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Le carbone est tellement important pour la vie que les habitants de la Terre sont parfois appelés formes de vie à base de carbone. Les autotrophes sont des organismes capables d'extraire du carbone de l'atmosphère et de le transformer en composants riches en énergie, tandis que les hétérotrophes sont des organismes qui ne produisent pas leur propre nourriture, mais qui doivent l'obtenir en consommant d'autres matières, très souvent les mêmes que celles produites par les autotropes.
Autotrophes
Les organismes autotrophes sont appelés "producteurs" car ils créent leur propre nourriture; le mot "autotrophe" en grec signifie "auto-alimentation". Un petit nombre de bactéries, y compris l'ancien groupe Archae, sont capables de générer des aliments à partir de soufre ou d'autres réactions chimiques, mais la plupart des autotrophes dépendent de la lumière du soleil. En conséquence, ils sont connus comme "phottrophs", un groupe qui englobe toutes les autres bactéries et plantes autotrophes.
La photosynthèse
L'une des méthodes les plus courantes chez les autotrophes est la "photosynthèse". Dans ce processus, des molécules spécialisées capturent le carbone de l'air et le lient à l'eau en utilisant l'énergie produite par la lumière du soleil. Selon la terminologie scientifique habituelle, les molécules qui utilisent de l’eau sont les "hydrates" et le composé carbonique résultant sont les "glucides". Lorsque le processus photosynthétique élimine le carbone de l'air et le convertit en une forme solide, on l'appelle "fixation du carbone". La capacité à fixer le carbone est la principale différence entre les autotrophes et les hétérotrophes.
Hétérotrophes
La plupart des formes de vie, y compris la plupart des bactéries, ne peuvent pas fixer le carbone et ont besoin de tirer leur énergie de la consommation de composés organiques produits par les autotrophes, ou de la réduction de la teneur en soufre ou en hydrogène. Les animaux, y compris les personnes, appartiennent au premier groupe, ainsi que les champignons et les organismes unicellulaires sans noyau cellulaire. De nombreux hétérotrophes sont capables de consommer les glucides produits par les autotrophes et font alors partie d'un grand cycle du carbone, qui implique la plupart des formes de vie.
Mixotrophes
Tous les organismes ne correspondent pas à une division entre autotrophes et hétérotrophes. Si un organisme a besoin de produire son composé carbonique au lieu de celui produit par d'autres, on parle alors d'autotrophe "forcé". Certaines bactéries et autres micro-organismes peuvent toutefois dégager du carbone en raison d'une activité autotrophe ou utiliser d'autres matériaux organiques. Ces organismes ont d’autres noms scientifiques complexes, basés sur la nature exacte de leur production d’énergie, mais relèvent de la catégorie générale des "mixotropes", qui combinent des activités autotrophes et hétérotrophes.