كائنات غيرية التغذية

الكائن غيري التغذية (يُلفظ /ˈhɛtərəˌtroʊf , -ˌtrɒf / ؛ [ 1 ] [ 2 ^] من اليونانية ^{القديمة} ἕτερος ( هيتيروس ) بمعنى " آخر"، وτροφή ( تروفي ) بمعنى " غذاء") هو كائن حي لا ^{يستطيع إنتاج غذائه} بنفسه ، بل يحصل على التغذية من مصادر أخرى ^{للكربون} العضوي ، وخاصةً من كائنات حية أخرى. في السلسلة الغذائية ^{، تُصنف الكائنات} غيرية التغذية كمستهلكات أولية وثانوية وثالثية، ولكنها ليست منتجات. ^{[ 3 ] [ 4 ]} تشمل الكائنات الحية غيرية التغذية معظم الحيوانات ، ^{[ 5 ] [ 6 ]} وجميع الفطريات ، وبعض أنواع البكتيريا والطلائعيات ، ^{[ 7 ]} والعديد من النباتات الطفيلية . ظهر مصطلح "غيرية التغذية" في علم الأحياء الدقيقة عام 1946 كجزء من تصنيف الكائنات الدقيقة بناءً على نوع تغذيتها . [ ^{8 ] ويُستخدم} هذا المصطلح الآن في العديد من المجالات، مثل علم البيئة ، لوصف السلسلة الغذائية . تشغل الكائنات غيرية التغذية المستويين الغذائيين الثاني والثالث من السلسلة الغذائية، بينما تشغل الكائنات ذاتية التغذية المستوى الغذائي الأول. ^{[ 9 ]}

يمكن تصنيف الكائنات غيرية التغذية وفقًا لمصدر طاقتها. فإذا كانت تستخدم الطاقة الكيميائية، فهي كائنات كيميائية غيرية التغذية (مثل الإنسان والفطر). أما إذا كانت تستخدم الضوء كمصدر للطاقة، فهي كائنات ضوئية غيرية التغذية (مثل فطر هالوكوادراتوم والسبي والبكتيريا الخضراء غير الكبريتية ).

تمثل الكائنات غيرية التغذية إحدى آليتي التغذية ( المستويات الغذائية )، والأخرى هي الكائنات ذاتية التغذية ( ذاتية التغذية ). تستخدم الكائنات ذاتية التغذية الطاقة من ضوء الشمس ( الكائنات ذاتية التغذية الضوئية ) أو أكسدة المركبات غير العضوية ( الكائنات ذاتية التغذية الحجرية ) لتحويل ثاني أكسيد الكربون غير العضوي إلى مركبات كربونية عضوية وطاقة للحفاظ على حياتها. وبمقارنة النوعين بشكل أساسي، تتغذى الكائنات غيرية التغذية (مثل الحيوانات) إما على الكائنات ذاتية التغذية (مثل النباتات) أو على كائنات غيرية التغذية أخرى، أو على كليهما.

الكائنات المحللة هي كائنات غيرية التغذية تحصل على غذائها من خلال استهلاك المواد العضوية المتحللة (أجزاء النباتات والحيوانات المتحللة، بالإضافة إلى البراز ). ^{[ 10 ]} أما الكائنات الرمية (وتسمى أيضًا الكائنات المحللة للفضلات) فهي كائنات كيميائية غيرية التغذية تستخدم الهضم خارج الخلوي في معالجة المواد العضوية المتحللة. وتتيسر هذه العملية غالبًا من خلال النقل النشط لهذه المواد عبر عملية البلعمة داخل الغزل الفطري الداخلي وخيوطه الفطرية المكونة له . ^{[ 11 ]}

يمكن أن تكون الكائنات غيرية التغذية كائنات عضوية التغذية أو كائنات صخرية التغذية .

• تستغل الكائنات العضوية غيرية التغذية مركبات الكربون المختزلة (المركبات العضوية) كمصادر للإلكترونات، مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات من النباتات والحيوانات .
• أما الكائنات الحية غيرية التغذية ، من ناحية أخرى، فتستخدم مركبات غير عضوية مثل الأمونيوم أو النتريت أو الكبريت للحصول على الإلكترونات.

هناك طريقة أخرى لتصنيف الكائنات غيرية التغذية المختلفة، وهي تصنيفها إلى كائنات كيميائية التغذية وكائنات ضوئية التغذية . تستخدم الكائنات الضوئية التغذية الضوء للحصول على الطاقة والقيام بالعمليات الأيضية، بينما تستخدم الكائنات الكيميائية التغذية الطاقة التي تحصل عليها من أكسدة المواد الكيميائية من بيئتها. ^{[ 12 ]}

• تقوم الكائنات الحية غيرية التغذية الضوئية العضوية ، مثل بكتيريا رودوسبيريلاسيا والبكتيريا الأرجوانية غير الكبريتية، بتخليق المركبات العضوية باستخدام ضوء الشمس مقترنًا بأكسدة المواد العضوية. وتستخدم هذه الكائنات المركبات العضوية لبناء هياكلها. وهي لا تثبت ثاني أكسيد الكربون، ويبدو أنها لا تمتلك دورة كالفن . ^{[ 13 ]}
• تحصل الكائنات الكيميائية غيرية التغذية مثل Oceanithermus profundus ^{[ 14 ]} على الطاقة من أكسدة المركبات غير العضوية، بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين والكبريت العنصري والثيوسلفات والهيدروجين الجزيئي .

تستطيع الكائنات المختلطة التغذية (أو الكائنات الكيميائية ذاتية التغذية الاختيارية) استخدام ثاني أكسيد الكربون أو الكربون العضوي كمصدر للكربون، مما يعني قدرتها على استخدام كلٍ من طريقتي التغذية الذاتية وغير الذاتية. ^{[ 15 ] [ 16 ]} ورغم قدرة هذه الكائنات على النمو في كلتا الحالتين، إلا أن طحلب C. vulgaris يتميز بإنتاجية أعلى للكتلة الحيوية والدهون عند نموه في ظروف التغذية غير الذاتية مقارنةً بظروف التغذية الذاتية. ^{[ 17 ]}

تستطيع الكائنات غيرية التغذية، من خلال استهلاك مركبات الكربون المختزلة، استخدام كل الطاقة التي تحصل عليها من الغذاء للنمو والتكاثر، على عكس الكائنات ذاتية التغذية التي يجب أن تستخدم جزءًا من طاقتها لتثبيت الكربون. ^{[ 13 ]} وتعتمد كل من الكائنات غيرية التغذية وذاتية التغذية عادةً على الأنشطة الأيضية للكائنات الحية الأخرى للحصول على العناصر الغذائية الأخرى غير الكربون، بما في ذلك النيتروجين والفوسفور والكبريت، وقد تموت بسبب نقص الغذاء الذي يوفر هذه العناصر. ^{[ 18 ]} ولا يقتصر هذا على الحيوانات والفطريات فحسب، بل يشمل البكتيريا أيضًا. ^{[ 13 ]}

تقترح فرضية الأصل الكيميائي للحياة أن الحياة نشأت في حساء ما قبل حيوي يحتوي على كائنات غيرية التغذية. ^{[ 19 ]} ويمكن تلخيص هذه النظرية كما يلي: كان للأرض في بداياتها غلاف جوي شديد الاختزال ومصادر طاقة مثل الطاقة الكهربائية على شكل برق، مما أدى إلى تفاعلات نتج عنها مركبات عضوية بسيطة ، والتي تفاعلت بدورها لتكوين مركبات أكثر تعقيدًا، وأدت في النهاية إلى نشوء الحياة. ^{[ 20 ] [ 21 ]} وتتعارض النظريات البديلة التي تفترض أصلًا ذاتيًا للحياة مع هذه النظرية. ^{[ 22 ]}

طُرحت نظرية الأصل الكيميائي للحياة، التي تبدأ بالحياة غيرية التغذية، لأول مرة عام 1924 على يد ألكسندر إيفانوفيتش أوبارين ، ونُشرت لاحقًا في كتابه "أصل الحياة". ^{[ 23 ]} ثم طُرحت بشكل مستقل باللغة الإنجليزية لأول مرة عام 1929 على يد جون بوردون ساندرسون هالدين . ^{[ 24 ]} وبينما اتفق هذان الباحثان على وجود الغازات وتسلسل الأحداث حتى نقطة معينة، فقد دافع أوبارين عن فكرة التعقيد التدريجي للمادة العضوية قبل تكوين الخلايا، في حين ركز هالدين على مفهوم الجينات كوحدات وراثية، وعلى إمكانية أن يلعب الضوء دورًا في التخليق الكيميائي ( التغذية الذاتية ). ^{[ 25 ]}

تزايدت الأدلة الداعمة لهذه النظرية عام 1953، عندما أجرى ستانلي ميلر تجربةً أضاف فيها غازاتٍ يُعتقد أنها كانت موجودة على الأرض في بداياتها - الماء (H₂O ₎ ، والميثان (CH₄ ₎ ، والأمونيا (NH₃ ₎ ، والهيدروجين (H₂ ₎ - إلى قارورةٍ، ثم حفّزها بتيارٍ كهربائيٍّ يُحاكي البرق الذي كان موجودًا على الأرض في بداياتها. ^{[ 26 ]}  أسفرت التجربة عن اكتشاف أن ظروف الأرض في بداياتها كانت مواتيةً لإنتاج الأحماض الأمينية، حيث أظهرت تحليلاتٌ حديثةٌ للبيانات إنتاج أكثر من 40 حمضًا أمينيًا مختلفًا، بما في ذلك العديد من الأحماض التي لا تستخدمها الكائنات الحية حاليًا. ^{[ 19 ]}  بشّرت هذه التجربة ببداية مجال الكيمياء الحيوية التركيبية، وتُعرف الآن باسم تجربة ميلر-يوري . ^{[ 27 ]}

في بدايات الأرض، كانت المحيطات والمياه الضحلة غنية بالجزيئات العضوية التي كان من الممكن أن تستخدمها الكائنات غيرية التغذية البدائية. ^{[ 28 ]} كانت هذه الطريقة في الحصول على الطاقة مُفضلة من الناحية الطاقية إلى أن أصبح الكربون العضوي أكثر ندرة من الكربون غير العضوي، مما وفر ضغطًا تطوريًا محتملاً للتحول إلى التغذية الذاتية. ^{[ 28 ] [ 29 ]} بعد تطور الكائنات ذاتية التغذية، تمكنت الكائنات غيرية التغذية من استخدامها كمصدر للغذاء بدلاً من الاعتماد على العناصر الغذائية المحدودة الموجودة في بيئتها. ^{[ 30 ]} في نهاية المطاف، ابتلعت هذه الكائنات غيرية التغذية المبكرة الخلايا ذاتية التغذية وغيرية التغذية، وشكلت علاقة تكافلية . ^{[ 30 ]} يُعتقد أن التكافل الداخلي للخلايا ذاتية التغذية قد تطور إلى البلاستيدات الخضراء ، بينما تطور التكافل الداخلي للكائنات غيرية التغذية الأصغر حجمًا إلى الميتوكوندريا ، مما سمح بتمايز الأنسجة والتطور إلى كائنات متعددة الخلايا. سمح هذا التقدم بمزيد من تنوع الكائنات غيرية التغذية. ^{[ 30 ]} اليوم، تستخدم العديد من الكائنات غيرية التغذية وذاتية التغذية علاقات تكافلية توفر الموارد اللازمة لكلا الكائنين. ^{[ 31 ]} ومن الأمثلة على ذلك التكافل بين المرجان والطحالب، حيث يوفر المرجان الحماية والمركبات الضرورية لعملية التمثيل الضوئي، بينما توفر الطحالب الأكسجين. ^{[ 32 ]}

مع ذلك، تُعدّ هذه الفرضية مثيرةً للجدل، إذ كان _ثاني أكسيد الكربون المصدر الرئيسي للكربون على الأرض في بداياتها، مما يُشير إلى أن الحياة الخلوية المبكرة كانت ذاتية التغذية، تعتمد على ركائز غير عضوية كمصدر للطاقة، وتعيش في فتحات حرارية مائية قلوية أو برك حرارية أرضية حمضية. ^{[ 33 ]} ويُعتقد أن الجزيئات الحيوية البسيطة المنقولة من الفضاء كانت إما مُختزلة للغاية بحيث لا يُمكن تخميرها، أو غير متجانسة للغاية بحيث لا تدعم نمو الميكروبات. ^{[ 34 ]} ومن المُرجّح أن الميكروبات غيرية التغذية نشأت عند ضغوط جزئية منخفضة للهيدروجين _. وتُعتبر القواعد والأحماض الأمينية والريبوز من أولى ركائز التخمير. ^{[ 35 ]}

توجد الكائنات غيرية التغذية حاليًا في كل نطاق من نطاقات الحياة: البكتيريا ، والعتائق ، وحقيقيات النوى . ^{[ 36 ]} يشمل نطاق البكتيريا مجموعة متنوعة من الأنشطة الأيضية، بما في ذلك الكائنات غيرية التغذية الضوئية، وغيرية التغذية الكيميائية، وغيرية التغذية العضوية، وغيرية التغذية الحجرية. [36] ضمن نطاق حقيقيات النوى، تُعد مملكتي الفطريات والحيوانات ^{غيرية التغذية تمامًا} ، على الرغم من أن معظم الفطريات تمتص العناصر الغذائية من بيئتها. ^{[ 37 ] [ 38 ]} معظم الكائنات الحية ضمن مملكة الطلائعيات غيرية التغذية، بينما تُعد مملكة النباتات ذاتية التغذية بشكل شبه كامل، باستثناء النباتات الفطرية غيرية التغذية . ^{[ 37 ]} أخيرًا، يتباين نطاق العتائق بشكل كبير في الوظائف الأيضية، ويحتوي على العديد من طرق التغذية غيرية التغذية. ^{[ 36 ]}

• ذاتية التغذية
  • كائن كيميائي ذاتي التغذية
  • التغذية الضوئية الذاتية
• كائنات غيرية التغذية
  • كيميائي غيري التغذية
  • كائن ضوئي غيري التغذية

العديد من الكائنات غيرية التغذية هي كائنات كيميائية عضوية غيرية التغذية ، تستخدم الكربون العضوي (مثل الجلوكوز) كمصدر للكربون، والمواد الكيميائية العضوية (مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) كمصادر للإلكترونات. ^{[ 39 ]} تعمل الكائنات غيرية التغذية كمستهلكين في السلسلة الغذائية ، حيث تحصل على هذه العناصر الغذائية من الكائنات الرمية أو الطفيلية أو المتحللة . ^{[ 40 ]} تقوم هذه الكائنات بتفكيك المركبات العضوية المعقدة (مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) التي تنتجها الكائنات ذاتية التغذية إلى مركبات أبسط (مثل تحويل الكربوهيدرات إلى جلوكوز، والدهون إلى أحماض دهنية وجليسرول ، والبروتينات إلى أحماض أمينية ) . وتُطلق الطاقة الكيميائية لجزيئات العناصر الغذائية عن طريق أكسدة ذرات الكربون والهيدروجين من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، على التوالي.

تستطيع الكائنات الحية غيرية التغذية هدم المركبات العضوية عن طريق التنفس أو التخمر أو كليهما. وتُصنف هذه الكائنات إلى نوعين: لاهوائية اختيارية ولاهوائية إجبارية ، حيث تُجري عملية التخمر في بيئات منخفضة الأكسجين، ويرتبط إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عادةً بفسفرة الركيزة وإنتاج النواتج النهائية (مثل الكحول _وثاني أكسيد الكربون والكبريتيد). ^{[ 41 ]} ويمكن لهذه النواتج أن تُستخدم كركائز لبكتيريا أخرى في عملية الهضم اللاهوائي ، وتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون _{والميثان} ، _وهي خطوة مهمة في دورة الكربون لإزالة نواتج التخمر العضوية من البيئات اللاهوائية. ^{[ 41 ]} كما يمكن للكائنات غيرية التغذية أن تخضع لعملية التنفس ، حيث يرتبط إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) بالفسفرة التأكسدية . ^{[ 41 ] [ 42 ]} ويؤدي ذلك إلى إطلاق نفايات كربونية مؤكسدة مثل ثاني أكسيد الكربون _، ونفايات مُختزلة مثل الماء _{وكبريتيد الهيدروجين} وأكسيد _{النيتروز} في الغلاف الجوي. تُشكّل عملية التنفس والتخمر التي تقوم بها الكائنات الدقيقة غيرية التغذية جزءًا كبيرًا من انبعاث ثاني أكسيد الكربون _في الغلاف الجوي، مما يجعله متاحًا للكائنات ذاتية التغذية كمصدر للمغذيات وللنباتات كمادة أساسية لتخليق السليلوز. ^{[ 43 ] [ 42 ]}

غالبًا ما تترافق عملية التنفس في الكائنات غيرية التغذية مع التمعدن ، وهي عملية تحويل المركبات العضوية إلى أشكال غير عضوية. ^{[ 43 ]} عندما يحتوي مصدر المغذيات العضوية الذي تتناوله الكائنات غيرية التغذية على عناصر أساسية مثل النيتروجين والكبريت والفوسفور بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين والأكسجين، فإنها تُزال عادةً أولًا للمضي قدمًا في أكسدة المغذيات العضوية وإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عبر التنفس. ^{[ 43 ]} يتحول الكبريت والنيتروجين في مصدر الكربون العضوي إلى كبريتيد الهيدروجين (H₂S ₎ وأيونات الأمونيوم (NH₄⁺ ₎ ^من خلال نزع الكبريت ونزع الأمين ، على التوالي. ^{[ 43 ] [ 42 ]} كما تسمح الكائنات غيرية التغذية بنزع الفوسفات كجزء من عملية التحلل . ^{[ 42 ]} يُعد تحويل النيتروجين والكبريت من الشكل العضوي إلى الشكل غير العضوي جزءًا أساسيًا من دورة النيتروجين والكبريت . يتأكسد كبريتيد الهيدروجين ₍ H₂S ) الناتج عن نزع الكبريت بواسطة الكائنات الحية غيرية التغذية (Lithotrophs) والكائنات الحية ضوئية التغذية، بينما يتأكسد أيون الأمونيوم (NH₄⁺) الناتج عن نزع الأمين بواسطة الكائنات الحية غيرية التغذية إلى أشكال متاحة للنباتات. _[ ^{43 ] [ 42 ] تُعد قدرة} الكائنات الحية غيرية التغذية على تحويل العناصر الأساسية إلى معادن أمرًا بالغ الأهمية لبقاء النبات. ^{[ 42 ]}

معظم الكائنات الحية من رتبة أوبكستوكونتات وبدائيات النوى غيرية التغذية؛ وعلى وجه الخصوص، جميع الحيوانات والفطريات غيرية التغذية. ^{[ 7 ]} بعض الحيوانات، مثل المرجان ، تُقيم علاقات تكافلية مع الكائنات ذاتية التغذية وتحصل على الكربون العضوي بهذه الطريقة. علاوة على ذلك، تحولت بعض النباتات الطفيلية إلى كائنات غيرية التغذية كليًا أو جزئيًا، بينما تستهلك النباتات اللاحمة الحيوانات لزيادة مخزونها من النيتروجين مع الحفاظ على قدرتها على التغذية الذاتية.

تُصنف الحيوانات على أنها كائنات غيرية التغذية عن طريق الابتلاع، بينما تُصنف الفطريات على أنها كائنات غيرية التغذية عن طريق الامتصاص.

تُعدّ الكائنات غيرية التغذية، التي تحصل على الطاقة والكربون من خلال استهلاك المواد العضوية، عناصر حيوية في دورات الأرض البيوجيوكيميائية، لا سيما في دورات الكربون والنيتروجين والكبريت. وتؤثر أنشطتها الأيضية على معالجة العناصر وتدويرها عبر النظم البيئية والغلاف الحيوي.

تُعدّ الكائنات غيرية التغذية عناصر أساسية في دورة الكربون، إذ تعمل كمستهلكات ومحللات. تُطلق هذه الكائنات ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ في الغلاف الجوي من خلال عملية التنفس، مما يُساهم في جزء كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ^{[ 44 ]} تُتيح هذه العملية الكربون للكائنات ذاتية التغذية، التي تستطيع تثبيته من خلال عملية التمثيل الضوئي أو التخليق الكيميائي. يدعم هذا الدوران استمرارية انتقال الكربون بين أشكاله العضوية وغير العضوية. ^{[ 45 ]}

تساهم الكائنات غيرية التغذية في عمليات أساسية في دورة النيتروجين، مثل عملية الأمونيا، وهي تحويل النيتروجين العضوي إلى أمونيا، وعملية نزع النيتروجين، وهي اختزال النترات وإطلاق غاز النيتروجين في الغلاف الجوي. ^{[ 46 ]} تُعرف هذه العمليات في الكائنات غيرية التغذية بالأيض الثانوي. ^{[ 47 ]} تُعد الكائنات الدقيقة غيرية التغذية ضرورية في تمعدن المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين. ^{[ 48 ] [ 49 ]} فمن خلال نزع الأمين، تُحوّل هذه الكائنات النيتروجين العضوي إلى أيون الأمونيوم (NH4+)، الذي يمكن أكسدته لاحقًا بواسطة الكائنات غيرية التغذية إلى أشكال متاحة للنباتات. وبالمثل، يُحوّل نزع الكبريت بواسطة الكائنات غيرية التغذية الكبريت العضوي إلى كبريتيد الهيدروجين (H2S ₎ ، الذي يُؤكسد بدوره بواسطة الكائنات غيرية التغذية والكائنات الضوئية، مما يُساهم في دورة الكبريت.

تُعدّ قدرة الكائنات غيرية التغذية على تحليل المركبات العضوية المعقدة أساسية لدورة المغذيات في النظم البيئية. ^{[ 50 ]} فمن خلال تحليل المواد العضوية الميتة، تُطلق هذه الكائنات عناصر أساسية كالفوسفور عبر عملية إزالة الفوسفات، مما يجعل هذه المغذيات متاحة للكائنات الحية الأخرى. ^{[ 51 ]} وتُعدّ هذه العملية بالغة الأهمية للحفاظ على خصوبة التربة ودعم نمو النباتات. تربط الكائنات غيرية التغذية تدفق الطاقة والمواد العضوية عبر النظم البيئية، وترتبط عملياتها البيولوجية بالأنظمة الجوية والكيميائية والجيولوجية. ^{[ 52 ]}

تُقيم الكائنات غيرية التغذية علاقات معقدة مع الكائنات ذاتية التغذية في النظم البيئية. فبينما تعتمد هذه الكائنات على الكائنات ذاتية التغذية للحصول على المركبات العضوية الغنية بالطاقة، تدعم الكائنات غيرية التغذية نمو الكائنات ذاتية التغذية عن طريق إطلاق المعادن وثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ . ويتجلى هذا الترابط في العلاقات التكافلية، مثل تلك التي تربط المرجان بالطحالب، حيث يُفيد تبادل المغذيات كلا الطرفين. وتعتمد عملياتهما الأيضية على بعضهما البعض وعلى آثار المركبات العضوية. ^{[ 53 ]}

وبالتالي فإن الأنشطة البيوجيوكيميائية للكائنات غيرية التغذية جزء لا يتجزأ من عمل النظام البيئي، حيث تؤثر على توافر العناصر الغذائية، وتكوين الغلاف الجوي، وإنتاجية كل من البيئات الأرضية والمائية.

تُعدّ الكائنات غيرية التغذية، التي تحصل على الطاقة والكربون من خلال استهلاك المواد العضوية، عناصر حيوية في دورات الأرض البيوجيوكيميائية، لا سيما في دورات الكربون والنيتروجين والكبريت. وتؤثر أنشطتها الأيضية على معالجة العناصر وتدويرها عبر النظم البيئية والغلاف الحيوي.

تُعدّ الكائنات غيرية التغذية عناصر أساسية في دورة الكربون، إذ تعمل كمستهلكات ومحللات في آنٍ واحد. تُطلق هذه الكائنات ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ في الغلاف الجوي من خلال عملية التنفس، مما يُساهم في جزء كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تُتيح هذه العملية الكربون للكائنات ذاتية التغذية، التي تستطيع تثبيته من خلال عملية التمثيل الضوئي أو التخليق الكيميائي. يدعم هذا الدوران استمرارية دورة الكربون بين أشكاله العضوية وغير العضوية. ^{[ 54 ]}

تساهم الكائنات غيرية التغذية في عمليات أساسية في دورة النيتروجين، مثل عملية الأمونيا، وهي تحويل النيتروجين العضوي إلى أمونيا، وعملية نزع النيتروجين، وهي اختزال النترات وإطلاق غاز النيتروجين في الغلاف الجوي. ^{[ 55 ]} وتُعد الكائنات الدقيقة غيرية التغذية ضرورية في تمعدن المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين. ^{[ 56 ]} فمن خلال عملية نزع الأمين، تُحوّل هذه الكائنات النيتروجين العضوي إلى أيون الأمونيوم (NH4+)، الذي يمكن أكسدته لاحقًا بواسطة الكائنات الحية غيرية التغذية إلى أشكال متاحة للنباتات. وبالمثل، تُحوّل عملية نزع الكبريت بواسطة الكائنات غيرية التغذية الكبريت العضوي إلى كبريتيد الهيدروجين (H2S ₎ ، الذي يُؤكسد بدوره بواسطة الكائنات الحية غيرية التغذية والكائنات الضوئية، مما يُساهم في دورة الكبريت.

تُعدّ قدرة الكائنات غيرية التغذية على تحليل المركبات العضوية المعقدة أساسية لدورة المغذيات في النظم البيئية. فمن خلال تحليل المواد العضوية الميتة، تُطلق هذه الكائنات عناصر أساسية كالفوسفور عبر عملية إزالة الفوسفات، مما يجعل هذه المغذيات متاحة للكائنات الحية الأخرى. وتُعدّ هذه العملية بالغة الأهمية للحفاظ على خصوبة التربة ودعم نمو النباتات. تربط الكائنات غيرية التغذية تدفق الطاقة والمواد العضوية عبر النظم البيئية، وترتبط عملياتها البيولوجية بالأنظمة الجوية والكيميائية والجيولوجية. ^{[ 57 ]}

تُقيم الكائنات غيرية التغذية علاقات معقدة مع الكائنات ذاتية التغذية في النظم البيئية. فبينما تعتمد هذه الكائنات على الكائنات ذاتية التغذية للحصول على المركبات العضوية الغنية بالطاقة، تدعم الكائنات غيرية التغذية نمو الكائنات ذاتية التغذية عن طريق إطلاق المعادن وثاني أكسيد الكربون (CO2 ₎ . ويتجلى هذا الترابط في العلاقات التكافلية، مثل تلك التي تربط المرجان بالطحالب، حيث يُفيد تبادل المغذيات كلا الطرفين. ^{[ 58 ]}

وبالتالي فإن الأنشطة البيوجيوكيميائية للكائنات غيرية التغذية جزء لا يتجزأ من عمل النظام البيئي، حيث تؤثر على توافر العناصر الغذائية، وتكوين الغلاف الجوي، وإنتاجية كل من البيئات الأرضية والمائية.