46.2A: Estrategias para la Adquisición de Energía

Objetivos de aprendizaje

• Distinguir entre fotoautótrofos y quimioautótrofos y las formas en que adquieren energía

Cómo los organismos adquieren energía en una red alimentaria

Todos los seres vivos requieren energía de una forma u otra ya que la energía es requerida por la mayoría de las vías metabólicas complejas (a menudo en forma de ATP); la vida misma es un proceso impulsado por la energía. Los organismos vivos no serían capaces de ensamblar macromoléculas (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos) a partir de sus subunidades monoméricas sin un aporte constante de energía.

Es importante entender cómo los organismos adquieren energía y cómo esa energía pasa de un organismo a otro a través de las redes alimentarias y sus cadenas alimentarias constituyentes. Las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas, incluyendo la eficiencia con la que los organismos la adquieren, la usan y cuánto queda para su uso por otros organismos de la red alimentaria. La energía es adquirida por los seres vivos de tres maneras: la fotosíntesis, la quimiosíntesis y el consumo y digestión de otros organismos vivos o previamente vivos por heterótrofos.

Los organismos fotosintéticos y quimiosintéticos se agrupan en una categoría conocida como autótrofos: organismos capaces de sintetizar su propio alimento (más específicamente, capaces de utilizar carbono inorgánico como fuente de carbono). Los autótrofos fotosintéticos (fotoautótrofos) utilizan la luz solar como fuente de energía, mientras que los autótrofos quimiosintéticos (quimioautótrofos) utilizan moléculas inorgánicas como fuente de energía. Los autótrofos actúan como productores y son críticos para todos los ecosistemas. Sin estos organismos, la energía no estaría disponible para otros organismos vivos y la vida misma no sería posible.

Los fotoautótrofos, como las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas, sirven como fuente de energía para la mayoría de los ecosistemas del mundo. Estos ecosistemas suelen ser descritos por las redes alimenticias de pastoreo. Los fotoautótrofos aprovechan la energía solar del sol convirtiéndola en energía química en forma de ATP (y NADP). La energía almacenada en ATP se utiliza para sintetizar moléculas orgánicas complejas, como la glucosa.

Los quimioautótrofos son principalmente bacterias que se encuentran en ecosistemas raros donde la luz solar no está disponible, como en aquellos asociados con cuevas oscuras o respiraderos hidrotermales en el fondo del océano. Muchos quimioautótrofos en respiraderos hidrotermales utilizan sulfuro de hidrógeno (H ₂ S), que se libera de los respiraderos, como fuente de energía química. Esto permite a los quimioautótrofos sintetizar moléculas orgánicas complejas, como la glucosa, para su propia energía y a su vez suministra energía al resto del ecosistema.

Figura\(\PageIndex{1}\): Quimioautótrofos: Camarones nadadores, algunas langostas en cuclillas y cientos de mejillones de ventilación se ven en un respiradero hidrotermal en el fondo del océano. Como ninguna luz solar penetra a esta profundidad, el ecosistema está respaldado por bacterias quimioautótrofas y material orgánico que se hunde desde la superficie del océano.

Los heterótrofos funcionan como consumidores en la cadena alimentaria; obtienen energía en forma de carbono orgánico al comer autótrofos u otros heterótrofos. Descomponen compuestos orgánicos complejos producidos por autótrofos en compuestos más simples, liberando energía al oxidar átomos de carbono e hidrógeno en dióxido de carbono y agua, respectivamente. A diferencia de los autótrofos, los heterótrofos son incapaces de sintetizar su propio alimento. Si no pueden comer otros organismos, morirán.

Puntos Clave

• Las redes alimentarias ilustran cómo fluye la energía a través de los ecosistemas, incluida la eficiencia con la que los organismos la adquieren y usan
• Los autótrofos, productores en redes alimentarias, pueden ser fotosintéticos o quimiosintéticos.
• Los fotoautótrofos utilizan la energía de la luz para sintetizar su propio alimento, mientras que los quimioautótrofos utilizan moléculas inorgánicas.
• Los quimioautótrofos suelen ser bacterias que viven en ecosistemas donde la luz solar no está disponible.
• Los heterótrofos no pueden sintetizar su propia energía, sino que deben obtenerla a partir de autótrofos u otros heterótrofos; actúan como consumidores en las redes alimentarias.

Términos Clave

• fotoautótrofo: un organismo que puede sintetizar su propio alimento usando la luz como fuente de energía
• quimioautótrofo: un organismo simple, como un protozoo, que deriva su energía de procesos químicos más que de la fotosíntesis
• heterótrofo: un organismo que requiere un suministro externo de energía en forma de alimento, ya que no puede sintetizar el suyo propio