OTOTROFIK BESLENME: ÖZELLIKLERI, AŞAMALARI, TÜRLERI, ÖRNEKLERI - BIYOLOJI - 2025

Ototrofik beslenme inorganik maddelerden, gerekli bileşikler, bu canlıların korunması ve geliştirilmesi için üretilen, ototrofik organizmalardan oluşan bir prosestir. Bu durumda enerji güneş ışığından veya bazı kimyasal bileşiklerden gelir.

Örneğin bitkiler ve algler, kendi enerjilerini ürettikleri için ototrofik organizmalardır; diğer canlılarla beslenmelerine gerek yoktur. Buna karşılık, otçul, omnivor veya etobur hayvanlar heterotroflardır.

Ototrofik beslenme. Kaynak: Pixabay.com

Beslenme prosedüründe kullanılan kaynak türü dikkate alındığında, fotoototrofik ve kemoototrofik organizmalar bulunmaktadır. İlki enerjisini güneş ışığından alır ve bitkiler, algler ve bazı fotosentetik bakteriler tarafından temsil edilir.

Öte yandan, kemoototroflar, besinlerini elde etmelerine izin veren prosedürleri gerçekleştirmek için moleküler hidrojen gibi çeşitli indirgenmiş inorganik bileşikler kullanır. Bu grup bakterilerden oluşur.

karakteristikleri

- Enerji dönüşümü

Termodinamiğin birinci ilkesi, enerjinin ne yok edildiğini ne de yaratıldığını belirtir. Orijinal kaynaktan farklı olarak diğer enerji türlerinde dönüşüm geçirir. Bu anlamda ototrofik beslenmede kimyasal ve güneş enerjisi glikoz gibi çeşitli yan ürünlere dönüştürülür.

- Enerji transferi

Ototrofik beslenme, tüm besin zincirlerinin temelini oluşturan ototrofik varlıklara özgüdür. Bu anlamda, enerji ototroflardan onları tüketen birincil tüketicilere ve ardından birincil olanları yiyen etoburlara aktarılır.

Böylelikle bir bitki, ototrofik veya üretici bir organizma olarak, geyiklerin (birincil tüketici) ve dağ aslanının (ikincil tüketici) ana besinidir, geyiği avlar ve tüketir. Aslan öldüğünde mikroorganizmalar ve bakteriler çürümüş maddeye etki eder ve enerji tekrar dünyaya döner.

Hidrotermal menfezlerde, ototrofik bakteriler besin ağının üreten organizmadır. Midye ve salyangoz bakterilerle beslenen birincil tüketicilerdir. Buna karşılık, ahtapot bu yumuşakçaları diyetine dahil eder.

- Özel yapılar ve maddeler

Kloroplastlar

Kloroplast

Kloroplastlar, bitki ve alg hücrelerinde bulunan oval organellerdir. Zarlarla çevrilidirler ve içlerinde fotosentez işlemi gerçekleşir.

Onları çevreleyen iki membranöz doku, onları sınırlayan sürekli bir yapıya sahiptir. Dış katman, gözeneklerin varlığı nedeniyle geçirgendir. İç zar ise maddelerin taşınmasından sorumlu olan proteinleri içerir.

İçinde stroma olarak bilinen bir boşluk var. Ribozomlar, lipitler, nişasta granülleri ve dairesel çift sarmallı DNA vardır. Ek olarak, zarları fotosentetik pigmentler, lipidler, enzimler ve proteinler içeren tilakoid adı verilen keseciklere sahiptirler.

Fotosentetik pigmentler

Bu pigmentler, fotosentetik sistem tarafından işlenmek üzere güneş ışığından gelen enerjiyi emer.

Klorofil

Klorofil

Klorofil, porfirin adı verilen bir kromoprotein halkasından oluşan yeşil bir pigmenttir. Çevresinde elektronlar serbestçe hareket ederek halkanın elektron kazanma veya kaybetme potansiyeline sahip olmasına neden olur.

Bu nedenle, diğer moleküllere enerji verilen elektronları sağlama potansiyeline sahiptir. Böylece güneş enerjisi yakalanır ve diğer fotosentetik yapılara iletilir.

Birkaç çeşit klorofil vardır. Klorofil a bitkilerde ve alglerde bulunur. Tip b bitkilerde ve yeşil alglerde bulunur. Öte yandan, klorofil c dinoflagellatlarda bulunur ve d tipi siyanobakteriler tarafından bulunur.

Karotenoidler

Diğer fotosentetik pigmentler gibi, karotenoidler de ışık enerjisini yakalar. Bununla birlikte, buna ek olarak, aşırı emilen radyasyonun yayılmasına katkıda bulunurlar.

Karotenoidler, fotosentez için ışık enerjisini doğrudan kullanma yeteneğinden yoksundur. Bunlar emilen enerjiyi klorofile aktarır, bu yüzden aksesuar pigmentler olarak kabul edilirler.

Aşırı ortamlar

Tardigrades, çok zorlu ortamlarda hayatta kalma yeteneği ile bilinen bir Filum. Kaynak: Willow Gabriel, Goldstein Lab, Wikimedia Commons aracılığıyla

Nitrifikasyon bakterileri de dahil olmak üzere birçok kemoototrof, göllerde, denizlerde ve yerde dağılmıştır. Bununla birlikte, diğerleri, oksidasyonu gerçekleştirmek için gerekli kimyasalların bulunduğu bazı sıra dışı ekosistemlerde yaşama eğilimindedir.

Örneğin, aktif yanardağlarda yaşayan bakteriler yiyeceklerini yapmak için kükürdü okside ederler. Ayrıca Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Yellowstone Milli Parkı'nda kaplıcalarda bulunan bakteriler vardır. Ayrıca, bazıları okyanusun derinliklerinde hidrotermal menfezlerin yakınında yaşar.

Bu bölgede su, sıcak kayaların arasındaki bir yarıktan sızar. Bu, bakteriler tarafından kemosentez için kullanılan hidrojen sülfür de dahil olmak üzere deniz suyuna çeşitli minerallerin katılmasına neden olur.

Ototrofik beslenme aşamaları

Genel olarak ototrofik beslenme üç aşamada gelişir. Bunlar:

Membran geçişi ve enerji yakalama

Bu süreçte, amonyak gibi indirgenmiş inorganik moleküller ve tuzlar, su ve karbondioksit gibi basit inorganik moleküller, hücreye herhangi bir enerji harcamasına neden olmadan yarı geçirgen hücre zarından geçer.

Fotoototrofik organizmalarda ise fotosentez işlemini gerçekleştirmek için kullanılan kaynak olan ışık enerjisi yakalanır.

Metabolizma

Ototrofik beslenme sırasında, hücre sitoplazmasında bir dizi kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bu işlemler sonucunda hücrenin yaşamsal işlevlerini yerine getirmek için kullanacağı biyokimyasal enerji elde edilir.

Boşaltım

Bu son aşama, beslenme metabolizmasından gelen tüm atık ürünlerin yarı geçirgen hücre zarı yoluyla yok edilmesinden oluşur.

Türleri

Ototrofik beslenme, kullanılan enerji kaynağının türü dikkate alınarak, fotoototrofik ve kemoototrofik olmak üzere iki şekilde sınıflandırılır.

Photoautotrophs

Fotoototroflar, fotosentez adı verilen bir işlem olan güneş ışığından organik bileşikler yapmak için enerjiyi elde eden organizmalardır. Yeşil algler, bitkiler ve bazı fotosentetik bakteriler bu gruba aittir.

Fotosentez kloroplastlarda meydana gelir ve iki faza sahiptir. İlki hafif olandır. Bunda, ışık enerjisinin kullanıldığı su molekülünün ayrışması vardır. Bu fazın ürünü ATP ve NADPH molekülleridir.

Bu kimyasal enerji, sürecin karanlık fazı olarak bilinen ikinci aşamasında kullanılır. Bu, kloroplastların stromasında meydana gelir ve bu adı alır, çünkü kimyasal işlemlerin gerçekleşmesi için ışık enerjisi gerektirmez.

Hafif fazın ürünü olan NADPH ve ATP, bir nitrojen kaynağı olarak karbondioksit, sülfatlar ve nitritler ve nitratlar kullanılarak glikoz gibi organik maddeleri sentezlemek için kullanılır.

Kemoototroflar

Nitrobacter, kemotrofik bakteri cinsidir

Bakteriler tarafından temsil edilen kemoototrofik organizmalar, solunum metabolizmasının temeli olarak indirgenmiş inorganik bileşikleri kullanabilir.

Fotoototroflarla aynı şekilde, bu grup da Calvin döngüsünün reaksiyonları ile aynı şekilde asimile olan karbonun ana kaynağı olarak karbondioksit (CO2) kullanır. Bununla birlikte, bunların aksine, kemoototroflar güneş ışığını enerji kaynağı olarak kullanmazlar.

İhtiyaç duydukları enerji, moleküler hidrojen, demir içeren demir, hidrojen sülfür, amonyak ve çeşitli indirgenmiş kükürt formları (H2S, S, S2O3-) gibi bazı indirgenmiş inorganik bileşiklerin oksidasyonunun ürünüdür.

Şu anda, kemoototroflar genellikle güneş ışığının neredeyse sıfır olduğu derin sularda bulunur. Bu organizmaların çoğunun volkanik deliklerin etrafında yaşaması gerekir. Bu şekilde ortam, metabolik sürecin yüksek bir hızda gerçekleşmesi için yeterince sıcaktır.

Ototrofik beslemeli canlılara örnekler

Bitkiler

Sinekkapan bitkisi (Dionaea muscipula) gibi, böcekleri enzimatik hareketle yakalayıp sindirebilen birkaç istisna dışında, tüm bitkiler yalnızca ototrofiktir.

Yeşil alg

Yeşil algler, kara bitkileriyle yakından ilişkili olan parafiletik bir alg grubudur. Şu anda 10.000'den fazla farklı tür var. Gezegendeki bazı denizlerde bulunabilmesine rağmen, genellikle çeşitli tatlı su habitatlarında yaşarlar.

Bu grupta klorofil a ve b gibi pigmentler, ksantofiller, β-karoten ve nişasta gibi bazı rezerv maddeler bulunur.

Örnekler:

- Lamilla olarak bilinen Ulva lactuca, okyanusların büyük çoğunluğunun gelgit bölgesinde yetişen yeşil bir algdir. Kıvrımlı kenarları olan uzun yapraklara sahiptir ve bu da ona marul görünümü verir.

Bu tür, yenilebilir algler grubundadır. Ayrıca kozmetik sektöründe nemlendirici ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır.

- Volvox aureus tatlı suda yaşar ve yaklaşık 0,5 milimetrelik küresel koloniler oluşturur. Bu kümeler, plazma lifleriyle birbirine bağlanan yaklaşık 300 ila 3200 hücreden oluşur. Nişasta, kloroplastlarda birikir ve klorofil a, b ve ß-karoten gibi fotosentetik pigmentlere sahiptir.

Siyanobakteri

Siyanobakteriler eskiden kloroksibakteriler, mavi-yeşil algler ve mavi-yeşil algler adlarıyla biliniyordu. Bunun nedeni, ona yeşil tonu veren klorofil pigmentlerine sahip olmasıdır. Ayrıca alglere benzer bir morfolojiye sahiptirler.

Bunlar, güneş ışığını enerji olarak ve suyu fotosentez için elektron kaynağı olarak kullanma yeteneğine sahip tek prokaryotlardan oluşan bir bakteri filumudur.

Demir bakterileri (

Acidithiobacillus ferrooxidans bakterileri, ferröz demirden enerji alır. Bu süreçte suda çözünmeyen demir atomları suda çözünür moleküler forma dönüştürülür. Bu, bu türün, geleneksel bir şekilde çıkarılamayacakları bazı minerallerden demir çıkarmak için kullanılmasına izin verdi.

Renksiz kükürt bakterileri

Bu bakteriler, organik maddenin ayrışmasının bir ürünü olan hidrojen sülfidi sülfata dönüştürür. Bu bileşik bitkiler tarafından kullanılır.

Referanslar

1. Boyce A., Jenking CM (1980) Ototrofik beslenme. İçinde: Metabolizma, hareket ve kontrol. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
2. Encyclopaedia Britannica (2019). Ototrofik metabolizma. Britannica.com'dan kurtarıldı
3. Kim Rutledge, Melissa McDaniel, Diane Boudreau, Tara Ramroop, Santani Teng, Erin Sprout, Hilary Costa, Hilary Hall, Jeff Hunt (2011). Ototrof. Nationalgeographic.org'dan kurtarıldı.
4. F. Adaçayı (2008). Ototroflar. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
5. Manrique, Esteban. (2003). Fotosentetik pigmentler, fotosentez için ışık yakalamadan daha fazlasıdır. Researchgate.net'ten kurtarıldı.
6. Martine Altido (2018). Bakterilerin Beslenme Türleri. Sciencing.com'dan kurtarıldı.