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La nutrición autótrofa es la capacidad de ciertos organismos de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos.
Se denominan autótrofos porque generan sus propios alimentos, a través de sustancias inorgánicas para su metabolismo. Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía.
Los seres autótrofos pueden clasificarse en: fotosintéticos y quimiosintéticos. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis se llaman fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos, como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos, para producir energía se llaman quimiolitotróficos.
Los seres heterótrofos, como los animales, los hongos y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos, ya que aprovechan la materia que estos contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas.
Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos, porque la energía obtenida de sus presas procede en última instancia de los seres autótrofos que sus presas comieron.