Heterótrofo

Un heterótrofo (del griego antiguo ἕτερος (héteros)  'otro', y τροφή (trophḗ)  'nutrición') es un organismo que no puede producir su propio alimento, en lugar de nutrirse de otras fuentes de carbono orgánico, principalmente materia vegetal o animal. En la cadena alimentaria, los heterótrofos son consumidores primarios, secundarios y terciarios, pero no productores.Los organismos vivos que son heterótrofos incluyen todos los animales y hongos, algunas bacterias y protistas, y muchas plantas parásitas. El término heterótrofo surgió en microbiología en 1946 como parte de una clasificación de microorganismos basada en su tipo de nutrición. El término ahora se usa en muchos campos, como la ecología, para describir la cadena alimentaria.

Los heterótrofos pueden subdividirse según su fuente de energía. Si el heterótrofo usa energía química, es un quimioheterótrofo (p. ej., humanos y hongos). Si usa luz como energía, entonces es un fotoheterótrofo (por ejemplo, bacteria verde sin azufre).

Los heterótrofos representan uno de los dos mecanismos de nutrición (niveles tróficos), siendo el otro los autótrofos ( auto = yo, troph = nutrición). Los autótrofos utilizan la energía de la luz solar (fotoautótrofos) o la oxidación de compuestos inorgánicos (litoautótrofos) para convertir el dióxido de carbono inorgánico en compuestos de carbono orgánico y energía para mantener su vida. Comparando los dos en términos básicos, los heterótrofos (como los animales) comen autótrofos (como las plantas) u otros heterótrofos, o ambos.

Los detritívoros son heterótrofos que obtienen nutrientes al consumir detritos (partes de plantas y animales en descomposición, así como heces). Los saprótrofos (también llamados lisotrofos) son quimioheterótrofos que utilizan la digestión extracelular para procesar la materia orgánica descompuesta. La mayoría de las veces, el proceso se facilita a través del transporte activo de dichos materiales a través de la endocitosis dentro del micelio interno y sus hifas constituyentes.

Tipos

Los heterótrofos pueden ser organótrofos o litótrofos. Los organotrofos explotan compuestos de carbono reducido como fuentes de electrones, como carbohidratos, grasas y proteínas de plantas y animales. Por otro lado, los litoheterótrofos utilizan compuestos inorgánicos, como el amonio, el nitrito o el azufre, para obtener electrones. Otra forma de clasificar a los diferentes heterótrofos es asignándolos como quimiotrofos o fotótrofos. Los fotótrofos utilizan la luz para obtener energía y realizar procesos metabólicos, mientras que los quimiotrofos utilizan la energía obtenida por la oxidación de sustancias químicas de su entorno.

Los fotoorganoheterótrofos, como las Rhodospirillaceae y las bacterias púrpuras sin azufre, sintetizan compuestos orgánicos utilizando la luz solar junto con la oxidación de sustancias orgánicas. Utilizan compuestos orgánicos para construir estructuras. No fijan dióxido de carbono y aparentemente no tienen el ciclo de Calvin. Los quimiolitoheterótrofos como Oceanithermus profundus obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos, incluidos el sulfuro de hidrógeno, el azufre elemental, el tiosulfato y el hidrógeno molecular. Los mixótrofos (o quimiolitotrofos facultativos) pueden usar dióxido de carbono o carbono orgánico como fuente de carbono, lo que significa que los mixótrofos tienen la capacidad de usar métodos heterótrofos y autótrofos. Aunque los mixótrofos tienen la capacidad de crecer tanto en condiciones heterótrofas como autótrofas,C. vulgaris tiene una mayor productividad de biomasa y lípidos cuando crece en condiciones heterótrofas en comparación con las autótrofas.

Los heterótrofos, al consumir compuestos reducidos de carbono, pueden utilizar toda la energía que obtienen de los alimentos (ya menudo oxígeno) para crecer y reproducirse, a diferencia de los autótrofos, que deben utilizar parte de su energía para la fijación de carbono. Tanto los heterótrofos como los autótrofos suelen depender de las actividades metabólicas de otros organismos para obtener nutrientes distintos del carbono, incluidos el nitrógeno, el fósforo y el azufre, y pueden morir por falta de alimentos que suministren estos nutrientes. Esto se aplica no solo a los animales y los hongos, sino también a las bacterias.

Diagrama de flujo

• Autótrofo
  • Quimioautótrofo
  • Fotoautótrofo
• Heterótrofo
  • quimioheterótrofo
  • Fotoheterótrofo

Ecología

Muchos heterótrofos son quimioorganoheterótrofos que utilizan carbono orgánico (p. ej., glucosa) como fuente de carbono y sustancias químicas orgánicas (p. ej., carbohidratos, lípidos, proteínas) como fuente de electrones. Los heterótrofos funcionan como consumidores en la cadena alimentaria: obtienen estos nutrientes de nutrientes saprotróficos, parásitos u holozoicos. Descomponen compuestos orgánicos complejos (p. ej., carbohidratos, grasas y proteínas) producidos por autótrofos en compuestos más simples (p. ej., carbohidratos en glucosa, grasas en ácidos grasos y glicerol y proteínas en aminoácidos). Liberan la energía del O ₂ al oxidar átomos de carbono e hidrógeno de carbohidratos, lípidos y proteínas a dióxido de carbono y agua, respectivamente.

Pueden catabolizar compuestos orgánicos por respiración, fermentación o ambas. Los heterótrofos en fermentación son anaerobios facultativos u obligados que llevan a cabo la fermentación en ambientes con poco oxígeno, en los que la producción de ATP se combina comúnmente con la fosforilación a nivel de sustrato y la producción de productos finales (p. ej., alcohol, CO ₂ , sulfuro). Estos productos pueden luego servir como sustratos para otras bacterias en el digerido anaeróbico y convertirse en CO ₂ y CH ₄ , que es un paso importante para el ciclo del carbono para eliminar los productos orgánicos de fermentación de los ambientes anaeróbicos. Los heterótrofos pueden experimentar respiración, en la que la producción de ATP se combina con la fosforilación oxidativa.Esto conduce a la liberación de desechos de carbono oxidado como CO ₂ y desechos reducidos como H ₂ O, H ₂ S o N ₂ O a la atmósfera. La respiración y la fermentación de los microbios heterótrofos representan una gran parte de la liberación de CO ₂ a la atmósfera, lo que lo hace disponible para los autótrofos como fuente de nutrientes y para las plantas como sustrato de síntesis de celulosa.

La respiración en los heterótrofos suele ir acompañada de mineralización, el proceso de convertir compuestos orgánicos en formas inorgánicas. Cuando la fuente de nutrientes orgánicos absorbida por el heterótrofo contiene elementos esenciales como N, S, P además de C, H y O, a menudo se eliminan primero para proceder con la oxidación de los nutrientes orgánicos y la producción de ATP a través de la respiración. El S y el N en la fuente de carbono orgánico se transforman en H ₂ S y NH ₄ mediante desulfurilación y desaminación, respectivamente. Los heterótrofos también permiten la desfosforilación como parte de la descomposición. La conversión de N y S de forma orgánica a forma inorgánica es una parte crítica del ciclo del nitrógeno y el azufre. H ₂El S formado a partir de la desulfurilación se oxida aún más por los litótrofos y fotótrofos, mientras que el NH ₄ formado por la desaminación se oxida aún más por los litótrofos a las formas disponibles para las plantas. La capacidad de los heterótrofos para mineralizar elementos esenciales es fundamental para la supervivencia de las plantas.

La mayoría de los opistocontos y procariontes son heterótrofos; en particular, todos los animales y hongos son heterótrofos. Algunos animales, como los corales, forman relaciones simbióticas con los autótrofos y obtienen así carbono orgánico. Además, algunas plantas parásitas también se han vuelto total o parcialmente heterótrofas, mientras que las plantas carnívoras consumen animales para aumentar su suministro de nitrógeno sin dejar de ser autótrofas.

Los animales se clasifican como heterótrofos por ingestión, los hongos se clasifican como heterótrofos por absorción.