Гетеротрофы

Тема: Гетеротрофы

• Экосистема - биологическая система, состоящая из сообществ живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.
• Автотрофы - организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических. Они составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов

 
 

ЭКОСИСТЕМА

• Гетеротрофы − это организмы, использующие для своего питания чужие тела (живые или мертвые), то есть готовые органические вещества. Очевидно, что жизнедеятельность гетеротрофов полностью определяется синтетической активностью автотрофов.
• Среди гетеротрофов выделяют три группы организмов: убивающие объект питания (хищники); питающиеся за счёт других организмов, но не убивающие их (паразиты, кровососы); питающиеся отмершей органикой.
• Гетеротрофы имеют более богатое видовое разнообразие, нежели автотрофы, тем не менее, общая их существенно меньше. Гетеротрофные организмы выполняют в экологических системах роль консументов (к ним относят всех животных, часть микроорганизмов, паразитических и насекомоядных растений) и редуцентов (главным образом грибов и бактерий). Последние в процессе своего питания превращают пищу − органические остатки − в неорганические вещества, возвращая таким образам их в биосферу. Биомассу, которую образуют гетеротрофы, называют вторичной.

• Консументы (от лат. consumе — употреблять) — гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических.
• Консументы I порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы.

    Консументы II порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.

• Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.
• Экологическая роль редуцентов: возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот

• Гетеротрофными  организмами являются все животные и незеленые растения: грибы и большинство бактерий.
• Гетеротрофы получают пишу 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 пишу, 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.

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. 

Для удобства можно  выделить следующие типы гетеротрофного питания: голозойное, сапротрофное, мутуализм и паразитизм, хотя иногда довольно трудно провести четкую границу между перечисленными формами.  

• 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.

 
 

Голозойное  питание

• Организмы, питающиеся мертвыми или разлагающимися органическими  остатками называются сапротрофами. Для обозначения таких организмов иногда используют другие термины, означающие, однако, то же самое — сапрофиты (сапрофитное питание) и сапробионты (сапробионтное питание).
• Многие грибы и бактерии являются сапротрофами, например грибы Mucor, Rhizppus и дрожжи. Для переваривания сапротрофы выделяют в пищу ферменты, а затем поглощают и усваивают продукты этого внеклеточного переваривания. Сапротрофы питаются мертвыми органическими остатками растений и животных.
• Таким образом, сапротрофы уничтожают органические остатки путем их разложения. Многие из образующихся простых веществ не используются самими сапротрофами, поэтому они поступают в пищу растениям. Следовательно, активность сапротрофов обеспечивает весьма важные связи между круговоротами биогенных элементов, делая возможным возврат этих элементов живым организмам.

 
 

Сапротрофное питание

Внеклеточное  переваривание и  всасывание на примере  грибов Mucoru Rhizopus.

• Термин симбиоз буквально означает «совместная жизнь». Он был введен немецким ученым де Бари в 1879 г., который описал это явление как «совместное существование разноименных организмов». Другими словами, симбиоз — это ассоциация между двумя или большим числом организмов разных видов.
• Симбиоз — это совместное проживание в тесном взаимодействии двух или более организмов различного вида. Многие подобные ассоциации состоят из трех и более «партнеров» с совместным питанием. Существует три основных типа симбиотических отношений:
• 1) мутуализм, или взаимовыгодные отношения обоих «партнеров». В качестве важного примера мутуализма можно привести образование корневых клубеньков бактерией Rhizobium. Другими примерами служат микориза и эндосимбиоз. 
  2) паразитизм, при котором выгоду получает один «партнер», причиняя другому вред. Паразиты, живущие на наружной поверхности хозяина, называются эктопаразитами, паразиты, обитающие внутри хозяина, получили название эндопаразитов 
  3) комменсализм - представляет собой тесную связь между двумя живыми организмами разных видов, выгодную для одного из них (комменсала) и никак не влияющую на другого (хозяина)

 

Симбиоз: мутуализм, паразитизм, комменсализм