Типы питания

На этой странице вы узнаете

• Есть ли среди растений хищники?
• Благодаря кому поддерживается жизнь в той толще океана, куда не проникает даже свет?
• На каком распутье находится эвглена зеленая?

«Мы есть то, что мы едим», говорил Гиппократ и был прав, подчеркивая важность питания в нашей жизни. Пища приносит нам не только удовольствие, она необходима нам для получения энергии, она поддерживает нашу жизнь. Именно поэтому если мы очень голодны, то мы испытываем слабость, головокружение и упадок сил. О том, как питаются животные, мы еще более-менее знаем, но как обстоят дела со всеми другими организмами? Разбираемся в этой статье. 

Питание

Тип питания — это стратегия питания, которой придерживается живой организм для поддержания нормального течения своих процессов жизнедеятельности. 

Для того, чтобы любой живой организм рос и развивался, ему нужна энергия, а то, каким способом он эту энергию получает — это и есть его тип питания. По типу питания организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов. 

Автотрофы — это организмы, которые способны превращать неорганические вещества в органические. 

При расщеплении органических веществ выделяется необходимая для жизни энергия. Получается, что эти организмы способны сами, в своем теле образовывать необходимую энергию. Автотрофы как поварята — сами готовят себе еду.

Корень «авто» означает «сам»: автомобиль — машина, которая движется сама, от собственного двигателя, автобиография — рассказ о самом себе, автотроф — организм, самостоятельно готовящий себе пищу.

Гетеротрофы — это организмы, которые не могут образовывать органические вещества из неорганических и поэтому должны получать их из окружающей среды.

Гетеротрофы получают энергию из органических веществ, которые синтезируются автотрофами. Можно сказать, что гетеротрофы предпочитают не стоять у плиты, как автотрофы, а ходить кушать в ресторан. 

Чтобы еще лучше понять различия между этими типами питания, представим родителей и детей. Аналогом энергии в этом примере будут деньги. Родители зарабатывают их самостоятельно, как автотрофы, а вот дети не могут делать это сами, и получают карманные деньги на расходы от родителей, как гетеротрофы. Пример упрощенный, он нужен только для того, чтобы проиллюстрировать разницу в самостоятельности получения энергии. На самом же деле, люди, как и все остальные представители царства Животные, относятся к гетеротрофам, потому что…

Синтезировать органические вещества из неорганических в своем собственном теле могут только растения и некоторые бактерии.

Автотрофы

Автотрофы тоже бывают разными. Среди них выделяют фототрофов и хемотрофов. 

В слове фототроф есть корень «фото», который означает «свет». Фототрофы для образования органических веществ используют энергию солнечного света. Под его воздействием идет процесс фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа образуется кислород и глюкоза. Более подробно об этом процессе можно прочитать в статье «Фотосинтез, хемосинтез, энергетический обмен». К фототрофам относятся растения и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). 

Есть ли среди растений хищники? Некоторые растения произрастают в условиях недостатка неорганических веществ, особенно азота. Чтобы восполнить его нехватку, они захватывают мелких насекомых и переваривают их вне клеток. Для этого они выделяют пищеварительный сок с ферментами и кислотами, которые расщепляют добычу. Встречается целых 600 видов этих растений, среди них — росянка обыкновенная, венерина мухоловка.

Хемотрофы для процессов жизнедеятельности используют энергию окисления неорганических веществ. Этот процесс называется хемосинтез. 

Серобактерии используют энергию, которая выделяется при окислении восстановленных соединений серы — сульфидов и сероводорода. Чаще всего эти бактерии обитают рядом с озерами и вулканами, у места выхода сульфидных руд и минеральных источников сероводорода. 

Благодаря кому поддерживается жизнь в той толще океана, куда не проникает даже свет? На дне океана действуют гидротермальные источники, известные как «черные курильщики». Из них в океаны под большим давлением выбрасывается горячая вода с сульфидами железа, меди и никеля, которые имеют черную окраску — отсюда и название источников. Несмотря на свое мрачное название, черные курильщики являются оазисами океана — на той глубине, куда не проникает даже свет, возможна жизнь. Дело в том, что там обитают серобактерии, которые производят органические вещества из сульфидов.

Железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного. Они тоже содержатся в водах минеральных источников, а также встречаются в заболоченных местах. Это связано с тем, что отложения на дне болот создают восстановительную среду, там и происходит восстановление солей железа. 

Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак и соли аммония до нитратов и используют выделившуюся энергию для процессов жизнедеятельности. Остатки разлагающихся растений и животных выделяют в почву ионы аммония. После этого две группы бактерий работают в два этапа: 

• на первом — нитритные бактерии окисляют аммиак до нитрита;
• на втором — нитратные бактерии окисляют нитрит до нитрата, который участвует во многих обменных процессах в живой клетке.

Азот входит в состав белков, а они являются главным структурным материалом клеток — из них, как из кирпичиков, строится любой живой организм. Нитрифицирующие бактерии обеспечивают круговорот азота в биосфере, поэтому они очень важны. Наибольшее содержание этих бактерий — в почвах, богатых органикой, то есть черноземах и красноземах.

Если бы серобактерии, железобактерии и нитрифицирующие бактерии выбирали, где провести отпуск, то:

— первые из них отправились бы на Аляску, где расположено больше всего вулканов; 

— вторые — в Бразилию, где есть огромная заболоченная зона;

— третьи — в Воронеж, потому что там черноземная почва. 

Что ж, о вкусах не спорят!..

Интересный факт: в конце 19 века считалось, что единственные автотрофные организмы — это растения. Каково было удивление всех ученых, когда в 1887 году русский микробиолог С.Н. Виноградский доказал возможность получения энергии не только за счет фотосинтеза, но и благодаря окислению сероводорода. Так был открыт хемосинтез.

Гетеротрофы

К гетеротрофам относятся животные и грибы, паразитические растения, не имеющие хлорофилла, многие бактерии. Все гетеротрофы ничего не производят, а лишь используют готовую органику, созданную автотрофами. Не зря в пищевой цепи автотрофы стоят всегда перед гетеротрофами. Но и среди гетеротрофов есть две отдельные группы — фаготрофы и осмотрофы. 

Фаготрофы питаются другими организмами. К ним относятся животные. Они захватывают твердые частицы пищи (например, куски мяса) внутрь, где происходит переваривание и всасывание питательных веществ. На одном из этапов пищеварения происходит фагоцитоз — процесс, при котором клеточные мембраны полностью окружают частицы пищи и захватывают их внутрь. 

Так происходит на уровне организма: 

А вот так — на уровне клетки:

Осмотрофы питаются без захвата твердых пищевых частиц. Они поглощают органические вещества из растворов непосредственно через покровы клетки. К осмотрофам относятся бактерии, простейшие, грибы и растения. Можно сказать, что все они — любители соков и смузи. 

Среди гетеротрофов есть и те, кто довольствуется малым, и настоящие привереды. Например, дрожжам для полного счастья нужно только одно органическое вещество — глюкоза. А вот млекопитающие не смогут прожить без целого ряда питательных веществ, одних незаменимых аминокислот им требуется порядка 10.  

Миксотрофы и автогетеротрофы

Среди живых организмов есть те, которых мы не можем отнести ни к автотрофам, ни к гетеротрофам. В ходе своего эволюционного развития они так и не определились, или, наоборот, угнались за двумя зайцами — питаются обоими указанными способами. 

Автогетеротрофы — это организмы, одновременно совмещающие гетеротрофное и автотрофное питание. Яркий представитель автогетеротрофов — это лишайник. В его состав входят зеленые водоросли или цианобактерии, которые выступают автотрофами и осуществляют фотосинтез. Они окружены грибницей, которая не может синтезировать органические вещества сама и получает их из водорослей или цианобактерий. 

На каком распутье находится эвглена зеленая? Миксотрофы — это организмы, способные использовать разные источники для синтеза органических веществ. Они могут быть фототрофами и хемотрофами, автотрофами и гетеротрофами, чередуя эти типы питания. Так, эвглена зеленая содержит хлорофилл и на свету может фотосинтезировать, обеспечивая автотрофное питание, а в темноте она не против полакомиться и чужими органическими веществами и ведет себя как гетеротроф. «Пойдешь направо — автотрофом будешь, налево — гетеротрофом станешь», — вот на каком распутье находится эвглена зеленая.

Фактчек

• Тип питания — это стратегия питания, которой придерживается живой организм для обеспечения процессов жизнедеятельности. Есть два основных типа питания — автотрофный и гетеротрофный. 
• Автотрофы могут образовывать все необходимые им органические вещества из неорганических веществ с помощью энергии солнечного света (фототрофы) или с помощью энергии окисления неорганических веществ (хемотрофы).
• Среди хемотрофов наиболее известные — серобактерии, железобактерии и нитрифицирующие бактерии.
• Гетеротрофы используют готовые органические вещества, при этом фаготрофы поглощают твердые частицы, а осмотрофы поглощают органические вещества из растворов непосредственно через покровы клетки.
• Существуют организмы со смешанным типом питания — миксотрофы (способны использовать разные источники для синтеза органических веществ и чередовать их) и автогетеротрофы (используют два типа питания параллельно).

Проверь себя

Задание 1.
Какие организмы самостоятельно синтезируют питательные вещества?

1. фаготрофы
2. гетеротрофы
3. автотрофы

Задание 2.
Что делают нитритные бактерии?

1. окисляют железо 
2. фотосинтезируют
3. окисляют NH3 до нитрита
4. окисляют нитрит до нитрата

Задание 3.
Кто относится к фаготрофам?

1. одуванчик 
2. мухомор
3. белка
4. лишайник 

Задание 4.
Что делают железобактерии?

1. окисляют двухвалентное железо до трехвалентного
2. окисляют трехвалентное железо до двухвалентного
3. фотосинтезируют
4. получают органические вещества извне 

Ответы: 1. — 3; 2. — 3; 3. — 3; 4. — 1.