Tipul trofică (de la cuvântul grecesc θροφη, „produse alimentare“) definește modul în care un organism viu constituie propria materie organică și produce energia de care are nevoie. Aceste două mecanisme sunt strâns legate și formează metabolismul unui organism.
Tipul trofic poate fi analizat în trei axe:
Criteriile 3, 2 și 1 (în această ordine) sunt utilizate pentru a compune numele tipului trofic . Există opt combinații. Toate există. Criteriul 1 este utilizat pentru a clasifica organismele în autotrofe și heterotrofe (vezi mai jos).
Același organism poate folosi adesea mai multe dintre aceste mecanisme, uneori simultan, alteori în funcție de condițiile fizico-chimice ale mediului său. De exemplu, plantele fotosintetice efectuează simultan fotosinteza (în prezența luminii) pentru a-și produce materia organică, iar respirația pentru a produce energia de care au nevoie celulele lor (în prezența sau absența luminii). Aceste două mecanisme produc energie sub formă de ATP în scopuri diferite, respectiv anabolice și catabolice .
Modurile de nutriție ale organismelor vii pot fi împărțite în tipuri de bază.
În funcție de sursa de carbon:
Conform sursei de energie:
În funcție de sursa de putere reducătoare (sursa de electroni pentru sinteza mai multor molecule energetice, preluând din sursa de energie. Ca memento, reducerea unei entități chimice este un câștig de electroni, oxidarea este o pierdere de electroni):
Aceste trei tipuri trofice de bază, combinate, sunt sursa a opt mecanisme, toate fiind utilizate.
Diversitatea tipurilor trofice se datorează în principal bacteriilor. Dacă importanța lor este majoră pentru transformarea materiei organice sau anorganice pentru organismele macroscopice, de-a lungul unui lanț trofic , cele mai cunoscute și mai importante metabolismuri din viața noastră de zi cu zi sunt cele ale animalelor (chimio-organo-heterotrofe, adesea prezentate abuziv ca model de heterotrofie) și plante fotosintetice (foto-lito-autotrofe, adesea prezentate abuziv ca model de autotrofie). Rețineți că bacteriile sistemului digestiv uman sunt de zece ori mai numeroase decât celulele aparținând corpului însuși (câteva mii până la zeci de mii de specii) și cântăresc în medie 2 kg. Această microbiotă a organismului uman este uneori considerată ca un organ în sine. De fapt, nu ne-am putea descurca fără funcțiile lor în metabolismul nostru.
| Sursa de energie | Sursa de electroni | Sursa de carbon | Tipul trofic | Exemple |
|---|---|---|---|---|
| Fotografie ușoară |
Compus organic -organo- |
Organic -heterotrof |
Foto organo heterotrofă | Unele bacterii |
| Mineral (dioxid de carbon) -autotrof |
Fotografie organo autotrofă | Anumite bacterii (Athiorhodaceae ...), hemiparazite de plante clorofiliene (anumite orhidee, vâsc ...) | ||
| Anorganic -litho- |
Organic - heterotrof |
Foto litro heterotrofă | Anumite bacterii ( Thiobaca ...) | |
| Mineral (dioxid de carbon) -autotrof |
Foto litotrofică autotrofă | Clorofila plantelor , anumite bacterii (majoritatea cianobacteriilor, Thiorhodacées, Chlorobactéries ...) | ||
| Oxidarea unui compus chimic organic sau anorganic redus chimio- |
Compus organic -organo- |
Organic -heterotrof |
Chemo organo heterotrof | Animale , Ciuperci ( ciuperci ), plante non-clorofilice (paraziți precum Orobanche), majoritatea bacteriilor (denitrifiant ...). |
| Mineral (dioxid de carbon) -autotrof |
Chemo organo autotrof | Rare, unele dinoflagelate ( mixotrofie ) | ||
| Anorganic -litho- |
Organic -heterotrof |
Chemo lito heterotrof | Anumite bacterii ( Bosea , Albibacter etc.) | |
| Mineral (dioxid de carbon, metan) -autotrof |
Chemo litho autotrophe | Anumite bacterii numite chemosintetice , terestre (nitrificante, metanogene etc.) sau marine (ecosisteme hidrotermale). Sursa de energie este anorganică. |
Tipurile trofice nu se exclud reciproc.
Pot coexista, la fel ca în plantele cu clorofilă, care sunt atât fotolitoautotrofe - atunci când realizează fotosinteza -, cât și chimioorganotrofe - atunci când respiră prin oxidarea propriei lor producții organice.
De asemenea, se pot succeda: multe bacterii pot schimba astfel tipul trofic în funcție de condițiile de mediu de care dispun (de exemplu prezența sau absența luminii, prezența sau absența oxigenului). Unele metabolismuri sunt obligatorii, altele opționale. De exemplu, unele organisme precum Euglenae pot fi fototrofe în condiții adecvate, apoi își pierd cloroplastii ireversibil și astfel devin exclusiv chemotrofe.
La începutul unui lanț alimentar (= lanț trofic, din greaca trophein = a mânca), există întotdeauna un organism autotrof , capabil să producă toate moleculele organice de structură și funcție care îl constituie prin reducerea CO 2 (carbon anorganic ) la carbon organic . În plus față de această capacitate de a crea structuri organice numai din CO 2 , unele dintre autotrofe au un impact major asupra ciclurilor biogeochimice ale multor elemente, prin metabolismul lor respirator (de exemplu, organismele chemilitoautotrofe)
Se face distincție între fotoorganotrofi și chimioorganotrofi , care utilizează lumina și, respectiv, energia legăturilor chimice ca sursă de energie.
Notă: plantele clorofiliene consumă materii organice pe care le-au produs ele însele: respiră și consumă oxigen, în prezență ca și în absența luminii. Prin urmare, ele sunt atât chimioorganotrofe, cât și fotolitotrofe. Aceste categorii nu se exclud neapărat reciproc. Același organism poate aparține simultan sau succesiv mai multor dintre aceste categorii. Cu toate acestea, preferăm să subliniem sursa primară de energie: vom califica, prin urmare, plantele clorofilei ca fotolitotrofe, deoarece acestea pot fi doar chimiorganotrofe.
Mixotrophic este trofice utilizator organismelor vii capabile să alimenteze cu autotrofe (prin fotosinteză ) , precum și prin heterotrophy (în detrimentul constituenților organici preexistente), consecutiv sau simultan. Se spune că aceste organisme sunt mixotrofe .
Mixotrofia se referă la organisme care sunt autotrofe pentru carbon (și anume capabile să sintetizeze materie organică din materii minerale, cum ar fi dioxidul de carbon) și capabile să trăiască ca heterotrofe în absența energiei luminoase la originea autotrofiei sau a organismelor care necesită simultan prezența energiei luminoase și carbon organic.
O mare majoritate a protists sunt acum considerate mixotrophic , inclusiv în phytoflagellates, care captează energia luminoasă în timpul zilei și carbonul organic pe timp de noapte. În general, protiștii, chiar lipsiți de cloroplast, sunt capabili să recupereze energia luminii prin diferitele plastide și să absoarbă carbonul organic prezent în mediu prin osmoză. Viziunea care constă în împărțirea ființelor între animale și plante nu poate fi aplicată protiștilor.
Cel mai faimos exemplu se referă la euglene . Sunt organisme unicelulare libere care trăiesc în apă dulce. Aceste organisme sunt capabile să fotosintezeze în prezența luminii. În absența luminii, ele devin heterotrofe pentru carbon și rămân capabile să trăiască spre deosebire de alte organisme fotolitotrofe, cum ar fi plantele cu clorofilă.
Putem distinge diferite grupuri de mixotrofi, în funcție de sursa capacității lor fotosintetice:
Coloana Winogradsky permite ca toate aceste tipuri trofice să fie reunite într-o biocenoză bacteriană. Biologul rus Sergei Winogradsky (1856-1953) se află la originea descoperirii chemilitotrofiei bacteriilor sulfuroase în anii 1885-1888 (Laboratorul de botanică, Universitatea din Strasbourg). O bacterie nitrificantă îi poartă numele (Nitrobacter winogradskyi).
Ar fi rezonabil să vorbim despre chemosinteză spre deosebire de fotosinteză, adică de îndată ce sursa de energie este de origine chimică în loc de lumină. Puțini autori o fac. Mulți își rezervă termenul de chemosinteză pentru metabolismele chimilitotrofice, compuși minerali oxidanți (de exemplu, articol despre chemosinteză ). Astfel, ceilalți chimilitotrofi, compuși organici oxidanți și chimioorganotrofii care suntem sunt excluși din acest termen. Dar este corect să spunem că un om are metabolism chemosintetic.
În practică, termenul de chemosinteză este adesea folosit pentru a desemna metabolismul autotrofelor descoperite de batiscafele americane ALVIN și franceză CYANA în anii 1977-1979 în timpul scufundărilor pe crestele oceanice din estul Pacificului la aproximativ 2.500 de metri adâncime. (Prima observație a „ fumători negri "pe creasta Insulelor Galápagos în 1977 de ALVIN la o adâncime de 2.630 metri).
La această adâncime, toată radiația solară utilizabilă este absorbită (întuneric total). O paradigmă a biologiei înainte de acest timp era să credem că soarele este absolut necesar pentru orice lanț alimentar, ca sursă de energie pentru producătorii primari. Desigur, am știut chemolithotrophs de minerale din XIX - lea secol, dar biomasa de pornire ar putea fi furnizate în mod satisfăcător de plante. Următoarele metabole autotrofe urmau să fie descoperite.