imported>Dreisam: Entfernung des Redundanzbausteins nach meiner Ankündigung in Wikipedia:Redundanz/Juli_2019#Stoff-_und_Energiewechsel_-_Stoffwechselvielfalt_und_individuelle_Anpassungsfähigkeit; Tabellenspaltenfarbe.

2026-01-18T12:15:37Z

Entfernung des Redundanzbausteins nach meiner Ankündigung in Wikipedia:Redundanz/Juli_2019#Stoff-_und_Energiewechsel_-_Stoffwechselvielfalt_und_individuelle_Anpassungsfähigkeit; Tabellenspaltenfarbe.

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{{Dieser Artikel|befasst sich allgemein mit Stoffwechsel-Formen von Lebewesen. Für die Gewinnung von Energie bei Lebewesen siehe [[Energiestoffwechsel]]. Für den Spezialfall der Muskelzelle siehe [[Energiebereitstellung]].}}
Lebewesen können aufgrund ihres eigenen '''Stoff- und Energiewechsels''' verschiedenen [[Stoffwechsel]]-Formen zugeordnet werden. Alle Organismen benötigen einerseits [[Energie]], um ihre Lebensprozesse aufrechtzuerhalten. Zur Energiegewinnung stehen ihnen prinzipiell verschiedene Wege zur Verfügung. Sie benötigen andererseits eine [[Kohlenstoff|Kohlenstoffquelle]], aus denen sie ihre [[Biomasse#Lebende Biomasse|Biomasse]] aufbauen. Auch für die Kohlenstoffgewinnung bestehen eine Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten. Bei den [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]] gibt es vielfältige Formen solcher Stoff- und Energiewechsel. Die Einteilung in verschiedene Rein- und Mischformen ist daher besonders in der [[Mikrobiologie]] von großer Wichtigkeit und Vielfalt. Im Gegensatz dazu verhalten sich die meisten [[Vielzeller]] stoffwechselphysiologisch einförmig.

== Übersicht ==
Die verschiedenen Stoffwechsel-Formen werden nach drei Kriterien eingeteilt: Energiequelle, Elektronendon(at)or und Kohlenstoffquelle. Um sie begrifflich als Eigenheiten des Stoffwechsels zu kennzeichnen, wird ihren Bezeichnungen die Wortendung „-trophie“ angehängt (von {{grcS|τροφή|''trophḗ''|de=Ernährung}}).

{| class="wikitable center" style="text-align:center" width="50%"
|+ Übersicht<ref>M. T. Madigan, J. M. Martinko: ''Brock Mikrobiologie''. München 2006, ISBN 3-8273-7187-2, S. 604, 621.</ref>
|-
| bgcolor="#ffff00" rowspan="2" |'''Energiequelle''' || bgcolor="#ffff00" | Licht || bgcolor="#ffff00" | Photo- || rowspan=2 colspan=2 |   || bgcolor="#FFCBCB" rowspan="6" | -trophie
|-
| bgcolor="#ffff00" | Redoxreaktion || bgcolor="#ffff00" | Chemo-
|-
| bgcolor="#ffb300" rowspan="2" | '''Elektronendon(at)or''' || bgcolor="#ffb300" |anorganischer Stoff || rowspan=2 |   || bgcolor="#ffb300" | Litho- || rowspan=2 |  
|-
| bgcolor="#ffb300" | organischer Stoff || bgcolor="#ffb300" | Organo-
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| bgcolor="#fb805f" rowspan="2" | '''Kohlenstoffquelle''' || bgcolor="#fb805f" | anorganischer Stoff || rowspan=2 colspan=2 |   || bgcolor="#fb805f" | Auto-
|-
| bgcolor="#fb805f" | organischer Stoff || bgcolor="#fb805f" | Hetero-
|}

Zwei oder auch drei Merkmale können in einer Bezeichnung zusammengefasst werden. Grüne Pflanzen sind phototroph und lithotroph und autotroph. Sie werden dementsprechend bezeichnet als „photolithoautotroph“. Tiere und Pilze sind chemotroph und organotroph und heterotroph. Sie gelten demzufolge als „chemoorganoheterotroph“.

Die vorgestellte Übersicht zum Stoff- und Energiewechsel berücksichtigt nicht, ob ein Organismus [[Sauerstoff]] nutzt ([[Aerobie]]/[[Anaerobie]]).
Sie beachtet weiterhin nicht, wie seine [[Thermogenese]] geschieht ([[Endothermie]]/[[Ektothermie]]).
Darüber hinaus kennt die Biologie weitere Bedeutungen für das Wort [[Trophie]].

== Art der Energiequelle: Phototrophie, Chemotrophie ==

Eine Energiequelle wird benötigt, um den [[Energieübertragung|Energieüberträger]] und kurzfristigen [[Energiespeicher]] [[Adenosintriphosphat|Adenosintriphosphat (ATP)]] durch [[Phosphorylierung]] aus [[Adenosindiphosphat]] (ADP) und [[Phosphate|Phosphat]] zu synthetisieren. Die Spaltung des ATP in ADP und Phosphat liefert anschließend die Energie für energieverbrauchende Vorgänge, vor allem für den Aufbau von Biomasse.
* [[Phototrophie]]: Die Energiequelle ist [[Licht]]. Typische phototrophe Organismen sind grüne Pflanzen.
** [[Radiotrophe Pilze]] können zusätzlich Energie aus [[Ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlung]] gewinnen. Diese Form der Energiegewinnung wurde bisher nur für wenige Pilze mit dem Pigment [[Melanin]] beschrieben. Der Reaktionsmechanismus ist unklar.<ref>E. Dadachova, R. A. Bryan, X. Huang, T. Moadel, A. D. Schweitzer, P. Aisen, J. D. Nosanchuk, A. Casadevall: ''Ionizing Radiation Changes the Electronic Properties of Melanin and Enhances the Growth of Melanized Fungi.'' In: ''PLoS ONE.'' 2 (2007), S. e457. [[doi:10.1371/journal.pone.0000457]] (Volltext)</ref>
* [[Chemotrophie]]: Die Energiequelle sind [[Exergone und endergone Reaktion|exergone]] Stoffumsetzungen, in der Regel [[Redoxreaktion]]en. Alle nicht [[Phototrophie|phototrophen]] Organismen sind chemotroph. Zu den chemotrophen Stoffwechselformen zählen [[Atmung]] und [[Gärung]].

== Art des Elektronendon(at)ors: Lithotrophie, Organotrophie ==

Eine Elektronenquelle ([[Elektronendonator|Elektronendon(at)or]], [[Reduktionsmittel]]) wird benötigt, um [[Reduktion (Chemie)|Reduktionen]] im Zuge des Baustoffwechsels durchzuführen. Als Elektronenüberträger zwischen der Elektronenquelle und den Stoffen des Baustoffwechsels fungieren [[Nicotinamidadenindinukleotid|Nicotinamidadenindinukleotid (NAD)+]] und [[Nicotinamidadenindinukleotidphosphat|Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADP+)]]. Beide Moleküle werden zu diesem Zweck zu NADH bzw. NADPH reduziert. Die anschließende [[Oxidation]] des NAD(P)H (zurück zu NAD(P)+) liefert später die Elektronen für den Aufbau von Biomasse.
* [[Lithotrophie]]: Die Elektronen stammen aus der Oxidation [[Anorganische Chemie|anorganischer Stoffe]]. Typische lithotrophe Organismen sind [[Nitrifikation|nitrifizierende Bakterien]].
** [[Hydrotrophie]]: Die Elektronen stammen aus der Oxidation des anorganischen Stoffs [[Wasser]]. Damit ist die Hydrotrophie bloß eine bestimmte Form der Lithotrophie. Allerdings wird sie wegen ihrer Wichtigkeit gesondert herausgestellt.<ref>U. Sonnewald: ''Physiologie.'' In: ''Strasburger Lehrbuch der Botanik.'' Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1455-7, S. 224–225.</ref> Typische hydrotrophe Organismen sind grüne Pflanzen.
* [[Organotrophie]]: Die Elektronen stammen aus der Oxidation [[Organische Chemie|organischer Stoffe]]. Typische organotrophe Organismen sind Tiere.

== Art der Kohlenstoffquelle: Autotrophie, Heterotrophie ==

Eine Kohlenstoffquelle wird benötigt, um Biomasse aufzubauen.
* [[Autotrophie]]: Der Kohlenstoff stammt ausschließlich aus [[Kohlendioxid|Kohlendioxid (CO2)]], beziehungsweise aus [[Hydrogencarbonate|Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3−)]]. Typische autotrophe Organismen sind grüne Pflanzen.
* [[Heterotrophie]]: Der Kohlenstoff stammt mindestens teilweise aus organischen Verbindungen. Typische heterotrophe Organismen sind Tiere.
Organismen, die sowohl zur Autotrophie als auch zur Heterotrophie fähig sind, betreiben [[Mixotrophie]].

== Literatur ==
* M. T. Madigan, J. M. Martinko: ''Brock Mikrobiologie''. München 2006, ISBN 3-8273-7187-2.
* U. Sonnewald: ''Physiologie.'' In: ''Strasburger Lehrbuch der Botanik.'' Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1455-7.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Mikrobiologie]]
[[Kategorie:Stoffwechsel]]

Stoff- und Energiewechsel - Versionsgeschichte

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