Die grundlegenden Prozesse der Ernährung und des Energiestoffwechsels in der Natur lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen.
Die autotrophe Ernährung ist charakteristisch für Pflanzen und einige autotrophe Organismen, die durch Fotosynthese ihre eigene Nahrung aus anorganischen Stoffen produzieren können. Dabei wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt und in Form von Glucose gespeichert. Diese wird teilweise in Stärke umgewandelt, um als Energiereserve zu dienen. Die stoff- und energieumwandlung findet in den Chloroplasten statt, wo durch komplexe biochemische Prozesse aus Kohlendioxid und Wasser organische Verbindungen entstehen.
Im Gegensatz dazu steht die heterotrophe Ernährung, die für Tiere und viele Mikroorganismen typisch ist. Bei der heterotrophen Assimilation müssen diese Lebewesen organische Substanzen aus ihrer Umgebung aufnehmen, da sie nicht zur Eigensynthese fähig sind. Ein wichtiges heterotrophe Assimilation Beispiel ist die Verdauung von Nahrung im tierischen Organismus. Die aufgenommenen Nährstoffe werden durch Dissimilation in kleinere Einheiten zerlegt und zur Energiegewinnung genutzt. Die Wurzel spielt bei Pflanzen eine zentrale Rolle bei der Nährstoffaufnahme. Der Aufbau Wurzel ist hochspezialisiert mit verschiedenen Gewebeschichten wie Wurzelrinde, Endodermis und Zentralzylinder. Besonders wichtig sind die Wurzelhaare, die durch ihre große Oberfläche die Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen ermöglichen. Die Funktion nebenwurzel besteht in der zusätzlichen Verankerung und Erschließung weiterer Bodenbereiche. Diese komplexen Systeme der Ernährung und des Energiestoffwechsels sind fundamentale biotische Umweltfaktoren, die das Leben auf der Erde ermöglichen.
