A trofikus típus (a görög θροφη szóból, „étel”) meghatározza, hogy egy élő szervezet hogyan képezi a saját szerves anyagát és hogyan termeli meg a szükséges energiát. Ez a két mechanizmus szorosan összekapcsolódik, és egy szervezet anyagcseréjét alkotja.
A trofikus típus három tengelyen elemezhető:
A 3., 2. és 1. kritériumot (ebben a sorrendben) használjuk a trofikus típus nevének összeállításához . Nyolc kombináció létezik. Mindannyian léteznek. Az 1. kritérium az organizmusok autotrofákba és heterotrófákba sorolására szolgál (lásd alább).
Ugyanaz a szervezet gyakran alkalmazhat e mechanizmusok közül többet, néha egyszerre, néha a környezete fizikai-kémiai körülményeinek megfelelően. Például a fotoszintetikus növények egyszerre hajtják végre a fotoszintézist (fény jelenlétében) a szerves anyaguk előállításához, és a légzést a sejtek számára szükséges energia előállításához (fény jelenlétében vagy hiányában). Ez a két mechanizmus különböző célokra, anabolikus és katabolikus célokra termel energiát ATP formájában .
Az élő szervezetek táplálkozási módjai alapvető típusokra oszthatók.
A szénforrástól függően:
Az energiaforrás szerint:
A redukáló energia forrásától függően (elektronforrás az energikusabb molekulák szintéziséhez, az energiaforrásból merítve. Emlékeztetőül: a kémiai entitás redukciója elektronnyereség, oxidáció veszteségelektron):
Ez a három alapvető trofikus típus együttesen nyolc mechanizmusért felel, amelyek mindegyikét használják.
A trofikus típusok sokfélesége elsősorban a baktériumoknak köszönhető. Ha jelentőségük a makroszkopikus organizmusok szerves vagy szervetlen anyagainak átalakulásában nagy, egy trofikus lánc mentén , a mindennapi életünkben a legismertebb és legfontosabb metabolizmus az állatoké (kemoorgano-heterotrófok, amelyeket gyakran modellként visszaélnek heterotrófia) és fotoszintetikus növények (fotó-lito-autotrófok, amelyeket gyakran visszaélnek az autotrófia modelljeként). Ne feledje, hogy az emberi emésztőrendszer baktériumai tízszer nagyobbak, mint a magához a testhez tartozó sejtek (több ezer-tízezer faj), súlyuk átlagosan 2 kg. Az emberi szervezet ezen mikrobiáját néha önálló szervnek tekintik. Valójában nem nélkülözhetnénk az anyagcserénk funkcióit.
| Energiaforrás | Elektronforrás | Szénforrás | Trófikus típus | Példák |
|---|---|---|---|---|
| Light Photo- |
Szerves vegyület -organo- |
Organikus -heterotróf |
Heterotróf szerves fotó | Néhány baktérium |
| Ásványi (szén-dioxid) -autotróf |
Autotróf szerves fotó | Bizonyos baktériumok (Athiorhodaceae…), klorofill növényi hemiparaziták (bizonyos orchideák, fagyöngy ...) | ||
| Szervetlen- lito- |
Szerves - heterotróf |
Heterotróf litho fénykép | Bizonyos baktériumok ( Thiobaca ...) | |
| Ásványi (szén-dioxid) -autotróf |
Autotróf litho fénykép | Növényi klorofill, bizonyos baktériumok (a legtöbb cianobaktérium, Thiorhodacées, Chlorobactéries ...) | ||
| Szerves kémiai vegyület oxidációja vagy redukált szervetlen kémiai |
Szerves vegyület -organo- |
Organikus -heterotróf |
Chemo organo heterotróf | Állatok , gombák ( gombák ), nem klorofill növények (paraziták, például Orobanche), a legtöbb baktérium (denitrifikáló ...). |
| Ásványi (szén-dioxid) -autotróf |
Chemo organo autotróf | Ritka, néhány Dinoflagellát ( mixotrófia ) | ||
| Szervetlen- lito- |
Organikus -heterotróf |
Chemo litho heterotróf | Bizonyos baktériumok ( Bosea , Albibacter stb.) | |
| Ásványi (szén-dioxid, metán) -autotróf |
Chemo litho autotrophe | Bizonyos kemoszintetikus , szárazföldi (nitrifikáló, metanogén stb.) Vagy tengeri (hidrotermikus ökoszisztémák) baktériumok . Az energiaforrás szervetlen. |
A trofikus típusok nem zárják ki egymást.
Egyidejűleg létezhetnek, mint a klorofill növényekben, amelyek mind fotolithoautotrófok - amikor fotoszintézist hajtanak végre -, mind kemoorgánotrófok - amikor saját biotermelésük oxidálásával lélegeznek.
Követhetik egymást is: sok baktérium megváltoztathatja a trofikus típust a rendelkezésükre álló környezeti feltételektől (például fény jelenléte vagy hiánya, oxigén jelenléte vagy hiánya) függően. Néhány anyagcserét kötelezőnek, másokat választhatónak mondanak. Például néhány organizmus, például az Euglenae , megfelelő körülmények között fototróf lehet, majd visszafordíthatatlanul elveszíti kloroplasztjait, és így kizárólag kemotrófvá válik.
A tápláléklánc elején (= trofikus lánc, a görög tropheinből = enni) mindig van egy autotróf organizmus , amely képes a CO 2 ( szervetlen szén ) redukciójával az összes szerves szerkezetű és funkciójú molekulát előállítani . szerves szénig . Amellett, hogy csak CO 2 -ból képesek szerves struktúrákat létrehozni , az autotrofák némelyike jelentős hatással van számos elem biogeokémiai ciklusaira, a légzőszervi anyagcseréjük révén (pl. Kemilithoautotróf szervezetek).
Megkülönböztetik a fotoorganotrófokat és a kemoorganotrófokat , amelyek a fényt és a kémiai kötések energiáját használják energiaforrásként.
Megjegyzés: A klorofill növények szerves anyagokat fogyasztanak, amelyeket maguk állítottak elő: lélegeznek és oxigént is fogyasztanak fény jelenlétében, akárcsak fény hiányában. Ezért mind kemoorganotrófok, mind fotolitotrófok. Ezek a kategóriák nem feltétlenül zárják ki egymást. Ugyanaz a szervezet egyidejűleg vagy egymás után több ilyen kategóriába is tartozhat. Előnyben részesítjük azonban az elsődleges energiaforrás hangsúlyozását: ezért a klorofill növényeket fotolitotrófoknak minősítjük, mivel ezek csak kemoorganotrófok lehetnek.
A mixotróf olyan trofikus felhasználói organizmusok, amelyek képesek táplálkozni autotrofikusan ( fotoszintézis útján ), valamint heterotrófiával (a már meglévő szerves alkotórészek rovására), egymás után vagy egyidejűleg. Ezeket az organizmusokat mixotrófnak mondják .
A mixotrófia olyan organizmusokra vonatkozik, amelyek autotrófák a szén számára (azaz képesek szerves anyagokat szintetizálni ásványi anyagokból, például szén-dioxidból), és képesek heterotrófként élni fényenergia hiányában az autotrófa eredeténél vagy olyan szervezeteknél, amelyek egyidejűleg igénylik a fényenergia jelenlétét és szerves szén.
A protiszták túlnyomó részét ma mixotrófnak tartják , ideértve a fitoflagellátumokat is, amelyek nappal fényenergiát, éjszaka pedig szerves szenet ragadnak meg. Általánosságban elmondható, hogy a protiszták, még kloroplaszt nélkül is, képesek visszanyerni a fényenergiát a különféle plasztidákon keresztül, és ozmózis útján elnyelni a közegben lévő szerves szenet. Az a látomás, amely a lények felosztásáról állatok és növények között áll, nem alkalmazható a protisztákra.
A leghíresebb példa az euglenákra vonatkozik . Édesvízben élő szabad egysejtű szervezetek. Ezek az organizmusok fény jelenlétében képesek fotoszintetizálni. Fény hiányában heterotrófvá válnak a szén számára, és képesek életben maradni, ellentétben más fotolitotróf organizmusokkal, például a klorofill növényekkel.
A mixotrófok különböző csoportjait megkülönböztethetjük, fotoszintetikus kapacitásuk forrásától függően:
A Winogradsky oszlop lehetővé teszi mindezen trofikus típusok egyesítését bakteriális biocenózisban . Szergej Winogradszkij (1856-1953) orosz biológus áll a kénes baktériumok kemilitotrófiájának felfedezésében 1885-1888-ban (Botanikai Laboratórium, Strasbourgi Egyetem). Egy nitrifikáló baktérium viseli a nevét (Nitrobacter winogradskyi).
Ésszerű lenne a fotoszintézissel szemben kemoszintézisről beszélni, vagyis amint az energiaforrás kémiai eredetű, nem pedig fény. Kevés szerző teszi. Sokan fenntartják a kemoszintézis kifejezést az ásványi vegyületeket oxidáló kemilitotróf metabolizmusok számára (pl. Cikk a kemoszintézisről ). Így a többi kemilitotróf, oxidáló szerves vegyület és az általunk kizárt kemoorganotróf kizárva ebből a kifejezésből. De méltányos azt mondani, hogy az ember kemoszintetikus anyagcserével rendelkezik.
A gyakorlatban a kemoszintézis kifejezést gyakran használják az autotrófok anyagcseréjének jelölésére, amelyet az amerikai ALVIN és a francia CYANA batiszkáfák fedeztek fel az 1977-1979-es években a Csendes-óceán keleti részén, mintegy 2500 méter mélyen található óceángerinceken történő merülés során. fekete dohányosok " a Galápagos-szigetek gerincén 1977-ben az ALVIN által 2630 méter mélyen).
Ebben a mélységben az összes használható napsugárzás elnyelődik (teljes sötétség). A biológia paradigmája azelőtt azt gondolta, hogy a nap minden tápláléklánc számára feltétlenül szükséges, mint energiaforrás az őstermelők számára. Természetesen a XIX . Századtól ismertük az ásványi anyagok kemolitotrófjait , de a kiinduló biomasszát a növények elégségesen tudták biztosítani. Egyéb autotróf metabolizmusok voltak felfedezés alatt.