Способы питания.

Способы питания. Автотрофное и гетеротрофное питание. Хемосинтез

Теория:

Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. По способу получения необходимых для жизнедеятельности органических веществ все клетки (и живые организмы) подразделяют на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофные организмы

Автотрофные организмы способны самостоятельно синтезировать необходимые им органические вещества, получая из окружающей среды только источник углерода (CO2), воду (H2O) и минеральные соли.

Автотрофы подразделяются на две группы: фотосинтетики (фототрофы) и хемосинтетики (хемотрофы).

Для фотосинтетиков источником энергии для реакций биосинтеза служит солнечный свет. К фототрофам относятся клетки зеленых растений, содержащие хлорофилл, и бактерии, способные к фотосинтезу (например, цианобактерии).

Хемосинтетики используют для синтеза органических веществ энергию, высвобождающуюся в ходе химических превращений неорганических соединений.

Хемосинтез — образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.

Хемосинтетики — единственные организмы на Земле, не зависящие от энергии солнечного света. К ним относятся некоторые виды бактерий:

• железобактерии  окисляют двухвалентное железо до трехвалентного:

          Fe2+→Fe3++E;

• серобактерии  окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты:

          H2S+O2=2H2O+2S+E,

          H2S+O2=2H2SO4+E;

• нитрифицирующие бактерии  окисляют аммиак до азотистой и азотной кислот, которые, взаимодействуя с почвенными минералами, образуют нитриты и нитраты:

          NH3→HNO2→HNO3+E.

Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия переводится в энергию макроэргических связей АТФ  и только затем тратится на синтез органических соединений.

Роль хемосинтетиков велика, так как они являются непременным звеном природных круговоротов важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Они разрушают горные породы, участвуют в образовании полезных ископаемых, применяются в очистке сточных вод (серобактерии). Нитрифицирующие бактерии обогащают почву нитритами и нитратами, в форме которых растениями усваивается азот.

Гетеротрофные организмы

Гетеротрофные организмы не могут самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических соединений и нуждаются в их постоянном поглощении извне. Питаясь пищей растительного и животного происхождения, они используют энергию, запасённую в органических соединениях, и строят из полученных веществ собственные белки, липиды, углеводы и другие биополимеры.

К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.

В зависимости от того, откуда гетеротрофные организмы получают питательные вещества, их делят на группы: сапрофиты, паразиты, голозои.

Сапрофиты (сапротрофы) питаются мертвыми органическими остатками (бактерии гниения, брожения, молочнокислые бактерии, многие грибы).

Паразиты существуют только на живых организмах, нанося им вред (болезнетворные бактерии, грибы-паразиты растений, животных и человека; паразитические животные и растения). 

Третья группа гетеротрофов — голозои. Голозойное питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ. Оно чаще наблюдается у многоклеточных животных, имеющих пищеварительную систему. Голозойно питающихся животных можно подразделить на плотоядных, растительноядных и всеядных.

Миксотрофные организмы

Существуют также организмы, способные использовать как автотрофный, так и гетеротрофный способы питания. Такие организмы называют миксотрофы. Это, например, эвглена зеленая, которая на свету является фототрофом, а в темноте — гетеротрофом.

Некоторые растения, например, венерина мухоловка или росянка, способны пополнять нехватку азота ловлей и перевариванием насекомых.

Другие растения частично перешли к паразитическому образу жизни и могут получать органические вещества из организма хозяина при помощи особых видоизменений корней (омела, петров крест, повилика).

Полученные авто- или гетеротрофным путем органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. За счет энергии химических связей этих веществ обязательно синтезируется универсальный источник энергии — АТФ.