Inhoud
Koolstof is zo belangrijk voor het leven dat de bewoners van de aarde soms levensvormen op basis van koolstof worden genoemd. Autotrofen zijn de organismen die in staat zijn om koolstof uit de atmosfeer te halen en het om te zetten in componenten die rijk zijn aan energie, terwijl heterotrofen organismen zijn die niet hun eigen voedsel produceren en het nodig hebben door andere materialen te consumeren - vaak hetzelfde geproduceerd door autotrofen.
Autotrofen
Autotrofe organismen worden "producenten" genoemd omdat ze hun eigen voedsel creëren; het woord "autotroof" in het Grieks betekent "zichzelf voeden". Een klein aantal bacteriën, waaronder de oude Archae-groep, kan voedsel genereren uit zwavel of andere chemische reacties, maar de meeste autotrofen zijn afhankelijk van zonlicht. Als gevolg hiervan staan ze bekend als "fototrofen", een groep die andere autotrofe bacteriën en planten omvat.
Fotosynthese
Een van de meest gebruikelijke methoden bij autotrofen is "fotosynthese". In dit proces vangen gespecialiseerde moleculen koolstof op uit de lucht en binden het aan water met behulp van de energie die wordt geproduceerd door zonlicht. Volgens de standaard wetenschappelijke terminologie zijn moleculen die water gebruiken "hydraten" en de resulterende koolzuurverbinding is "koolhydraten". Omdat het fotosyntheseproces koolstof uit de lucht verwijdert en omzet in een vaste vorm, wordt dit "koolstoffixatie" genoemd. Het vermogen om koolstof te fixeren is het belangrijkste verschil tussen autotrofen en heterotrofen.
Heterotrofen
De meeste levensvormen, waaronder de meeste bacteriën, zijn niet in staat koolstof te fixeren en moeten hun energie verkrijgen door organische verbindingen te consumeren die door autotrofen worden geproduceerd, of afhankelijk van de reductie van zwavel of waterstof. Dieren, inclusief mensen, zitten in de eerste groep, samen met schimmels en eencellige organismen zonder celkern. Veel heterotrofen kunnen de koolhydraten consumeren die door autotrofen worden geproduceerd, dus ze maken deel uit van een grote koolstofcyclus, die de meeste vormen van leven omvat.
Myxotrofen
Niet alle organismen vallen in een scheiding tussen autotrofen en heterotrofen. Als een organisme zijn koolzuurverbinding moet produceren in plaats van de verbinding die door anderen wordt geproduceerd, wordt het een "geforceerde" autotroof genoemd. Sommige bacteriën en andere micro-organismen kunnen echter koolstof verkrijgen door autotrofe activiteit of zijn hiervoor afhankelijk van andere organische materialen. Deze organismen hebben andere complexe wetenschappelijke namen, gebaseerd op de exacte aard van hun energieproductie, maar ze vallen in de algemene categorie van "myxotrofen", die autotrofe en heterotrofe activiteiten combineren.