自养生物

自养生物或初级生产者是一种利用简单物质（如二氧化碳）中的碳生产复杂有机化合物（如碳水化合物、脂肪和蛋白质）的生物体，通常使用来自光（光合作用）或无机化学反应（化学合成）的能量。 它们将非生物能源（例如光）转化为储存在有机化合物中的能量，可供其他生物（例如异养生物）使用。 自养生物不需要碳源或能源，它们是食物链中的生产者，例如陆地上的植物或水中的藻类（与异养生物相反，异养生物是自养生物或其他异养生物的消费者）。 自养生物可以减少二氧化碳以制造用于生物合成的有机化合物和作为储存的化学燃料。 大多数自养生物使用水作为还原剂，但有些可以使用其他氢化合物，如硫化氢。

初级生产者可以将光能（光养生物和光合自养生物）或无机化合物（化能生物或化能无机生物）中的能量转化为有机分子，这些有机分子通常以生物质的形式积累，用作碳源和能源 由其他生物（例如异养生物和混养生物）。 光合自养生物是主要的初级生产者，通过光合作用将光能转化为化学能，最终从无机碳源二氧化碳构建有机分子。 化学无机营养生物的例子是一些古细菌和细菌（单细胞生物），它们通过无机化合物的氧化产生生物质，这些生物被称为化学自养生物，并且经常在深海的热液喷口中发现。 初级生产者处于最低营养水平，是地球维持生命至今的原因。

大多数化能自养生物是岩石营养生物，利用硫化氢、氢气、单质硫、铵和氧化亚铁等无机电子供体作为还原剂和氢源进行生物合成和化学能量释放。 自养生物利用光合作用或化合物氧化过程中产生的一部分 ATP 将 NADP+ 还原为 NADPH，从而形成有机化合物。

自养生物一词由德国植物学家阿尔伯特·伯恩哈德·弗兰克于 1892 年创造，源于古希腊语 τροφή (trophḗ)，意为营养或食物。 xxx个自养生物大约在 20 亿年前出现。 光合自养生物通过进行光合作用从异养细菌进化而来。 最早的光合细菌使用硫化氢。 由于缺乏硫化氢，一些光合细菌进化为在光合作用中使用水，导致蓝细菌。

一些生物依靠有机化合物作为碳源，但能够使用光或无机化合物作为能量来源。 这种生物是混合营养生物。 从有机化合物中获取碳但从光中获取能量的生物称为光合异养生物，而从有机化合物中获取碳并从无机化合物的氧化中获取能量的生物称为化能异养生物。

有证据表明，一些真菌也可能从电离辐射中获取能量：在切尔诺贝利核电站的反应堆内发现了这种放射营养真菌。

地球生态系统中有许多不同类型的初级生产者处于不同的状态。 真菌和其他通过氧化有机材料获得生物质的生物被称为分解者，它们不是初级生产者。 然而，位于苔原气候中的地衣是初级生产者的一个特殊例子，它通过互惠共生，将藻类的光合作用（或另外的蓝藻固氮）与分解真菌的保护相结合。 此外，类似植物的初级生产者（树木、藻类）使用太阳作为一种能量形式，并将其释放到空气中供其他生物使用。 当然有 H2O 初级生产者，包括一种细菌和浮游植物。 由于有许多初级生产者的例子，两种主要类型是珊瑚和多种褐藻中的一种海带。

总初级生产通过光合作用发生。 这也是初级生产者获取能量并在其他地方生产/释放能量的主要方式。 植物、珊瑚、细菌和藻类就是这样做的。 在光合作用过程中，初级生产者从太阳获取能量并将其转化为能量、糖分和氧气。

初级生产者也需要能量在其他地方转化同样的能量，因此他们从营养中获取能量。 一种营养素是氮。

没有初级生产者，即能够自行产生能量的生物体，地球的生物系统将无法维持自身。 植物与其他初级生产者一起生产其他生物消耗的能量。