تفاوت اصلی اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها
اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها (Autotrophs and heterotrophs) دو گروه تغذیه ای هستند که در محیط یافت می‌شوند. اتوتروف‌ها غذای خود را با فتوسنتز یا کموسنتز (Chemosynthesis) تولید می‌کنند. اتوتروف‌ها در سطح اولیه زنجیره‌های غذایی قرار دارند. از این رو، هر دو سنتز به عنوان سنتز اولیه شناخته می‌شوند. از سوی دیگر، هتروتروف‌ها، اتوتروف‌ها یا هتروتروف‌ها را به عنوان غذای خود مصرف می‌کنند. بنابراین، هتروتروف‌ها در سطوح ثانویه یا سوم زنجیره‌های غذایی قرار دارند. تفاوت اصلی بین اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها در این است که اتوتروف‌ها قادر به تشکیل مواد آلی غذایی از مواد معدنی ساده مانند دی اکسید کربن هستند در حالی که هتروتروف‌ها قادر به تولید ترکیبات آلی از منابع معدنی نیستند.
اتوتروف‌ها چیست؟
ارگانیسم‌هایی که ترکیبات آلی پیچیده ای مانند کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و چربی‌ها را از ترکیبات ساده موجود در محیط تولید می‌کنند، به عنوان اتوتروف شناخته می‌شوند. از این مکانیسم به عنوان تولید اولیه یاد می‌شود. آنها فتوسنتز یا کموسنتز را پردازش می‌کنند. آب به عنوان عامل کاهنده توسط هر دو فرآیند استفاده می‌شود. اما برخی از اتوتروف‌ها از سولفید هیدروژن به عنوان عامل کاهنده خود استفاده می‌کنند. اتوتروف‌ها به عنوان تولید کنندگان زنجیره غذایی در نظر گرفته می‌شوند. آنها به کربن آلی به عنوان منبع زنده انرژی نیاز ندارند.
طبقه‌بندی اتوتروف‌ها
اتوتروف‌ها یا فتوتروف هستند یا کموتروف. فتوسنتز فرآیندی است که از دی اکسید کربن و آب برای تولید قند با کمک نور خورشید استفاده می‌کند. فتوتروف‌ها انرژی الکترومغناطیسی نور خورشید را با کاهش کربن به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند. در طول فتوسنتز، اتوتروف‌ها دی اکسید کربن اتمسفر را کاهش می‌دهند و ترکیبات آلی را به شکل قندهای ساده تولید می‌کنند و انرژی نور را ذخیره می‌کنند. فتوسنتز همچنین آب را به اکسیژن تبدیل می‌کند و در جو آزاد می‌شود. قند ساده گلوکز برای تشکیل قندهای ذخیره مانند نشاسته و سلولز پلیمریزه می‌شودکه کربوهیدرات‌های با زنجیره بلند هستند. پروتئین‌ها و چربی‌ها نیز با پلیمریزاسیون گلوکز تولید می‌شوند. نمونه‌هایی برای فوتوتروف‌ها عبارتند از گیاهان، جلبک‌هایی مانند کلپ، پروتیست‌ها مانند اوگلنا، فیتوپلانکتون‌ها و باکتری‌هایی مانند سیانوباکتری‌ها.
شکل ۱: سرخس فوتوتروف
برعکس، شیمی‌تروف‌ها از اهداکنندگان الکترون از منابع آلی یا معدنی به عنوان منبع انرژی خود استفاده می‌کنند. لیتوتروف‌ها از الکترون‌های منابع شیمیایی معدنی مانند سولفید هیدروژن، یون‌های آمونیوم، یون‌های آهن و گوگرد عنصری استفاده می‌کنند. هم فتوتروف‌ها و هم لیتوتروف‌ها از ATP تولید شده در طول فتوسنتز یا ترکیبات معدنی اکسید شده برای تولید NADPH با کاهش NADP+ و تشکیل ترکیبات آلی استفاده می‌کنند. اکثر باکتری‌ها مانند Acidithiobacillusferrooxidans که یک باکتری آهن هستند، Nitrosomonas که باکتری‌های نیتروز ساز هستند، Nitrobactor که یک باکتری نیتریف‌کننده است و جلبک‌ها نمونه‌هایی برای کمولیتوتروف‌ها هستند.
شیمی‌تروف‌ها بیشتر در کف اقیانوس‌ها یافت می‌شوند که نور خورشید قادر به رسیدن به آنها نیست. یک سیگار سیاه، که یک دریچه هیدروترمال است که در بستر دریا یافت می‌شود و حاوی سطوح بالاتر گوگرد است، منبع خوبی برای باکتری‌های گوگرد است.
شکل ۲: یک سیگاری سیاه پوست
هتروتروف‌ها چیست؟
هتروتروف‌ها موجوداتی هستند که قادر به تثبیت کربن غیر آلی نیستند و در نتیجه از کربن آلی به عنوان منبع کربن استفاده می‌کنند. هتروتروف‌ها از ترکیبات آلی تولید شده توسط اتوتروف‌ها مانند کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و چربی‌ها برای رشد خود استفاده می‌کنند. بیشتر موجودات زنده هتروتروف هستند. نمونه‌هایی برای هتروتروف‌ها حیوانات، قارچ‌ها، پروتیست‌ها و برخی باکتری‌ها هستند. یک نمای کلی از چرخه بین اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها در شکل ۳ نشان داده شده است.
شکل ۳: چرخه بین اتوتروف و هتروتروف
طبقه‌بندی هتروتروف‌ها
دو نوع هتروتروف را می‌توان بر اساس منبع انرژی آنها شناسایی کرد. فوتوهتروتروف‌ها از نور خورشید برای انرژی و شیمیوهتروتروفها از انرژی شیمیایی استفاده می‌کنند. فوتوهتروتروف‌ها مانند باکتری‌های غیر گوگردی بنفش، باکتری‌های غیر گوگردی سبز و Rhodospirillaceae از نور خورشید به دو طریق ATP تولید می‌کنند: واکنش‌های مبتنی بر باکتری‌کلروفیل و واکنش‌های مبتنی بر کلروفیل. شیمیوهتروتروفها می‌توانند یا کمولیتوهتروتروف‌ها باشند که از کربن معدنی به‌عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند، یا شیمی‌وارگان‌هتروتروف‌ها که از کربن آلی به‌عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال برای کمولیتوهتروتروف‌ها باکتری‌هایی مانند Oceanithermus profundus هستند. مثال‌هایی برای کم‌ارگان‌هتروتروف‌ها یوکاریوت‌هایی مانند حیوانات، قارچ‌ها و پروتیست‌ها هستند. نمودار جریان برای تعیین یک گونه به عنوان اتوتروف یا هتروتروف در شکل ۴ نشان داده شده است.
شکل ۴: نمودار جریان که اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها را متمایز می‌کند
تفاوت بین اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها
تعریف
اتوتروف‌ها: ارگانیسم‌هایی که قادر به تشکیل مواد آلی تغذیه ای از مواد معدنی ساده مانند دی اکسید کربن هستند، اتوتروف نامیده می‌شوند.
هتروتروف‌ها: ارگانیسم‌هایی که قادر به تولید ترکیبات آلی از منابع معدنی نیستند و بنابراین متکی به مصرف سایر موجودات در زنجیره غذایی هستند، هتروتروف نامیده می‌شوند.
تولید غذای شخصی
اتوتروف‌ها: اتوتروف‌ها غذای خود را تولید می‌کنند.
هتروتروف‌ها: هتروتروف‌ها غذای خود را تولید نمی‌کنند.
سطح زنجیره غذایی
اتوتروف‌ها: اتوتروف‌ها در یک زنجیره غذایی در سطح اولیه قرار دارند.
هتروتروف‌ها: هتروتروف‌ها در یک زنجیره غذایی در سطوح ثانویه و سوم قرار دارند.
نحوه غذا خوردن
اتوتروف‌ها: اتوتروف‌ها غذای خود را برای انرژی تولید می‌کنند.
هتروتروف‌ها: هتروتروف‌ها سایر موجودات را می‌خورند تا انرژی آنها را به دست آورند.
انواع
اتوتروف‌ها: اتوتروف‌ها یا فوتواتوتروف‌ها هستند یا کمواتوتروف‌ها/لیتواتوتروف‌ها.
هتروتروف‌ها: هتروتروف‌ها یا فوتو هتروتروف هستند یا شیمیوهتروتروف.
مثال‌ها
اتوتروف‌ها: گیاهان، جلبک‌ها و برخی باکتری‌ها مثال‌هایی هستند.
هتروتروف‌ها: علفخواران، همه چیزخواران و گوشتخواران نمونه‌هایی هستند.
نتیجه
اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها دو گروه تغذیه ای در بین موجودات هستند. ارگانیسم‌هایی که ترکیبات آلی پیچیده را از ترکیبات ساده موجود در محیط تولید می‌کنند به عنوان اتوتروف شناخته می‌شوند. اتوتروف‌ها تولید کنندگان زنجیره غذایی هستند. هتروتروف‌ها قادر به تثبیت کربن‌های غیر آلی نیستند و از کربن آلی به عنوان منبع کربن استفاده می‌کنند. آنها موجودات دیگر را به عنوان غذا مصرف می‌کنند. تفاوت اصلی بین اتوتروف‌ها و هتروتروف‌ها در منبع کربن آنها است.
منابع
۱.”Autotroph”. En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. 7 Mar. 2017.
۲.”Heterotroph”. En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. 7 Mar. 2017.
Image Courtesy:
۱.”Fern” by Antony Oliver (CC BY 2.0) via Flickr
۲.”Blacksmoker in Atlantic Ocean” By P. Rona – NOAA Photo Library (Public Domain) via Commons Wikimedia
۳.”Auto-and heterotrophs” Derivative by Mikael Häggström, using originals by Laghi l, BorgQueen, Benjah-bmm27, Rkitko, Bobisbob, Jacek FH, Laghi L and Jynto (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
۴.”AutoHeteroTrophs flowchart” By Cactus0 – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
