ऑटोट्रॉफ़िक पोषण: विशेषताएं, चरण, प्रकार, उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

स्वपोषी पोषण एक प्रक्रिया है कि स्वपोषी जीवों, जहां, अकार्बनिक पदार्थ से, आवश्यक यौगिकों इन प्राणियों के रखरखाव और विकास के लिए उत्पादन किया जाता है में होता है। इस मामले में, ऊर्जा सूर्य के प्रकाश या कुछ रासायनिक यौगिकों से आती है।

उदाहरण के लिए, पौधे और शैवाल स्वपोषी जीव हैं, क्योंकि वे अपनी ऊर्जा का उत्पादन करते हैं; उन्हें अन्य जीवों को खिलाने की आवश्यकता नहीं है। इसके विपरीत, शाकाहारी, सर्वाहारी या मांसाहारी जानवर हेटरोट्रॉफ़ हैं।

ऑटोट्रॉफ़िक पोषण। स्रोत: pixabay.com

पोषण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले स्रोत के प्रकार को ध्यान में रखते हुए, फोटोओटोट्रॉफ़िक और केमोआटोट्रॉफ़िक जीव हैं। पूर्व सूरज की रोशनी से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं और पौधों, शैवाल और कुछ प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया द्वारा दर्शाए जाते हैं।

दूसरी ओर, कीमोआटोट्रॉफ़ विभिन्न आणविक हाइड्रोजन जैसे विभिन्न कम अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग करते हैं, प्रक्रियाओं को निष्पादित करने के लिए जो उन्हें अपने पोषक तत्वों को प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। यह समूह बैक्टीरिया से बना है।

विशेषताएँ

- ऊर्जा रूपांतरण

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला सिद्धांत बताता है कि ऊर्जा न तो नष्ट होती है और न ही बनाई जाती है। यह मूल स्रोत से भिन्न, अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तनों से गुजरता है। इस अर्थ में, ऑटोट्रॉफ़िक पोषण में, रासायनिक और सौर ऊर्जा को ग्लूकोज जैसे विभिन्न उप-उत्पादों में परिवर्तित किया जाता है।

- ऊर्जा अंतरण

ऑटोट्रॉफ़िक पोषण ऑटोट्रॉफ़िक प्राणियों की विशेषता है, जो सभी खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनाते हैं। इस अर्थ में, ऊर्जा को ऑटोट्रॉफ़्स से प्राथमिक उपभोक्ताओं में स्थानांतरित किया जाता है जो उन्हें उपभोग करते हैं और फिर मांसाहारी होते हैं जो प्राथमिक लोगों को खा जाते हैं।

इस प्रकार, एक संयंत्र, एक ऑटोट्रॉफ़िक या निर्माता जीव के रूप में, हिरण (प्राथमिक उपभोक्ता) और पहाड़ी शेर (माध्यमिक उपभोक्ता) का मुख्य भोजन है, यह हिरण का शिकार करता है और खपत करता है। जब शेर मर जाता है, सूक्ष्मजीव और बैक्टीरिया विघटित पदार्थ पर काम करते हैं, और ऊर्जा फिर से पृथ्वी पर लौट आती है।

हाइड्रोथर्मल वेंट्स में, ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया खाद्य वेब के उत्पादक जीव हैं। मसल्स और घोंघे प्राथमिक उपभोक्ता हैं, जो बैक्टीरिया पर भोजन करते हैं। बदले में, ऑक्टोपस ने इन मोलस्क को अपने आहार में शामिल किया।

- विशिष्ट संरचना और पदार्थ

क्लोरोप्लास्ट

क्लोरोप्लास्ट

क्लोरोप्लास्ट ओवल ऑर्गेनेल हैं जो पौधों और शैवाल की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। वे झिल्लियों से घिरे होते हैं और उनके अंदर प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया होती है।

दो झिल्लीदार ऊतक जो उन्हें घेरते हैं उनकी एक निरंतर संरचना होती है, जो उन्हें परिसीमित करती है। छिद्रों की उपस्थिति के कारण बाहरी परत पारगम्य है। आंतरिक झिल्ली के लिए, इसमें प्रोटीन होते हैं, जो पदार्थों के परिवहन के लिए जिम्मेदार होते हैं।

इसके अंदर एक गुहा है, जिसे स्ट्रोमा के रूप में जाना जाता है। राइबोसोम, लिपिड, स्टार्च ग्रैन्यूल और परिपत्र डबल-फंसे डीएनए हैं। इसके अलावा, उनके पास थायलाकोइड्स नामक थैली है, जिनके झिल्ली में प्रकाश संश्लेषक वर्णक, लिपिड, एंजाइम और प्रोटीन होते हैं।

प्रकाश संश्लेषक वर्णक

ये पिगमेंट सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, जिसे प्रकाश संश्लेषण प्रणाली द्वारा संसाधित किया जाता है।

क्लोरोफिल

क्लोरोफिल

क्लोरोफिल एक हरा वर्णक है जो पोर्फिरीन नामक क्रोमोप्रोटीन की एक अंगूठी से बनता है। इसके चारों ओर, इलेक्ट्रॉनों स्वतंत्र रूप से पलायन करते हैं, जिससे रिंग को इलेक्ट्रॉनों को हासिल करने या खोने की क्षमता होती है।

इस वजह से, यह उन इलेक्ट्रॉनों को प्रदान करने की क्षमता है जो अन्य अणुओं से सक्रिय हैं। इस प्रकार, सौर ऊर्जा को कैप्चर किया जाता है और अन्य प्रकाश संश्लेषक संरचनाओं को प्रेषित किया जाता है।

कई प्रकार के क्लोरोफिल होते हैं। क्लोरोफिल पौधों और शैवाल में है। टाइप बी पौधों और हरी शैवाल में पाया जाता है। दूसरी ओर, क्लोरोफिल सी, डाइनोफ्लैगलेट्स में मौजूद है और टाइप डी, साइनोबैक्टीरिया के पास है।

कैरोटीनॉयड

अन्य प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट की तरह, कैरोटीनॉयड प्रकाश ऊर्जा पर कब्जा करते हैं। हालांकि, इसके अतिरिक्त, वे अतिरिक्त अवशोषित विकिरण को नष्ट करने में योगदान करते हैं।

कैरोटीनॉयड में प्रकाश संश्लेषण के लिए सीधे प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करने की क्षमता का अभाव है। ये अवशोषित ऊर्जा को क्लोरोफिल में स्थानांतरित करते हैं, यही वजह है कि उन्हें गौण वर्णक माना जाता है।

अत्यधिक वातावरण

Tardigrades, एक Phylum बहुत ही कठिन वातावरण में जीवित रहने की क्षमता के लिए जाना जाता है। स्रोत: विलो मल्टीमीडिया के माध्यम से विलो गेब्रियल, गोल्डस्टीन लैब

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया सहित कई कीमोआटोट्रॉफ़, झीलों, समुद्रों और जमीन पर वितरित किए जाते हैं। हालांकि, कुछ अन्य कुछ असामान्य पारिस्थितिक तंत्र में रहते हैं, जहां ऑक्सीकरण करने के लिए आवश्यक रसायन होते हैं।

उदाहरण के लिए, सक्रिय ज्वालामुखी में रहने वाले जीवाणु अपना भोजन बनाने के लिए सल्फर का ऑक्सीकरण करते हैं। इसके अलावा, येलोस्टोन नेशनल पार्क में, संयुक्त राज्य अमेरिका में, बैक्टीरिया हैं जो गर्म स्प्रिंग्स में स्थित हैं। साथ ही, कुछ लोग समुद्र में गहरे रहते हैं, जो हाइड्रोथर्मल वेंट्स के करीब हैं।

इस क्षेत्र में, गर्म चट्टानों में एक दरार के माध्यम से पानी रिसता है। यह विभिन्न खनिजों को समुद्री जल में शामिल करने का कारण बनता है, जिनमें से हाइड्रोजन सल्फाइड है, जो कि रसायन विज्ञान द्वारा बैक्टीरिया के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑटोट्रॉफ़िक पोषण के चरण

सामान्य तौर पर, ऑटोट्रॉफ़िक पोषण तीन चरणों में विकसित होता है। य़े हैं:

झिल्ली मार्ग और ऊर्जा पर कब्जा

इस प्रक्रिया में, अकार्बनिक अणुओं को कम कर दिया जाता है, जैसे कि अमोनिया, और सरल अकार्बनिक अणु, जैसे कि लवण, पानी, और कार्बन डाइऑक्साइड, अर्ध-पारगम्य कोशिका झिल्ली से गुजरते हैं, जिससे सेल ऊर्जा को बर्बाद किए बिना।

दूसरी ओर, फोटोऑटोट्रॉफ़िक जीवों में प्रकाश ऊर्जा का कब्जा होता है, जो प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए उपयोग किया जाने वाला स्रोत है।

उपापचय

ऑटोट्रॉफ़िक पोषण के दौरान कोशिका कोशिका द्रव्य में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक सेट होता है। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, जैव रासायनिक ऊर्जा प्राप्त होती है जिसका उपयोग सेल द्वारा अपने महत्वपूर्ण कार्यों की पूर्ति के लिए किया जाएगा।

मलत्याग

इस अंतिम चरण में पोषण संबंधी चयापचय से आने वाले सभी अपशिष्ट उत्पादों की, अर्ध-पारगम्य कोशिका झिल्ली के माध्यम से उन्मूलन शामिल है।

प्रकार

उपयोग किए गए ऊर्जा स्रोत के प्रकार को ध्यान में रखते हुए, ऑटोट्रॉफ़िक पोषण को दो तरीकों से वर्गीकृत किया जाता है, फोटोऑटोट्रॉफ़िक और केमोआयूट्रॉफ़ोटिक।

Photoautotrophs

फोटोओटोट्रॉफ़ वे जीव हैं जो सूर्य के प्रकाश से कार्बनिक यौगिक बनाने के लिए ऊर्जा प्राप्त करते हैं, एक प्रक्रिया जिसे प्रकाश संश्लेषण कहा जाता है। हरा शैवाल, पौधे और कुछ प्रकाश संश्लेषक जीवाणु इस समूह के हैं।

प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में होता है और इसके दो चरण होते हैं। पहला प्रकाश एक है। इसमें, पानी के अणु का पृथक्करण होता है, जिसके लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। इस चरण के उत्पाद एटीपी और एनएडीपीएच अणु हैं।

इस रासायनिक ऊर्जा का उपयोग प्रक्रिया के दूसरे चरण में किया जाता है, जिसे अंधेरे चरण के रूप में जाना जाता है। यह क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है और उस नाम को प्राप्त करता है क्योंकि इसे लेने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए प्रकाश ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है।

NADPH और ATP, प्रकाश चरण के उत्पाद का उपयोग कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि ग्लूकोज, कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फेट्स और नाइट्राइट और नाइट्रेट्स का उपयोग नाइट्रोजन के स्रोत के रूप में।

Chemoautotrophs

नाइट्रोबैक्टर, किमोट्रोफिक बैक्टीरिया का एक जीनस है

जीवाणुओं द्वारा दर्शाया गया रसायन रसायन, श्वसन चयापचय के आधार के रूप में कम अकार्बनिक यौगिकों को नियोजित करने में सक्षम हैं।

जिस तरह से फोटोऑटोट्रॉफ़्स के रूप में, यह समूह कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) का उपयोग करता है, कार्बन के मुख्य स्रोत के रूप में, उसी तरह आत्मसात किया जा रहा है, जो केल्विन चक्र की प्रतिक्रियाओं द्वारा। हालांकि, इन के विपरीत, केमोआटोट्रॉफ़ ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूर्य के प्रकाश का उपयोग नहीं करते हैं।

उन्हें जिस ऊर्जा की आवश्यकता होती है वह कुछ कम अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण का उत्पाद है, जैसे कि आणविक हाइड्रोजन, लौह लोहा, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और सल्फर के विभिन्न कम रूपों (एच 2 एस, एस, एस 2 ओ 3)।

वर्तमान में, कीमोआटोट्रॉफ़ आमतौर पर गहरे पानी में पाए जाते हैं, जहां सूरज की रोशनी लगभग शून्य होती है। इनमें से कई जीवों को ज्वालामुखी के आसपास रहने की जरूरत है। इस तरह उच्च स्तर पर होने वाली चयापचय प्रक्रिया के लिए वातावरण पर्याप्त गर्म होता है।

ऑटोट्रॉफ़िक पोषण के साथ जीवित चीजों के उदाहरण

पौधे

कुछ अपवादों के साथ, जैसे कि वीनस फ्लाइट्रैप (डायनाए मेशिपुला) जो कीटों को फँसा सकते हैं और उन्हें एंजाइमेटिक क्रिया द्वारा पचा सकते हैं, सभी पौधे विशेष रूप से ऑटोट्रॉफ़िक हैं।

हरी शैवाल

हरा शैवाल शैवाल का एक पैराफाइलेटिक समूह है, जो भूमि पौधों से निकटता से संबंधित हैं। वर्तमान में 10,000 से अधिक विभिन्न प्रजातियां हैं। वे आम तौर पर विभिन्न मीठे पानी के आवास में रहते हैं, हालांकि वे ग्रह पर कुछ समुद्रों में पाए जा सकते हैं।

इस समूह में क्लोरोफिल ए और बी, ज़ैंथोफिल, β-कैरोटीन और कुछ आरक्षित पदार्थ जैसे स्टार्च जैसे वर्णक हैं।

उदाहरण:

- उल्वा लैक्टुका, जिसे लैमिला के रूप में जाना जाता है, एक हरा शैवाल है जो महासागरों के विशाल बहुमत के आंतरिक क्षेत्र में बढ़ता है। इसमें विशेष रूप से लंबी पत्तियां होती हैं, जो घुमावदार किनारों के साथ होती हैं, जो इसे लेट्यूस का रूप देती हैं।

यह प्रजाति खाद्य शैवाल के समूह के भीतर है। इसके अलावा, इसका उपयोग कॉस्मेटिक उद्योग में, मॉइस्चराइजिंग उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है।

- वोल्वॉक्स ऑरियस ताजे पानी में रहता है, जिससे लगभग 0.5 मिलीमीटर की गोलाकार कॉलोनियां बन जाती हैं। ये क्लस्टर लगभग 300 से 3200 कोशिकाओं से बने होते हैं, जो प्लाज्मा फाइबर द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। स्टार्च क्लोरोप्लास्ट में जमा होता है और उनके पास क्लोरोफिल ए, बी, और ß-कैरोटीन जैसे प्रकाश संश्लेषक वर्णक होते हैं।

साइनोबैक्टीरीया

सियानोबैक्टीरिया को पहले क्लोरोक्सीबैक्टीरिया, ब्लू-ग्रीन शैवाल और ब्लू-ग्रीन शैवाल के नामों से जाना जाता था। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसमें क्लोरोफिल वर्णक होते हैं, जो इसे हरा रंग देते हैं। इसके अलावा, उनके पास शैवाल के समान आकृति विज्ञान है।

ये जीवाणुओं का एक समूह है, जो प्रकाश संश्लेषण के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में ऊर्जा और पानी के रूप में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने की क्षमता वाले एकमात्र प्रोकैरियोट्स से बना है।

लोहे के जीवाणु (

बैक्टीरिया एसिडिथियोबैसिलस फेरोक्सिडानस लौह लौह से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। इस प्रक्रिया में, पानी में अघुलनशील लोहे के परमाणु पानी में घुलनशील आणविक रूप में परिवर्तित हो जाते हैं। इसने इस प्रजाति को कुछ खनिजों से लोहा निकालने के लिए उपयोग करने की अनुमति दी है, जहां उन्हें पारंपरिक तरीके से नहीं हटाया जा सकता है।

रंगहीन सल्फर बैक्टीरिया

ये बैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के उत्पाद हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फेट में बदल देते हैं। इस यौगिक का उपयोग पौधों द्वारा किया जाता है।

संदर्भ

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