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[科普中國(guó)]-自養(yǎng)

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定義

像綠色植物那樣,利用自己制造的有機(jī)物來維持生活的營(yíng)養(yǎng)方式,叫做自養(yǎng),它是各類綠色植物共有的一個(gè)重要特征。

動(dòng)物是幾乎沒有自養(yǎng)的,幾乎所有植物都是自養(yǎng)生物。

能自我營(yíng)養(yǎng),特指能利用二氧化碳或碳酸鹽作為碳的唯一來源,能用簡(jiǎn)單的無機(jī)氮代謝合成——一般為綠色植物、某些化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌以及原生質(zhì),為了正常的代謝不需要特定的外界因素。

釋義(1)是異養(yǎng)的反義詞。亦稱獨(dú)立營(yíng)養(yǎng)、自主營(yíng)養(yǎng)、無機(jī)營(yíng)養(yǎng)。完全不要求有機(jī)化合物作為營(yíng)養(yǎng),在必需無機(jī)養(yǎng)分存在的情況下,對(duì)作為碳源的CO2進(jìn)行還原同化,合成細(xì)胞內(nèi)所有的有機(jī)代謝物而進(jìn)行整個(gè)的生命活動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)方式。

(2)在許多場(chǎng)合下,自養(yǎng)與異養(yǎng)并無明顯的界限,兩者同時(shí)進(jìn)行的有槲寄生和食蟲植物(豬籠草)等,一部分綠藻和許多光合細(xì)菌及化學(xué)合成細(xì)菌,隨著條件的不同,也很容易以異養(yǎng)來進(jìn)行生長(zhǎng)的。通常的綠色植物,只能進(jìn)行無機(jī)營(yíng)養(yǎng)時(shí),稱為專性自養(yǎng)(obligate autotrophism),能轉(zhuǎn)移到有機(jī)營(yíng)養(yǎng)時(shí),則稱為兼性異養(yǎng)(facutrative heterotrophism)等。

自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型指的是絕大多數(shù)綠色植物和少數(shù)種類的細(xì)菌(細(xì)菌主要指硝化細(xì)菌)。1以光能或化學(xué)能為能量的來源,以環(huán)境中的二氧化碳為碳源,來合成有機(jī)物,并且儲(chǔ)存能量的新陳代謝類型。

從種類上看,自養(yǎng)型生物可以分為光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型。

光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型指的是利用光能將大氣中的二氧化碳和土壤中的水合成有機(jī)物的自養(yǎng)型。2

化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型指的是利用把氨氧化成硝酸根離子釋放的能量來把大氣中的二氧化碳和土壤中的水合成有機(jī)物的自養(yǎng)型。3

自養(yǎng)型生物所具有的明顯的特征就是不需要消耗現(xiàn)成的有機(jī)物,而可以自身合成有機(jī)物供自己的生命活動(dòng)需要。同時(shí)為消費(fèi)者(不能自身合成有機(jī)物,只能靠消耗現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命法活動(dòng)需要的生物)和分解者(靠分解有機(jī)物來維持自身生命活動(dòng)的需要的生物)提供大量的有機(jī)物。
自養(yǎng)型生物的出現(xiàn)和在自然界中的生存,不僅僅是為消費(fèi)者和分解者提供了大量的有機(jī)物,同時(shí)在保持自然界中的碳循環(huán)和氮循環(huán)的穩(wěn)定上發(fā)揮了重要的作用。如果沒有自養(yǎng)型生物,我們自然界中的碳循環(huán)和氮循環(huán)就無法保持平衡,同時(shí)現(xiàn)在自然界中的所有生物都無法生存。

自養(yǎng)演替自養(yǎng)演替是生態(tài)能量學(xué)中的概念,與之對(duì)應(yīng)的是異養(yǎng)演替。

無論整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)還是某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),都有一定的現(xiàn)存生物量。

如果能量輸入和輸出相平衡,現(xiàn)存生物量穩(wěn)定不變;

如果輸入大于輸出,則生物量增加,造成積累;

如果輸出大于輸入,則生物量減少,造成虧損。

這種動(dòng)態(tài)變化,一般用生態(tài)系統(tǒng)的總生產(chǎn)量(P)和總?cè)郝浜粑?R)的比值來表示,即:P/R。
根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展程度不同,可分為幼年期和成熟期。在幼年期生態(tài)系統(tǒng)中P/R>1,而成熟期生態(tài)系統(tǒng)中P/R接近于1。

在發(fā)展早期,如果R大于P,被稱為異養(yǎng)演替或稱分解者演替;相反,如果早期的P大于R,也就稱為自養(yǎng)演替。P/R比率隨著演替發(fā)展而接近于1。
例:細(xì)菌分解有機(jī)物的過程中,P/R