Гетеротрофы

Определения и обозначения

Гетеротрофы — организмы, получающие готовые органические вещества из окружающей среды и использующие их для питания. Они не образуют всю необходимую органику из неорганических веществ самостоятельно, поэтому зависят от пищи. К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.

Голозойное питание — поступление твёрдой пищи внутрь организма с последующим перевариванием и всасыванием питательных веществ. Пища сначала оказывается внутри, а затем расщепляется в пищеварительной системе. Так питаются многие животные, в том числе дождевой червь и волк.

Сапротроф — организм, питающийся органическими веществами мёртвых остатков и разлагающий их внешними ферментами. Ферменты расщепляют сложные вещества вне клеток гриба или бактерии, после чего простые вещества всасываются. Сапротрофы помогают возвращать вещества из остатков организмов в окружающую среду.

Паразит — организм, использующий живой организм-хозяин как источник питания и место обитания. Хозяин предоставляет паразиту питательные вещества, а сам часто испытывает вред. Это понятие отличает паразитов от организмов, питающихся мёртвой органикой.

Как это устроено

Гетеротроф не может самостоятельно создавать органические вещества из неорганических так, как это делают автотрофы при фотосинтезе. Поэтому ему необходим уже готовый источник органики. Им могут быть растения, животные, грибы, бактерии или остатки организмов. Большинство гетеротрофов получает вещества прямо или косвенно от автотрофов: например, хищник ест травоядное животное, которое питалось растениями.

Способ поступления пищи зависит от того, где находится источник органических веществ и как организм приспособлен его использовать. При голозойном питании пища поступает внутрь тела, а при сапротрофном организм выделяет ферменты на мёртвый материал и поглощает растворённые продукты. Паразит получает питательные вещества от живого хозяина, например через поверхность тела или специальные органы. Так разные типы питания позволяют использовать пищу, находящуюся внутри организма, в остатках или в тканях хозяина.

Пищеварительные ферменты нужны потому, что многие вещества пищи слишком крупные и сложные для непосредственного всасывания. Ферменты ускоряют их расщепление на более простые молекулы, которые могут пройти через клеточные мембраны. У животных такое переваривание обычно происходит внутри пищеварительной системы. Сапротрофы, напротив, начинают расщеплять пищу вне своего тела, а затем поглощают получившиеся вещества.

Поступившие органические вещества организм использует не только для получения энергии. При клеточном дыхании часть органических молекул расщепляется, и высвобождаемая энергия обеспечивает работу клеток. Другие молекулы или продукты их переработки идут на построение клеточных структур и образование нужных организму веществ. Поэтому питание одновременно поддерживает жизнедеятельность и рост, а не сводится к одному лишь разрушению пищи.

Гетеротрофы занимают разные места в пищевых цепях и круговороте веществ. Животные поедают растения или других животных, а грибы и многие бактерии разлагают мёртвые остатки. Разложение делает вещества доступными для дальнейшего использования, в том числе растениями. Благодаря этому органическое вещество переходит между организмами, а вещества возвращаются в среду.

Основные способы гетеротрофного питания

Чтобы определить тип питания, сначала выясните, откуда организм получает органические вещества, а затем — как они поступают и перевариваются. Особенно важно различать мёртвый источник пищи и живого хозяина: это помогает не спутать сапротрофа с паразитом. Таблица показывает основные признаки, хотя конкретные приспособления у организмов могут различаться.

Разбор задач

Задача 1. Распределите дождевого червя, белый гриб, волка, плесневый гриб и ленточного червя по типам гетеротрофного питания и обоснуйте ответ.

1. Уточним, что дождевой червь заглатывает пищу, а волк поедает других животных. Для них характерно голозойное питание, при котором пища попадает внутрь организма.
2. Белый гриб и плесневый гриб получают растворённые вещества из органического материала. Если источник — мёртвые остатки, это сапротрофный способ питания.
3. Ленточный червь живёт в организме хозяина и получает от него питательные вещества. Значит, его относят к паразитам.

Ответ: дождевой червь и волк — голозойные организмы; белый и плесневый грибы — сапротрофы; ленточный червь — паразит. При классификации нужно учитывать источник пищи и способ её получения, а не только внешний вид организма.

Задача 2. Объясните, почему гриб, растущий на отмершем пне, относят к сапротрофам, а растение-паразит — к паразитам, хотя оба получают готовые органические вещества.

1. Сначала определим, жив ли источник пищи. Отмерший пень — мёртвый остаток, поэтому гриб разлагает органические вещества с помощью внешних ферментов и поглощает продукты расщепления.
2. Затем рассмотрим растение-паразит. Оно получает готовые вещества от живого растения-хозяина, а не из мёртвого материала.
3. Сравним результат: решающий признак — состояние источника органики, а не сам факт получения готовой пищи. Мёртвый источник соответствует сапротрофному питанию, живой хозяин — паразитическому.

Ответ: гриб на пне — сапротроф, потому что питается мёртвой органикой; растение-паразит — паразит, потому что использует живой организм-хозяин. Оба гетеротрофны, но источники питания у них различаются.

Задача 3. Составьте пищевую цепь с участием растения, растительноядного животного, хищника и сапротрофа. Укажите, какие вещества и энергия переходят между звеньями.

1. Начнём с растения: оно создаёт органические вещества и запасает в них энергию. Растительноядное животное получает часть этих веществ и энергии, поедая растение.
2. Поставим следующим звеном хищника, который поедает растительноядное животное. Так органическое вещество и часть заключённой в нём энергии передаются дальше.
3. Добавим сапротрофа, который использует остатки растений и животных после их гибели. Он разлагает органические вещества, а высвобождаемая энергия расходуется на жизнедеятельность и рассеивается в виде тепла.

Ответ: растение → растительноядное животное → хищник → сапротроф. Между звеньями передаются органические вещества и запасённая в них энергия; при разложении вещества возвращаются в окружающую среду и могут снова использоваться растениями.

Типичные ошибки

• Считать всех гетеротрофов животными. Такую ошибку допускают, если ориентируются только на привычные примеры животных. Грибы и многие бактерии тоже получают готовые органические вещества, а некоторые растения могут быть паразитами. Проверьте себя вопросом: откуда организм получает органику, а не к какому царству он относится?
• Путать сапротрофов с паразитами. Оба типа питания связаны с готовой органикой, поэтому их легко смешать. Но сапротроф использует мёртвые остатки, а паразит — живого хозяина. Чтобы выбрать верный термин, определите, жив ли источник пищи.
• Считать гетеротрофов полностью независимыми от автотрофов. Гетеротроф может не питаться растениями напрямую, и это создаёт впечатление независимости. Однако пища хищника часто происходит от травоядного, которое получило органику от растений. Проследите цепь питания назад: обычно её начало связано с автотрофом.
• Думать, что органические вещества только расщепляются. Такое представление возникает из-за внимания к пищеварению. Часть веществ действительно расщепляется с высвобождением энергии, но продукты питания также идут на построение клеток. Проверьте себя: питание обеспечивает и энергию, и материал для роста.

Связь с другими темами

Для понимания гетеротрофного питания нужно различать органические и неорганические вещества, знать основы клеточного дыхания и понимать роль ферментов. Сравнение гетеротрофов с автотрофами помогает увидеть различие между созданием органики и получением готовой пищи. Эти знания пригодятся при изучении пищевых цепей, круговорота веществ, экосистем и роли редуцентов — организмов, разлагающих органические остатки.

Что запомнить

• Гетеротрофы используют готовые органические вещества.
• К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.
• Голозойные организмы заглатывают пищу и переваривают её внутри организма.
• Сапротрофы используют органические вещества мёртвых остатков.
• Паразиты получают питательные вещества от живого хозяина.
• Гетеротрофы участвуют в передаче энергии и круговороте веществ в экосистемах.