ما هي المخلوقات التي تصنع غذائها بنفسها

تعريف المخلوقات ذاتية التغذية

التغذية الذاتية هي كائنات يمكن أن تنتج طعامها باستخدام مواد من مصادر غير عضوية، تأتي كلمة “autotroph” من كلمة “auto” لكلمة “self” و “troph” لكلمة food Autotrophs هي كائنات حية تتغذى من تلقاء نفسها دون مساعدة الكائنات الحية الأخرى، التغذية الذاتية مهمة جدًا لأن أشكال الحياة الأخرى لا يمكن أن توجد بدونها ، على سبيل المثال ، بدون النباتات التي تنتج ثاني أكسيد الكربون و السكر من ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي ، لن يكون هناك آكلات أعشاب ولا آكلات اللحوم تأكل العواشب.

لذلك يطلق على الكائنات الحية التي تنتج طعامها بنفسها في ممالك المخلوقات الحية اسم “المنتجين”، فهي تشكل أساس هرم الطاقة في النظام البيئي وتوفر الوقود اللازم لجميع الكائنات الحية الأخرى اللازمة للحصول على الطعام.

في السابق ، كان يجب أن تكون الكائنات الحية الأولى على الأرض ذاتية التغذية من أجل الوجود في بيئة غير حية ولتكوين الطاقة والمواد البيولوجية، عندما أصبحت ذاتية التغذية أكثر شيوعًا ، كان من المرجح أن تتطور الكائنات غيرية التغذية ، ووجدت بعض أشكال الحياة أنه من الأسهل تناولها ذاتية التغذية بدلاً من جعل نفسها طاقة ومواد عضوية.

ما هي المخلوقات ذاتية التغذية

تدعى هذه الكائنات autotrophs، وهي تختلف عن المخلوقات التي لا تستطيع صنع غذائها بنفسها. إنها مثال مهم للعنصر الحيوي في النظام البيئي، ويمكن سماعهم يسمونه “المنتج”. تستخدم autotrophs مواد كيميائية مثل ثاني أكسيد الكربون والشمس والماء لإنتاج الغذاء. يمكن العثور على هذه المخلوقات الصغيرة الممتعة في أعماق المحيط أو في الفناء الخلفي الخاص بك.

تصنف العلماء autotrophs تبعًا لطريقة الحصول على طاقتهم، وتشمل ذلك التغذية الضوئية التي تستخدمها النباتات الخضراء والتي يمكن استخدامها لسقي الحدائق وربط الشعر أثناء السباحة، وكذلك التغذية الكيميائية التي يستخدمون فيها المواد الكيميائية لتحويل المواد مثل الكبريت وكبريتيد الهيدروجين إلى طعام.

ما هي الفوتوتروفس

كائنات التمثيل الضوئي هي كائنات حية تستخدم طاقة الشمس لتصنيع مواد عضوية. بالمقابل، المحللات تقوم بتصنيع طعامها بنفسها. تشمل الكائنات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي جميع النباتات والطحالب الخضراء والبكتيريا التي تقوم بالتمثيل الضوئي. جميع الكائنات الميكانيكية تقوم بعملية التمثيل الضوئي أيضا، وهي كلمة تشكلت من جذري الكلمتين “ضوء” و “فعل”. يقوم الكائنات الضوئية بامتصاص الفوتونات من الشمس واستخدامها للقيام بعمليات كيميائية حيوية مهمة مثل إنتاج ATP. أما بالنسبة للكائنات غير الضوئية مثلنا، فإنها تعتمد بشكل أكبر على التغذية العضوية والوقود بدلا من التغذية الضوئية

• تأخذ العديد من كائنات التمثيل الضوئي الكربون من الغلاف الجوي وتستخدمه لصنع السكر و الجزيئات الأخرى التي تخزن الطاقة الشمسية في روابطها الجزيئية، للقيام بذلك ، يأخذون جزيئات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن العمليات الجيولوجية غير الحية ويطلقون جزيئات O2 ، المعروفة أيضًا باسم الأكسجين الذي نحتاجه للتنفس!
• قبل انتشار تأثيرات الضوء في بحار العالم، كان يُعتقد أن الأكسجين الحر غائب في الغلاف الجوي للأرض.
• بعد ذلك، تم إنتاج الكثير من الأكسجين الحر في المحيطات، مما تسبب في تفاعل الحديد المذاب في مياه المحيطات مع الأكسجين، وذلك أدى إلى تكوين الصدأ
• خلال هذه العملية تم إنشاء صخور تسمى تشكيلات الحديد النطاقية، والتي لا يزال بإمكاننا النظر إليها اليوم لرؤية تاريخ الأرض.
• إطلاق كميات كبيرة من الأكسجين الحر في الغلاف الجوي الأرضي من خلال التغذية الكهروضوئية قد فتح الباب أمام ظهور حيوانات كبيرة مثلنا، التي تحتاج إلى عملية تنفس هوائي عالية الكفاءة للبقاء على قيد الحياة.
• يعتقد أن بعض الأكسجين الذي يتم إنتاجه من خلايا كهروضوئية يساعد في تشكيل طبقة الأوزون التي تتيح نقل الحياة على الأرض دون خوف من تلف الحمض النووي الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. وفيما يلي بعض الأمثلة:

الطحالب

هل تعلم أن السلايم الأخضر الذي تحاول تجنبه أثناء السباحة يمكن العثور عليه في المحيطات والبحيرات في جميع أنحاء العالم، ويمكن حتى العثور عليه في حوض السمك الخاص بك؟.

العوالق النباتية

مثال آخر على ذاتية التغذية البحرية ، العوالق النباتية هي العوالق التي تستخدم الضوء لصنع طعامها، لا تستطيع السباحة ، يمكن العثور عليها أثناء الانجراف في المسطحات المائية الكبيرة، مثل النباتات في التربة الجافة ، تعتبر العوالق النباتية غذاء أساسي لمجموعة من الحيوانات المائية.

البكتيريا الزرقاء

ليست كل عناصر الضوء نباتات. بعضها بكتيريا، هذه الأمثلة الفريدة من الكائنات البحرية ذاتية التغذية ، والمعروفة باسم طحالب البركة أو الطحالب الخضراء المزرقة ، تعيش في الماء لصنع الغذاء من ضوء الشمس، هذه المخلوقات الصغيرة ليست فريدة من نوعها فحسب ، بل تمتلك أيضًا سجلات أحفورية تعود إلى 3.5 مليار سنة.

ما هي الكيماوتوتروفس

الأطعمة الكيميائية هي كائنات حية تحصل على الطاقة من العمليات الكيميائية غير العضوية، اليوم ، توجد العناصر الغذائية الكيميائية الأكثر شيوعًا في بيئات المياه العميقة بدون ضوء الشمس، يتعين على الكثير أن يعيش حول الفتحات البركانية في أعماق البحار التي تولد حرارة كافية للسماح لعملية التمثيل الغذائي أن تحدث بمعدل مرتفع.

• يستخدم الكيميائيون الذاتيون المؤكسدون المواد الكيميائية المتطايرة مثل الهيدروجين الجزيئي وكبريتيد الهيدروجين والكبريت الأولي والحديد الحديدي والأمونيا كمصدر للطاقة.
• وهذا يجعلها مناسبة جدًا للعيش في المناطق التي يمكن أن تكون سامة للعديد من الكائنات الحية الأخرى، وكذلك المناطق التي تفتقر إلى أشعة الشمس.
• يتكون الغذاء الكيميائي عادة من بكتيريا أو بكتيريا التي تنتمي إلى عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها التي غالبًا ما تكون غير فعالة بما يكفي لدعم أكثر من خلية واحدة.
• يتوقع العلماء أن الحياة يمكن أن تتواجد في بيئات مظلمة ومتقلبة كيميائيًا، مثل بحار قمر المشتري تيتان، باستخدام عمليات تمثيل غذائي مشابهة لتلك التي تحدث في المواد الكيميائية على الأرض.
• لم يتم العثور على دليل على وجود حياة مثل هذه حتى الآن، ولكن يعتقد بعض العلماء أن طيف الخيارات الغذائية التي يوفرها التركيب الكيميائي يوسع بشكل كبير نطاق الأماكن التي يمكن أن نتوقع العثر فيها حياة في الكون.
• في الواقع، لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كانت الكائنات الحية الضوئية أو المغذيات الكيميائية هي أول أشكال الحياة على الأرض.
• يُفَضِّلُ الكثيرون فكرةَ أنَّ الخلايا الأولى كانت ضوئيَّةً لأنَّ ضوءَ الشَّمْسِ يَسْطَعُ عبرَ سطحِ الأرضِ بأكملهِ.
• يعتقد بعض العلماء أن المناطق البركانية في أعماق البحار أو على سطح الأرض يمكن أن توفر طاقة ومواد كيميائية تساعد على تكوين الخلايا الأولى.
• يعتقد هؤلاء العلماء بأن هذه الخلايا قد تطورت لاحقًا لتصبح مصدرًا للطاقة من خلال عملية التمثيل الضوئي، والتي يمكن أن تحدث في مكان آخر على سطح الأرض وتنتشر بعيدًا عن نقاط المنشأ البركانية.
• المواد الكيميائية أو التمثيل الضوئي، مثل الخلايا المفردة والكيمياء الحيوية الخاصة بها، لا تتعظم بشكل جيد. وإليك بعض الأمثلة:

بكتيريا الحديد

ربما لا تدرك ذلك، ولكن من الممكن أن يكون لديك بكتيريا الحديد في منزلك. هذه البكتيريا هي التي تسبب لون الصدأ في وعاء المرحاض أو على طلاء أنابيب مياه الآبار. إذا كان هناك كمية كبيرة من الحديد، فسوف تكون هناك أيضا، وذلك لأن بكتيريا الحديد تستهلك الحديد كمصدر للغذاء. لذلك، في المستقبل إذا كانت لديك مشكلة في الأنابيب المصنوعة من الحديد، ربما يمكنك أن تشكر بكتيريا الحديد.

بكتيريا الكبريت

تحوّل بكتيريا الكبريت الكبريت إلى طعام، ويمكن العثور على هذه البكتيريا ليس فقط في قاع المحيط، ولكن أيضًا في مياه الآبار، وربما تكون بكتيريا الكبريت هي السبب وراء الرائحة الكريهة في مياه الآبار