 2 O, H 2 S ou N 2 O na atmosfera. A respiração e a fermentação dos micróbios heterotróficos são responsáveis ​​por grande parte da liberação de CO 2 na atmosfera, tornando-o disponível para autótrofos como fonte de nutrientes e plantas como substrato de síntese de celulose.

A respiração em heterótrofos é freqüentemente acompanhada por mineralização , o processo de conversão de compostos orgânicos em formas inorgânicas. Quando a fonte de nutrientes orgânicos absorvidos pelo heterotrófico contém elementos essenciais como N, S, P além de C, H e O, eles são freqüentemente removidos primeiro para prosseguir com a oxidação do nutriente orgânico e a produção de ATP por meio da respiração. S e N na fonte de carbono orgânico são transformados em H 2 S e NH 4 + por meio de dessulfurilação e desaminação , respectivamente. Os heterotróficos também permitem a desfosforilação como parte da decomposição . A conversão de N e S da forma orgânica para a forma inorgânica é uma parte crítica do ciclo do nitrogênio e do enxofre . H 2 S formado a partir da dessulfurilação é posteriormente oxidado por litotróficos e fototróficos, enquanto o NH 4 + formado a partir da desaminação é posteriormente oxidado por litotróficos às formas disponíveis para as plantas. A capacidade dos heterótrofos de mineralizar elementos essenciais é crítica para a sobrevivência das plantas.

A maioria dos opistocontes e procariotos são heterotróficos; em particular, todos os animais e fungos são heterótrofos. Alguns animais, como os corais , formam relações simbióticas com autótrofos e obtêm carbono orgânico dessa forma. Além disso, algumas plantas parasitas também se tornaram totalmente ou parcialmente heterotróficas, enquanto as plantas carnívoras consomem animais para aumentar seu suprimento de nitrogênio enquanto permanecem autotróficas.

Os animais são classificados como heterótrofos por ingestão, os fungos são classificados como heterótrofos por absorção.

Referências