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Il carbonio è così importante per la vita che gli abitanti della Terra sono talvolta chiamati forme di vita basate sul carbonio. Gli autotrofi sono organismi in grado di estrarre il carbonio dall'atmosfera e trasformarlo in componenti ricche di energia, mentre gli eterotrofi sono organismi che non producono il proprio cibo, necessitando di ottenerlo consumando altri materiali - molto spesso gli stessi prodotti dagli autotrofi.
Autotrofi
Gli organismi autotrofi sono chiamati "produttori" perché creano il proprio cibo; la parola "autotrofi" in greco significa "autoalimentazione". Un piccolo numero di batteri, incluso l'antico gruppo Archae, è in grado di generare cibo dallo zolfo o da altre reazioni chimiche, ma la maggior parte degli autotrofi dipende dalla luce solare. Di conseguenza, sono conosciuti come "fototrofi", un gruppo che include altri batteri e piante autotrofi.
Fotosintesi
Uno dei metodi più comuni negli autotrofi è chiamato "fotosintesi". In questo processo, molecole specializzate catturano il carbonio dall'aria e lo legano all'acqua, utilizzando l'energia prodotta dalla luce solare. Seguendo la terminologia scientifica standard, le molecole che utilizzano l'acqua sono "idrati" e il composto carbonico risultante è "carboidrati". Poiché il processo fotosintetico rimuove i carboni dall'aria e li converte in una forma solida, si chiama "fissazione del carbonio". La capacità di fissare il carbonio è la principale differenza tra autotrofi ed eterotrofi.
Eterotrofi
La maggior parte delle forme di vita, compresa la maggior parte dei batteri, non sono in grado di fissare il carbonio e devono ottenere la loro energia consumando composti organici prodotti da autotrofi o in base alla riduzione di zolfo o idrogeno. Gli animali, comprese le persone, sono nel primo gruppo, insieme a funghi e organismi unicellulari senza nucleo cellulare. Molti eterotrofi sono in grado di consumare i carboidrati prodotti dagli autotrofi, quindi fanno parte di un ampio ciclo del carbonio, che coinvolge la maggior parte delle forme di vita.
Mixotrofi
Non tutti gli organismi cadono in una divisione tra autotrofi ed eterotrofi. Se un organismo ha bisogno di produrre il suo composto carbonico invece di quello prodotto da altri, viene chiamato autotrofio "forzato". Alcuni batteri e altri microrganismi, tuttavia, possono ottenere carbonio per attività autotrofica o dipendere da altri materiali organici per questo. Questi organismi hanno altri nomi scientifici complessi, basati sulla natura esatta della loro produzione di energia, ma rientrano nella categoria generale dei "mixotrofi", che combinano attività autotrofe ed eterotrofe.