БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

8. ГЕТЕРОТРОФНОЕ ПИТАНИЕ

Как отмечалось в начале гл. 7, питание представляет собой процесс получения энергии и веществ для клеточного метаболизма, в том числе для репарации и роста клеток. Гетеротрофные организмы, или гетеротрофы — это организмы, которые используют органические источники углерода (рис. 8.1). Было бы весьма полезным, если вы еще не сделали этого, прочитать разд. 7.1 и 7.2 на этом этапе.

Рис. 8.1. А. Зебры, поедающие траву. Трава содержит энергию, полученную от солнечного света и углерод, полученный из диоксида углерода в процессе фотосинтеза (автотрофное питание). Зебра получает энергию и углерод из травы (гетеротрофное питание). Б. Лев, поедающий зебру. Лев — плотоядное животное, а зебра — травоядное.

Выживание гетеротрофов прямо или косвенно зависит от активности автотрофов. Все животные, грибы и большинство бактерий являются гетеротрофами (табл. 2.3). Практически все они получают энергию, потребляя пищу; именно вопросам, связанным с питанием гетеротрофов, будет посвящена данная глава. Существуют, однако, некоторые бактерии, способные использовать энергию света для синтеза собственных органических соединений из другого органического сырья. Таких бактерий называют фотогетеротрофами (табл. 2.3).

Гетеротрофы получают пищу самыми разнообразными способами. Однако пути превращения пиши в удобную для усвоения форму у многих организмов сходны и состоят из следующих процессов:

1) переваривание — расщепление крупных и сложных молекулярных комплексов, составляющих пищу, до более простых и растворимых форм;

2) всасывание — поглощение растворимых молекул, полученных в результате переваривания, тканями организма;

3) ассимиляция — использование поглощенных молекул для тех или иных целей.

Для удобства можно выделить следующие типы гетеротрофного питания: голозойное, сапротрофное, мутуализм и паразитизм, хотя иногда довольно трудно провести четкую границу между перечисленными формами. В разд. 8.1 будут рассмотрены все эти типы.

8.1. Типы гетеротрофного питания

8.1.1. Голозойное питание

Термин голозойное применим в основном к диким животным, со специализированным пищеварительным трактом, или каналом. Большинство животных голозойные.

Голозойное питание включает следующие процессы.

1. Заглатывание обеспечивает захват пищи.

2. Переваривание — это расщепление крупных органических молекул на более мелкие и легче растворимые в воде. Переваривание можно разделить на два этапа. Механическое переваривание, или механическое разрушение пищи, например зубами. Химическое переваривание — это переваривание при помощи ферментов. Реакции, осуществляющие химическое переваривание, называются гидролитическими. Переваривание может быть, как внеклеточным (происходит вне клетки), так и внутриклеточным (происходит внутри клетки).

3. Всасывание представляет собой перенос растворимых молекул, полученных в результате расщепления питательных веществ, через мембрану в соответствующие ткани. Эти вещества могут попадать либо непосредственно в клетки, либо сначала в кровяное русло, а уже затем переноситься в разные органы.

4. Усвоение (ассимиляция) — это использование поглощенных молекул для обеспечения энергией или веществами всех тканей и органов.

5. Выделение (экскреция) — эвакуация из организма непереваренных остатков пищи и выведение конечных продуктов обмена.

Животные, питающиеся растениями, называются растительноядными, питающиеся другими животными — плотоядными, а питающиеся смешанной пищей, т. е. и животной, и растительной, — всеядными. Некоторые животные (микрофаги) питаются мельчайшими частицами, например дождевые черви или фильтрующие организмы, такие как двустворчатые моллюски. Другие поглощают пищу в жидком виде, как, например, тли, бабочки и комары. Бывают животные, которые используют в пищу относительно крупные частицы, например гидра и актинии, захватывающие добычу щупальцами, или же крупные плотоядные, например акулы.