PEMAKANAN AUTOTROFIK: CIRI, PERINGKAT, JENIS, CONTOH - BIOLOGI - 2026

The pemakanan autotrophic adalah satu proses yang berlaku dalam organisma autotrophic, di mana, dari bahan-bahan bukan organik, sebatian perlu dihasilkan untuk penyelenggaraan dan pembangunan makhluk-makhluk hidup. Dalam kes ini, tenaga berasal dari cahaya matahari atau sebatian kimia.

Sebagai contoh, tumbuh-tumbuhan dan alga adalah organisma autotrofik, kerana mereka menghasilkan tenaga sendiri; mereka tidak perlu memakan makhluk hidup yang lain. Sebaliknya, haiwan herbivor, omnivor atau karnivor adalah heterotrof.

Pemakanan autotrofik. Sumber: pixabay.com

Dengan mempertimbangkan jenis sumber yang digunakan dalam prosedur pemakanan, terdapat organisma fotoautotrofik dan chemoautotrophic. Yang pertama memperoleh tenaga mereka dari sinar matahari dan diwakili oleh tumbuhan, alga dan beberapa bakteria fotosintetik.

Sebaliknya, chemoautotrophs menggunakan pelbagai sebatian anorganik yang dikurangkan, seperti hidrogen molekul, untuk melakukan prosedur yang membolehkan mereka mendapatkan nutrien mereka. Kumpulan ini terdiri daripada bakteria.

ciri-ciri

- Penukaran tenaga

Prinsip termodinamik pertama menyatakan bahawa tenaga tidak dihancurkan atau diciptakan. Ia mengalami transformasi dalam jenis tenaga lain, berbeza dari sumber asalnya. Dalam pengertian ini, dalam pemakanan autotrofik, tenaga kimia dan tenaga suria diubah menjadi pelbagai produk sampingan, seperti glukosa.

- Pemindahan tenaga

Pemakanan autotrofik adalah khas bagi makhluk autotrofik, yang menjadi asas bagi semua rantai makanan. Dalam pengertian ini, tenaga dipindahkan dari autotrof kepada pengguna utama yang memakannya dan kemudian ke karnivor yang memakan yang utama.

Oleh itu, tumbuhan, sebagai organisma autotrofik atau pengeluar, adalah makanan utama rusa (pengguna utama) dan singa gunung (pengguna sekunder), ia memburu dan memakan rusa. Apabila singa mati, mikroorganisma dan bakteria bertindak pada bahan yang terurai, dan tenaga kembali ke bumi.

Dalam saluran hidroterma, bakteria autotrofik adalah organisma penghasil jaring makanan. Kerang dan siput adalah pengguna utama, memakan bakteria. Sebaliknya, sotong memasukkan moluska ini dalam makanannya.

- Struktur dan bahan khas

Kloroplas

Kloroplas

Kloroplas adalah organel bujur yang terdapat di dalam sel tumbuhan dan alga. Mereka dikelilingi oleh membran dan proses fotosintesis berlaku di dalamnya.

Kedua-dua tisu membran yang mengelilinginya mempunyai struktur berterusan, yang membatasinya. Lapisan luar boleh telap, kerana adanya porin. Bagi membran dalaman, ia mengandungi protein, yang bertanggungjawab untuk pengangkutan bahan.

Di dalamnya mempunyai rongga, yang dikenali sebagai stroma. Terdapat ribosom, lipid, butiran pati, dan DNA helai dua bulat. Selain itu, mereka mempunyai sakula yang disebut thylakoids, yang membrannya mengandung pigmen fotosintetik, lipid, enzim dan protein.

Pigmen fotosintetik

Pigmen ini menyerap tenaga dari cahaya matahari, untuk diproses oleh sistem fotosintetik.

Klorofil

Klorofil

Klorofil adalah pigmen hijau yang terdiri dari cincin kromoprotein yang disebut porphyrin. Di sekelilingnya, elektron berpindah secara bebas, menyebabkan cincin berpotensi memperoleh atau kehilangan elektron.

Oleh kerana itu, ia berpotensi untuk menyediakan elektron yang diberi tenaga kepada molekul lain. Oleh itu, tenaga suria ditangkap dan dihantar ke struktur fotosintetik yang lain.

Terdapat beberapa jenis klorofil. Klorofil a terdapat dalam tumbuhan dan alga. Jenis b terdapat pada tumbuhan dan alga hijau. Sebaliknya, klorofil c terdapat dalam dinoflagellates dan jenis d, dimiliki oleh cyanobacteria.

Karotenoid

Seperti pigmen fotosintetik lain, karotenoid menangkap tenaga cahaya. Walau bagaimanapun, selain ini, mereka menyumbang untuk menghilangkan radiasi yang diserap berlebihan.

Karotenoid tidak mempunyai keupayaan untuk langsung menggunakan tenaga cahaya untuk fotosintesis. Ini memindahkan tenaga yang diserap ke klorofil, sebab itulah ia dianggap pigmen tambahan.

Persekitaran yang melampau

Tardigrades, Phylum yang terkenal dengan kemampuannya bertahan dalam persekitaran yang sangat kasar. Sumber: Willow Gabriel, Makmal Goldstein, melalui Wikimedia Commons

Banyak chemoautotroph, termasuk bakteria nitrifikasi, tersebar di tasik, laut, dan di darat. Walau bagaimanapun, beberapa yang lain cenderung tinggal di beberapa ekosistem yang tidak biasa, di mana terdapat bahan kimia yang diperlukan untuk melakukan pengoksidaan.

Contohnya, bakteria yang hidup di gunung berapi aktif mengoksidakan sulfur untuk dijadikan makanan mereka. Juga, di Taman Nasional Yellowstone, di Amerika Syarikat, terdapat bakteria yang terletak di kawasan air panas. Juga, ada yang tinggal jauh di lautan, berhampiran dengan lubang hidrotermal.

Di kawasan ini, air meresap melalui celah di bebatuan panas. Ini menyebabkan pelbagai mineral dimasukkan ke dalam air laut, termasuk hidrogen sulfida, yang digunakan oleh bakteria untuk kemosintesis.

Tahap pemakanan autotrofik

Secara amnya, pemakanan autotrofik berkembang dalam tiga fasa. Ini adalah:

Laluan membran dan penangkapan tenaga

Dalam proses ini, molekul anorganik berkurang, seperti amonia, dan molekul bukan organik sederhana, seperti garam, air dan karbon dioksida, melalui membran sel separa telap, tanpa menyebabkan sel mengeluarkan perbelanjaan tenaga.

Sebaliknya, dalam organisma photoautotrophic, tenaga cahaya ditangkap, yang merupakan sumber yang digunakan untuk menjalankan proses fotosintesis.

Metabolisme

Semasa pemakanan autotrofik, sekumpulan reaksi kimia berlaku di sitoplasma sel. Hasil daripada proses ini, tenaga biokimia diperoleh yang akan digunakan oleh sel untuk menjalankan fungsi vitalnya.

Perkumuhan

Fasa terakhir ini terdiri daripada penghapusan, melalui membran sel separa telap, dari semua produk buangan yang berasal dari metabolisme pemakanan.

Jenis-Jenis

Dengan mengambil kira jenis sumber tenaga yang digunakan, pemakanan autotrofik diklasifikasikan dalam dua cara, photoautotrophic dan chemoautotrophic.

Photoautotrophs

Photoautotrophs adalah organisma yang memperoleh tenaga untuk membuat sebatian organik dari cahaya matahari, suatu proses yang disebut fotosintesis. Ganggang hijau, tumbuh-tumbuhan dan beberapa bakteria fotosintetik tergolong dalam kumpulan ini.

Fotosintesis berlaku dalam kloroplas dan mempunyai dua fasa. Yang pertama adalah yang ringan. Dalam ini, terdapat pemisahan molekul air, yang mana tenaga cahaya digunakan. Produk fasa ini adalah molekul ATP dan NADPH.

Tenaga kimia ini digunakan pada tahap kedua proses, yang dikenali sebagai fasa gelap. Ini berlaku dalam stroma kloroplas dan menerima nama itu kerana tidak memerlukan tenaga cahaya untuk proses kimia berlaku.

NADPH dan ATP, produk fasa cahaya, digunakan untuk mensintesis bahan organik, seperti glukosa, menggunakan karbon dioksida, sulfat dan nitrit dan nitrat sebagai sumber nitrogen.

Chemoautotrophs

Nitrobacter adalah gen bakteria chemotrophic

Organisme chemoautotrophic, yang diwakili oleh bakteria, mampu menggunakan sebatian anorganik yang berkurang sebagai asas metabolisme pernafasan.

Dengan cara yang sama seperti photoautotrophs, kumpulan ini menggunakan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber utama karbon, yang diasimilasi dengan cara yang sama, oleh reaksi kitaran Calvin. Namun, tidak seperti ini, chemoautotrophs tidak menggunakan cahaya matahari sebagai sumber tenaga.

Tenaga yang mereka perlukan adalah produk pengoksidaan beberapa sebatian anorganik yang berkurang, seperti hidrogen molekul, besi besi, hidrogen sulfida, amonia, dan pelbagai bentuk sulfur yang berkurang (H2S, S, S2O3-).

Pada masa ini, chemoautotrophs sering dijumpai di perairan dalam, di mana cahaya matahari hampir tidak ada. Sebilangan besar organisma ini perlu tinggal di sekitar lubang gunung berapi. Dengan cara ini, persekitaran cukup panas untuk proses metabolik berlaku pada kadar yang tinggi.

Contoh hidupan dengan pemakanan autotrofik

Tumbuh-tumbuhan

Dengan beberapa pengecualian, seperti Venus flytrap (Dionaea muscipula) yang dapat memerangkap serangga dan mencernanya dengan tindakan enzimatik, semua tanaman secara autotrofik secara eksklusif.

Ganggang hijau

Ganggang hijau adalah kumpulan alga paraphyletic, yang berkait rapat dengan tanaman tanah. Kini terdapat lebih daripada 10,000 spesies yang berbeza. Mereka umumnya tinggal di berbagai habitat air tawar, walaupun mereka dapat ditemukan di beberapa laut di planet ini.

Kumpulan ini mempunyai pigmen seperti klorofil a dan b, xanthophylls, β-karoten dan beberapa bahan rizab, seperti kanji.

Contoh:

- Ulva lactuca, yang dikenali sebagai lamilla, adalah alga hijau yang tumbuh di zon intertidal sebahagian besar lautan. Ia mempunyai daun panjang tertentu, dengan tepi melengkung, yang memberikan penampilan selada.

Spesies ini termasuk dalam kumpulan alga yang boleh dimakan. Di samping itu, ia digunakan dalam industri kosmetik, dalam pengeluaran produk pelembap.

- Volvox aureus hidup di air tawar, membentuk koloni sfera kira-kira 0.5 milimeter. Kelompok ini terdiri dari sekitar 300 hingga 3200 sel, yang saling berhubungan oleh serat plasma. Kanji terkumpul dalam kloroplas dan mereka mempunyai pigmen fotosintetik seperti klorofil a, b, dan ß-karoten.

Cyanobacteria

Cyanobacteria sebelumnya dikenal dengan nama chloroxybacteria, alga biru-hijau dan alga biru-hijau. Ini kerana ia mempunyai pigmen klorofil, yang memberikan warna hijau. Juga, mereka mempunyai morfologi yang serupa dengan alga.

Ini adalah filum bakteria, terdiri dari satu-satunya prokariota dengan kemampuan untuk menggunakan sinar matahari sebagai tenaga dan air sebagai sumber elektron untuk fotosintesis.

Bakteria besi (

Bakteria Acidithiobacillus ferrooxidans mendapat tenaga dari besi besi. Dalam proses ini, atom besi tidak larut dalam air diubah menjadi bentuk molekul larut dalam air. Ini telah memungkinkan spesies ini digunakan untuk mengekstraksi besi dari beberapa mineral, di mana mereka tidak dapat dikeluarkan dengan cara konvensional.

Bakteria sulfur tidak berwarna

Bakteria ini mengubah hidrogen sulfida, produk penguraian bahan organik, menjadi sulfat. Sebatian ini digunakan oleh tanaman.

Rujukan

1. Boyce A., Jenking CM (1980) Pemakanan autotrofik. Dalam: Metabolisme, pergerakan dan kawalan. Dipulihkan dari link.springer.com.
2. Ensiklopedia Britannica (2019). Metabolisme autotrofik. Dipulihkan dari britannica.com
3. Kim Rutledge, Melissa McDaniel, Diane Boudreau, Tara Ramroop, Santani Teng, Erin Sprout, Hilary Costa, Hilary Hall, Jeff Hunt (2011). Autotrof. Dipulihkan dari nationalgeographic.org.
4. F. Sage (2008). Autotrof. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
5. Manrique, Esteban. (2003). Pigmen fotosintetik, sesuatu yang lebih daripada penangkapan cahaya untuk fotosintesis. Dipulihkan dari researchgate.net.
6. Martine Altido (2018). Jenis Bakteria Pemakanan. Dipulihkan dari sciencing.com.