Autótrofo
Los autótrofos son organismos que pueden producir su propio alimento, utilizando materiales de fuentes inorgánicas. La palabra » autótrofo » proviene de la raíz de las palabras «auto» para «uno mismo» y «trofeo» para «comida». Un autótrofo es un organismo que se alimenta a sí mismo, sin la ayuda de ningún otro organismo.
Los autótrofos son extremadamente importantes porque sin ellos no pueden existir otras formas de vida. Sin plantas que crean azúcares a partir del gas de dióxido de carbono y la luz solar a través del proceso de fotosíntesis, por ejemplo, no podrían existir animales herbívoros ni animales carnívoros que comen herbívoros.
Por esta razón, los autótrofos a menudo se denominan «productores». Ellos forman la base del ecosistema en pirámide de energía, y proporcionan el combustible que todos los organismos heterótrofos (que deben obtener su alimento de otros) es necesario que existan.
Las primeras formas de vida en la Tierra tendrían que ser autótrofos para existir y producir energía y materiales biológicos en un entorno previamente no viviente. Los heterótrofos probablemente evolucionaron a medida que los autótrofos se volvieron más comunes, y algunas formas de vida descubrieron que era más fácil simplemente comer los autótrofos que producir energía y materiales orgánicos por sí mismos.
Tipos de autótrofos
Los científicos clasifican a los autótrofos según cómo obtienen su energía. Los tipos de autótrofos incluyen fotoautótrofos y quimioautótrofos.
Fotoautótrofos
Los fotoautótrofos son organismos que obtienen la energía para producir materiales orgánicos a partir de la luz solar. Los fotoautótrofos incluyen todas las plantas, algas verdes y bacterias que realizan la fotosíntesis.
Todos los fotoautótrofos realizan la fotosíntesis, una palabra que proviene de las palabras raíz «luz» y «hacer». Los fotoautótrofos capturan fotones del Sol y recolectan su energía, usándola para realizar importantes procesos bioquímicos como la producción de ATP.
¡Los fotoautótrofos producen más que solo combustible y compuestos orgánicos para heterótrofos como nosotros!
Muchos fotoautótrofos toman carbono de la atmósfera y lo utilizan para producir azúcares y otras moléculas que almacenan la energía del Sol en sus enlaces moleculares. Para hacer esto, toman moléculas de CO2, que se crean mediante procesos geológicos inertes, y liberan moléculas de O2, ¡también conocido como el oxígeno que necesitamos para respirar!
Se cree que el oxígeno libre no estaba presente en la atmósfera de la Tierra hasta después de que los fotoautótrofos se volvieran comunes en los mares de la Tierra. Luego, produjeron tanto oxígeno libre que grandes cantidades de hierro que se habían disuelto previamente en el agua del océano reaccionaron con el oxígeno y se convirtieron en óxido.
Este proceso creó rocas llamadas formaciones de hierro en bandas, que todavía podemos mirar hoy para ver este registro de la historia de nuestra Tierra. La liberación de grandes cantidades de oxígeno libre a la atmósfera terrestre por parte de los fotoautótrofos allanó el camino para los animales grandes, como nosotros, que necesitan el proceso altamente eficiente de la respiración aeróbica para sobrevivir.
Se cree que parte del oxígeno producido por los fotoautótrofos también creó la capa de ozono de la Tierra, lo que permitió que la vida se trasladara a tierra firme sin temor a dañar el ADN de la luz ultravioleta del sol.
Quimioautótrofos
Los quimioautótrofos son organismos que obtienen energía de procesos químicos inorgánicos. Hoy en día, los quimioautótrofos se encuentran más comúnmente en ambientes de aguas profundas que no reciben luz solar. Muchos necesitan vivir alrededor de respiraderos volcánicos de aguas profundas, que producen suficiente calor para permitir que el metabolismo ocurra a un ritmo elevado.
Los quimioautótrofos utilizan sustancias químicas volátiles como hidrógeno molecular, sulfuro de hidrógeno, azufre elemental, hierro ferroso y amoníaco como fuentes de energía. Esto los hace adecuados para vivir en lugares que serían tóxicos para muchos otros organismos, así como en lugares sin luz solar. Los quimioautótrofos suelen ser bacterias o arqueobacterias, ya que sus metabolismos no suelen ser lo suficientemente eficientes para mantener la multicelularidad.
Los científicos han especulado que la vida podría existir en entornos oscuros y químicamente volátiles, como los mares de Titán, la luna de Júpiter, mediante el uso de metabolismos similares a los observados en quimioautótrofos en la Tierra. Aún no se ha encontrado ninguna prueba de tal vida, pero algunos científicos creen que la gama de opciones metabólicas que ofrece la quimiosíntesis amplía drásticamente la gama de lugares en el universo donde podemos esperar encontrar vida.
En realidad, se desconoce si los fotoautótrofos o los quimioautótrofos fueron las primeras formas de vida en la Tierra. Muchos favorecen la idea de que las primeras células fueron fotosintéticas, ya que la luz del Sol brilla sobre toda la superficie de la Tierra. Pero algunos científicos creen que los sitios volcánicos en las profundidades del mar o en la superficie de la Tierra podrían haber suministrado energía más concentrada y sustancias químicas más volátiles, lo que podría conducir a la creación de las primeras células.
Estos científicos especulan que estas células podrían haber desarrollado la fotosíntesis como una fuente de energía que funcionaría en cualquier lugar de la superficie de la Tierra donde se extendieran más allá de sus puntos de origen volcánico.
Debido a que las células individuales y su bioquímica no se fosilizan bien, es posible que nunca sepamos si los quimioautótrofos o fotoautótrofos fueron las primeras formas de vida en la Tierra.
Ejemplos de autótrofos
Plantas
Las plantas, con muy pocas excepciones (como la trampa para moscas Venus, que puede comer insectos) son fotoautótrofas. Producen azúcares y otros ingredientes esenciales para la vida utilizando sus pigmentos, como la clorofila, para capturar fotones y aprovechar su energía. Cuando las plantas son consumidas por los animales, los animales pueden utilizar esa energía y esos materiales orgánicos por sí mismos.
Alga verde
Las algas verdes, que pueden resultarle familiares como espuma de estanque, también son fotoautótrofas. De hecho, las algas verdes pueden tener un gran parecido con la primera forma de vida común en la Tierra: las cianobacterias, una bacteria verde que creció en esteras y comenzó el proceso de convertir la Tierra en un mundo con una atmósfera de oxígeno.
«Bacterias de hierro» – Acidithiobacillus ferrooxidans
La bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans obtiene energía del hierro ferroso. En el proceso, convierte los átomos de hierro de una forma molecular donde no pueden disolverse en agua a una forma molecular donde sí pueden.
Como resultado, Acidithiobacillus ferrooxidans se ha utilizado para extraer hierro de minerales que no se podrían extraer por medios convencionales.
El campo de la biohidrometalurgia es el estudio del uso de organismos vivos para obtener metales disolviéndolos en agua, donde pueden ser procesados posteriormente.
Términos de biología relacionados
- Pirámide de energía: estructura que muestra el flujo de energía a través de un ecosistema.
- Heterótrofo: organismo que se alimenta de otros organismos, como plantas o animales de presa.
- Fotosíntesis: proceso utilizado por los fotótrofos para extraer energía de la luz solar.
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