1. Способы питания. Автотрофное и гетеротрофное питание. Хемосинтез

Всем живым организмам требуется пища и питательные вещества. По способу усвоения углерода и способу образования органических веществ все клетки (и живые организмы) подразделяют на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофные организмы образуют органические вещества самостоятельно, используя только углекислый газ  (${\mathit{CO}}_2$), воду ($H_{2}O$) и минеральные соли.

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

Фотосинтетики в качестве источника энергии для образования органических веществ используют солнечную энергию. К фототрофам относятся хлорофиллосодержащие клетки растений и некоторые бактерии (например, цианобактерии).

Источником энергии для хемосинтетиков являются химические реакции с участием неорганических веществ. Эти организмы в отличии от всех остальных не зависят от энергии Солнца.

К хемосинтезирующим организмам относятся некоторые виды бактерий:

          ${\mathit{Fe}}^{2+}$\(→\)${\mathit{Fe}}^{3+}$ \(+\) $E$;

          $H_{2}S+O_2=2H_{2}O+2S+E$,

 

          $H_{2}S+O_2=2H_{2}S{O}_4+E$;

          ${\mathit{NH}}_3$\(→\)${\mathit{HNO}}_2$\(→\)${\mathit{HNO}}_3$ \(+\) $E$.

 

Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия сначала аккумулируется в макроэргических связях АТФ, а затем используется при биосинтезе органических веществ.

 

Хемосинтетики имеют важное значение, так как они участвуют в круговороте химических элементов: серы, азота, железа и др. Они разрушают горные породы, участвуют в образовании полезных ископаемых и обогащении почвы необходимыми для растений элементами, применяются в очистке сточных вод (серобактерии).

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 биомолекулы.

 

К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.

В зависимости источника питательных веществ выделяют три группы гетеротрофных организмов: сапрофиты, паразиты, голозои.

 

Сапрофиты (сапротрофы) питаются мёртвыми органическими остатками (бактерии гниения, брожения, молочнокислые бактерии, часть грибов).

 

Паразиты обитают на живых организмах и питаются за их счёт. К этой группе относятся патогенные бактерии и грибы-паразиты, а также паразитические животные и растения.

 

Голозои — это организмы, которые способны захватывать пищу, поглощать её и переваривать внутри тела. Такой тип питания у некоторых простейших (амёб, инфузорий) и у животных с развитой пищеварительной системой. Среди таких животных есть плотоядные, растительноядные и всеядные.

Известны живые организмы, которые в зависимости от условий способны питаться как автотрофным способом, так и гетеротрофным. Такие организмы называют миксотрофы. Примером может служить эвглена зелёная, которая на свету осуществляет фотосинтез, а в темноте питается готовыми органическими веществами.

 

Известны растения, которые дополняют фотосинтез гетеротрофным питанием — поглощением мелких насекомых. Примеры таких хищных растений: венерина мухоловка, пузырчатка, росянка. Таким образом эти растения добывают азот, необходимый для синтеза белков.

 

 

Существуют растения-паразиты, которые  полностью или частично обеспечивают себя органическими веществами за счёт других растений, на которых они поселяются  (омела, заразиха, петров крест, повилика).

 

Органические вещества, полученные клеткой, затем подвергаются диссимиляции и за счёт содержащейся в них энергии образуется $\mathit{АТФ}$, которая служит универсальным источником энергии.