ГЕТЕРОТРОФЫ: ФАГОТРОФЫ, ОСМОТРОФЫ - Питание: автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы и пищеварение - Жизнь и жизнедеятельность

Организмы, неспособные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических и использующие готовые, т.е. созданные другими живыми существами органические вещества, называют гетеротрофы — это все животные, часть протистов, большинство бактерий и 638 видов растений. Из захваченной пищи они извлекают энергию для жизнедеятельности, а также специфические атомы и молекулы, используемые как строительный материал в процессах онтогенеза, регенерации и размножения, т.е. жизнедеятельности. Вместе с пищей гетеротрофы получают также коферменты и витамины, которые не синтезируются в их организмах.

Процесс питания гетеротрофов можно условно разделить на пять больших стадий: поглощение пищи, переваривание, транспорт, ассимиляция и выделение (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.

2) сапротрофный, когда организм питается растворами простых органических веществ. Иногда сапротрофы выделяют ферменты непосредственно на субстрат, а затем всасывают образовавшиеся питательные вещества. Уничтожая мёртвые растения и животных, сапротрофы играют важную роль в круговороте веществ.

Кроме того, (чисто умозрительно), животные, питающиеся голозойно, делятся на микрофаги, 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 протисты, 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:

• 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 (медузы, гидры, каракатицы, осьминоги, кальмары); пища захватывается щупальцами (иногда перед этим жертва парализуется ядом), после чего поглощается;

• соскабливание (садовая улитка); пища соскабливается при помощи специальной тёрки (радула), 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 (с предварительным прокалыванием источника пищи) осуществляется при помощи измененного ротового аппарата, — обычно, хоботка (комары) или хелицеры (пауки, клещи).

Главным энергетическим компонентом пищи гетеротрофов является глюкоза (С₆Н₁₂О₆). Она расщепляется в клетках в две стадии. Во время первой стадии — гликолиза (безкислородного расщепления) — глюкоза расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты. Эта реакция протекает в цитоплазме, и для неё не требуется присутствия кислорода. Суммарную реакцию гликолиза можно записать так:

С₆Н₁₂О₆ → 2С₃Н₄О₃ + 4Н⁺ + 2АТФ.

Полная запись уравнения гликолиза более сложна: так, для протекания реакции нужны две молекулы АТФ, а на выходе образуется 4 молекулы АТФ (общий выход реакции остаётся прежним: 4 - 2 = 2 молекулы АТФ). Дальнейшая судьба пировиноградной кислоты зависит от наличия кислорода в клетке: если он есть, то кислота полностью окисляется до СО₂ и Н₂О, а при его отсутствии превращается в этанол (С₂Н₅ОН) либо в молочную кислоту (СН₃- СН(ОН)-СООН).