АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Гетеротрофное питание

Гетеротрофно (то есть используя готовые органические соединения) питаются животные, грибы, насекомоядные растения и большинство бактерий. Выживание гетеротрофных организмов тесно связано с активностью автотрофов. Процесс питания гетеротрофов можно условно разделить на пять больших стадий: поглощение пищи, переваривание, транспорт, ассимиляция и экскреция.

Существует два типа гетеротрофного питания.

1. Голозойный, когда благодаря сложному комплексу пищеварительных ферментов организм может употреблять в пищу сложные, чаще всего твёрдые, органические соединения. Голозойный способ питания (от др.-греч. ολο — «весь» и ζῷον — «животное») — питание твёрдыми пищевыми частицами (органической пищей) посредством их захвата внутрь тела организма, которые затем перевариваются и всасываются в пищеварительной системе. Один из видов гетеротрофного питания. Этот способ свойствен большинству животных и насекомоядным растениям. У животных метод предполагает наличие фагоцитоза, когда клеточные мембраныполностью окружают частицы пищи. Противопоставляется голофитному или осмотрофному способу.
2. Сапротрофный, когда организм питается растворами простых органических веществ. Иногда они выделяют ферменты непосредственно на субстрат, а затем всасывают образовавшиеся питательные вещества. Уничтожая мёртвые растения и животные, сапротрофы играют важную роль в круговороте веществ.

Кроме того, животные, питающиеся голозойно, делятся на микрофагов, поглощающих пищу мелкими частицами, и макрофагов, поглощающих пищу большими кусками. По образу жизни гетеротрофов можно разделить на:

• свободноживущих, когда организмы свободно живут в определённой среде (среди них могут быть хищники, травоядные, плодоядные, трупоядные и т.д.);
• симбиотических, когда организмы существуют совместно, получая от этого взаимную выгоду. Так, в пищеварительном тракте жвачных живут ресничные, питающиеся целлюлозой. Они превращают её в соединения, пригодные для самих жвачных;
• паразитических, когда организм обитает на поверхности (эктопаразит) или внутри тела хозяина (эндопаразит), питаясь за его счёт. Паразиты бывают облигатными (не способные жить иначе) и факультативными (при определённых условиях могут переходить на другой тип питания).

Наиболее распространённые способы захвата пищи животными:

• при помощи псевдоподий (амёбы); псевдоподии окружают пищевую частицу, заключая её в пищеварительную вакуоль, наполненную ферментами;
• при помощи ресничек (например, инфузории); расположенные недалеко от ротовой полости ряды ресничек гонят воду с находящимися в ней кусочками пищи (например, бактериями) внутрь, где пища отфильтровывается другими ресничками. Фильтрация может осуществляться также при помощи щетинок, усов (усатые киты) и т. п.;
• при помощи щупалец (каракатицы); пища захватывается щупальцами (иногда перед этим жертва парализуется ядом), после чего поглощается;
• соскабливание (садовая улитка); пища соскабливается при помощи специальной тёрки, расположенной на языке, после чего перетирается в ротовой полости;
• заглатывание; глотки некоторых животных настолько велики, что даже большие куски пищи могут пройти в них без предварительного разжёвывания;
• всасывание; так питаются животные, употребляющие жидкую пищу. Всасывание (возможно, с предварительным прокалыванием источника пищи) осуществляется при помощи измененного ротового аппарата (обычно, хоботка).

В отличие от автотрофов гетеротрофные организмы неспособны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы вынуждены поэтому либо жить за счет автотрофов, либо питаться разлагающимися остатками. К гетеротрофам относятся все животные, грибы и большинство бактерий.
Существуют различные типы гетеротрофного питания. Гетеротрофы могут поедать целые организмы или отдельные их части, а затем переваривать эту пищу и наконец всасывать в ходе процесса, называемого голозойным питанием. Голозойные организмы вынуждены постоянно отыскивать, ловить и поедать другие организмы. Лягушки ловят и поедают мух, кошки поедают птиц, соколы поедают мышей. У голозойных животных в процессе эволюции развились разнообразные чувствительные, нервные и мышечные структуры, помогающие им находить и ловить пищу. Превращение этой пищи в низкомолекулярные соединения, которые могут быть усвоены, происходит при помощи пищеварительной системы. Насекомоядные растения, такие, как венерина мухоловка, росянка и саррацения, помимо способности к фотосинтезу, обладают способностью улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных. От этих организмов растения получают аминокислоты и другие соединения азота, которые ускоряют их рост.
Травоядные животные питаются зелеными растениями и получают из содержимого растительных клеток богатые энергией соединения, которые растения синтезируют, используя энергию солнечного света. Другие голозойные животные — плотоядные (мясоеды) — поедают других животных, питающихся растениями. Многие животные всеядны — они могут питаться как растениями, так и животными. Но в конечном итоге все гетеротрофные организмы получают богатые энергией питательные вещества от автотрофных организмов — зеленых растений, которые используют для синтеза этих соединений солнечную энергию.
Дрожжи, плесневые грибы и большинство бактерий не могут заглатывать твердую пищу; они поглощают необходимые им органические вещества непосредственно через клеточные стенки. Такой тип гетеротрофного питания называется сапрофитным. Сапрофиты могут расти только в таких местах, где имеются разлагающиеся организмы, животные или растительные, или же скопления продуктов жизнедеятельности растений и животных.
Дрожжи — типичные сапрофитные растения. Они нуждаются лишь в неорганических солях, кислороде и определенном типе сахара. Последний служит источником энергии и исходным продуктом для образования всех других необходимых для жизни веществ — белков, жиров, нуклеиновых кислот, витаминов и т. п. При достаточном доступе кислорода дрожжи получают энергию в результате полного окисления глюкозы до двуокиси углерода и воды через цикл превращения органических кислот с образованием лимонной кислоты. При недостатке кислорода дрожжи сбраживают глюкозу с образованием спирта и двуокиси углерода. Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту в ходе гликолиза и дальнейшее превращение пировиноградной кислоты в спирт и двуокись углерода дает всего около ¹/₂ энергии, получаемой при полном окислении глюкозы; поэтому в отсутствие кислорода дрожжи растут очень медленно.
Дрожжи используются для производства всех спиртных напитков, а также технического этилового спирта, используемого во многих производственных процессах в качестве растворителя или сырья, например, для получения пластмасс и синтетического каучука. Дрожжи весьма устойчивы к токсическому действию спирта и продолжают образовывать его до тех пор, пока его концентрация не достигнет 12%, после чего их жизнедеятельность подавляется. Для получения более крепких спиртных напитков (например, коньяка или виски) вино или сусло подвергают перегонке.
При добавлении к тесту дрожжи сбраживают некоторые сахара, превращая их в спирт и двуокись углерода. Большая часть спирта в процессе хлебопечения испаряется, тогда как пузырьки С02 заставляют тесто подниматься, благодаря чему хлеб получается пышным и ноздреватым.
Для некоторых сапрофитов источником энергии, помимо сахаров, могут служить другие органические соединения. Например, хлебная плесень (Neurospora) развивается только на средах, содержащих, помимо солей и сахара, витамин биотин.
Третий тип гетеротрофного питания, встречающийся как у растений, так и у животных, это паразитизм. Паразит живет внутри или на поверхности организма растения или животного, называемого хозяином, и питается за счет последнего. Почти каждый живой организм служит хозяином для одного или большего числа паразитов. Некоторые растения, например омела, питаются частично как паразиты, частично как автотрофы; они содержат хлорофилл и поэтому способны синтезировать некоторые питательные вещества, но ряд других питательных веществ они получают от других растений, врастая в их стебли своими корнями. Паразиты питаются, либо заглатывая и переваривая твердые частицы, либо всасывая органические вещества через клеточные стенки из соков или тканей организма-хозяина. Одни паразиты почти безвредны или совершенно безвредны для хозяина, который иногда даже не замечает их присутствия. Другие вызывают у хозяина определенные заболевания, разрушая его клетки или выделяя токсичные продукты, которые вмешиваются в процессы его обмена веществ. К патогенным (болезнетворным) паразитам человека и животных относятся вирусы, бактерии, грибы, простейшие и ряд червей. Большинство болезней растений вызывается паразитическими грибами, некоторые другие — вирусами, червями или насекомыми.
Поразительно, что обычно распространение данного паразита ограничивается одним или несколькими видами хозяев. Например, большая часть организмов, паразитирующих у человека, не поражает животных или встречается только у животных, наиболее родственных человеку, например у обезьян. Другие паразиты человека имеют весьма разнообразных хозяев и поражают весьма различные виды млекопитающих или птиц. Такие сапрофиты, как дрожжи или хлебная плесень, легко культивируются в лабораторных условиях; для их роста необходимы только минеральные соли, глюкоза и, может быть, один или два витамина. К тому же они способны развиваться при довольно значительных колебаниях температуры. В отличие от них паразитические бактерии развиваются обычно только при температурах, близких к температуре тела хозяина, и на сложных средах, содержащих сахара, аминокислоты и витамины. Некоторые же бактерии растут только при наличии в среде крови, экстрактов из печени или из дрожжей, содержащих один или более неизвестных факторов роста. Наконец, определенные паразиты, например риккетсии и вирусы, можно выращивать только в присутствии живых клеток. Например, вирус полиомиелита может расти в культуре клеток человека или в почке макака-резуса.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 2778 | Нарушение авторских прав