OTOTROFIK ORGANIZMALAR: ÖZELLIKLER VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Ototrofik organizmalar kendi yiyeceklerini üretme yeteneğine sahip canlı organizmalardır. Yani basit elementlerden yağlar, karbonhidratlar veya proteinler gibi karmaşık organik bileşikler üretebilirler. Bunun için inorganik kimyasal reaksiyonlar veya güneş ışığı kullanırlar.

Ototrofik organizmaların örnekleri bitkiler, algler ve siyanobakterilerdir. Böylece, ototrofik organizmalar, maddelerin biyosentezinde kullanılan organik bileşikler oluşturmak için karbondioksiti azaltır. Ayrıca farklı metabolizmalarda kullanılmak üzere kimyasal enerji depolanır.

Ototrofik organizma, bir ağaç. Kaynak: Pixabay.com.

Ototrofların büyük çoğunluğu indirgeyici ajan olarak su kullanır, ancak hidrojen sülfür kullanan başka organizmalar da vardır. Benzer şekilde, reaksiyonlarda kullanılan enerji kaynağı dikkate alındığında, ototroflar fotoototroflar ve kemoototroflar olarak sınıflandırılır.

Bitkiler, bazı bakteriler ve yeşil alglerle temsil edilen fotoototroflar, güneş ışığından enerji kullanır. Öte yandan, kemoototroflar enerji kaynağı olarak kükürt veya nitrojen kullanır. Kükürt bakterileri gibi bazı arke ve bakteriler bu gruba aittir.

Kökeni ve evrim

Dünyadaki yaşamın kökenini açıklamaya çalışan çeşitli teoriler var. Bunların yanı sıra bilim adamları, bu ataların gelişmek için enerjiyi nasıl elde ettiklerini bulmak için araştırmalar yapıyorlar.

Bazı uzmanlar, şu anda bilindikleri gibi, ototrofların muhtemelen ilk canlı formlarına ikincil olarak evrimleştiğini öne sürüyorlar. Fotosentetik organizmaların yiyeceklerini üretmek için kullandıkları biyokimyasal süreç oldukça uzmanlaşmıştır.

Bu, bu tür uyarlamaların uzun bir süre ve birbirini izleyen evrimsel değişiklikler gerektirmiş olabileceğini gösterebilir. Bununla birlikte, heterotroflar gıda için ototroflara bağlıdır. Bu nedenle, öneriler her iki durumda da ortaya çıkan şüphelerin netleştirilmesi etrafında dönmelidir.

İlk ototrofik hücreler

Ototrofik organizmaları dünyadaki ilk hücreler olarak kabul eden bir teori var. Bu yaklaşımlara göre, bu yapılar karbon ihtiyaçlarını çevrede bulunan CO2'den karşıladılar.

Heterotrofların ortaya çıkışını açıklamak için, bu hipotezi destekleyen bilim adamları, ilk kemoorganoheterotrofların Escherichia coli'ye benzer bir substrat üzerinde geliştiğini öne sürüyorlar.

İlk heterotrofik hücreler

Başka bir araştırmacı grubu, ilk yaşam formlarının heterotrofik organizmalar olduğu ve daha sonra ototrofik varlıklara yol açtığı fikrini destekliyor.

Bazı teorilere göre, yeryüzündeki mevcut koşullar, yaşamın gelişmesi için amino asitlerin ve diğer temel bileşiklerin oluşumunu destekledi. Buna dayanarak, ilk heterotroflar bu enerji blokları tarafından beslendi.

Bununla birlikte, amino asit kaynaklarının bolluğu azalıyordu. Bu, heterotroflar üzerinde güçlü bir evrimsel baskı uyguladı ve fotosentez yoluyla kendi besinlerini üretebilen hücrelerin gelişmesine ve uzmanlaşmasına neden oldu.

Bu yeni ototrofik varlıklar başlangıçta fotosentetik sürecin bir varyantına bağlıydı. Bu nedenle, siyanobakteri grubu müdahale ettiğinde daha sonra suyla değiştirilen hidrojen sülfit kullandılar.

Suyun fotosenteze temel unsur olarak girdiği anda önemli bir yan ürün oluşur: oksijen. Bu, seviyelerinin yavaş yavaş yükseldiği çevreye atıldı. Böylece, muhtemelen serbest oksijen soluma yeteneğine sahip yeni bir heterotrofik yaşam türü evrimleşti.

Ototrofik organizmaların özellikleri

- ATP sentezi

Ototrofik organizmalar, Güneş'ten gelen enerjiyi fotosentez süreciyle ATP bağlarına dönüştürür. Bu ATP'nin çoğu, karbondioksitin altı karbonlu şekerlere dönüştürülmesinde kullanılacak olan enerjiyi sağlamak için hidrolize edilir.

- Fotosentez ürünleri

Kloroplastlarda meydana gelen fotosentezin son ürünü, fruktoz ve glikozdan oluşan bir disakkarit olan sükrozdur. Bu, enerji için metabolize eden dokulara taşınır. Ayrıca bu işlem, karbonhidratların depolanma kaynağı olan nişastayı üretir.

Aynı şekilde fotosentez, oksijeni çevreye salar. Ancak mor ve yeşil gibi oksijen üretiminin olmadığı bazı bakteriler vardır. Bunlarda, anoksijenik fotosentez olarak bilinen özel bir güneş enerjisi işlemi gerçekleştirilir.

- Yapımcılar

Bitkiler ototrofik organizmalardır ve kendi besinlerini kendileri yaparlar. Heterotrofik organizmalar diğer organizmalarla beslenir

Gıda zinciri içinde ototrofik organizmalar üretici grubunu oluşturur. Bunlar, otoburlar olarak esas olarak bitki türleriyle beslenen birincil tüketicilerin diyetinin temelidir.

-Enerji iletimi

Ototroflar, enerjiyi basit şekerlerin kimyasal bağlarına dönüştürür ve depolar. Bunlar, selüloz ve nişasta dahil uzun zincirli karbonhidratlar olarak depolanabilmeleri için polimerize olurlar. Glikoz da üretilir ve protein ve yağların temelini oluşturur.

Heterotrofik bir organizma ototrofik bir organizma yediğinde, içerdikleri yağlar, karbonhidratlar ve proteinler, hayvanın tüm hayati metabolik işlevlerini yerine getirmesine izin verir.

Ototrofik organizma türleri

Photoautotrophs

Siyanobakteri cinsi Lyngbya filamentleri (oksijenik fotosentetik tip bakteriler)

Fotoototrofik organizmalar, organik madde yapmak için ışığı bir enerji kaynağı olarak kullanır. Bunun için fotosentez işlemini gerçekleştirirler. Bunlara bir örnek bitkiler, yeşil algler ve bazı bakterilerdir.

Kemoototroflar

Kemoautotroflar, inorganik kimyasal işlemlerden enerji elde eden organizmalardır. Şu anda, bu organizmalar güneş ışığı almadıkları derinlerde yaşıyor. Çoğu, ısının metabolik reaksiyonları kolaylaştırdığı volkanik menfezlerin çevresinde yaşar.

Ototrofik organizma örnekleri

- Bitkiler ve yeşil algler

Bunlar, güneş ışığını bir kimyasal enerji kaynağı olarak işlev gören indirgenmiş karbona dönüştürdükleri için fotoototroflardır. Yeşil algler ve bitkiler, birincil üreticiler grubunun bir parçası oldukları için besin zincirinin temelini oluşturur.

- Demir bakterileri

Demir bakterileri, organik veya inorganik maddelerin oksidasyonundan enerji aldıkları için kemoototroflardır. Genellikle toprakta, nehirlerde ve yer altı su kaynakları gibi demirin bol olduğu bölgelerde yaşarlar.

- Kükürt bakterileri

Kükürt bakterileri durgun sularda veya kükürt tipi kaynaklarda bulunur. Yeşil algler veya bitkilerden farklı olarak suyu indirgeyici madde olarak kullanmazlar, bu nedenle oksijen üretmezler.

Kırmızı sülfür bakterileri, sülfür ve karbon döngülerinin önemli bir bölümünü oluşturdukları için ekosistem için büyük önem taşır. Ek olarak, birincil üreticiler olarak, çok çeşitli su organizmaları için besindirler.

Referanslar

1. John A. Raven (2013). Ototrofinin fosfor ihtiyacına göre evrimi. Academic.oup.com'dan kurtarıldı
2. Wikipedia (2019). Ototrofolar. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı.
3. Biyoloji sözlüğü (2019). Ototrof. Biologydictionary.net'ten kurtarıldı.
4. F. Sage. (2008). Ototroflar. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
5. R. Strong. (2008). Besin Zincirleri ve Besin Ağları. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
6. Vrede, AD Kay. (2008). Organizmal Ekofizyoloji. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
7. Schönheit P, Buckel W, Martin WF. (2016). Heterotrofinin Kökeni Üzerine. Www.ncbi.nlm.nih.gov adresinden erişildi
8. González-Toril E. (2011) Autotroph. Astrobiyoloji Ansiklopedisi. Springer. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
9. Brennan, John (2019). Heterotroflar Ototroflardan mı Evrimleşti? Sciencing.com'dan kurtarıldı.