В двух предыдущих статьях на нашем канале
мы рассказали нашим читателям об экосистемах - исторически сложившихся сложных самоорганизующихся, саморегулирующихся и саморазвивающихся структурно-функциональных динамичных системах, характеризующихся наличием относительно замкнутых стабильных в пространстве и времени обменных потоков вещества и энергии между биотической и абиотической частями каждой из них, находящимися в закономерной системообразующей взаимосвязи друг с другом.
Как мы знаем из вышеупомянутых статей, основой существования любой экосистемы является получаемая ею энергия, источником которой может быть либо поток солнечного света, являющийся следствием реакции термоядерного синтеза гелия из водорода на Солнце, либо же внутреннее тепло Земли и химические реакции окисления. Все живые организмы
в любой экосистеме представляют собой открытые системы, зависящие
от поступления энергии и веществ извне; органические и неорганические
вещества необходимы любому живому организму для построения
тканей тела, а энергия - для осуществления процессов жизнедеятельности. Органические и неорганические вещества являются носителями энергии для всех без исключения живых организмов, § а процесс их получения и дальнейшего преобразования в организме с последующим усвоением с целью поддержания своей жизни - называется питанием. Вот о типах питания живых организмов мы и расскажем в настоящей статье.
Как мы помним из вышеупомянутых статей об экосистемах, все живые организмы на нашей планете по типу питания можно подразделить на две основные части:
I. Автотрофов, или продуцентов;
и
II. Гетеротрофов, которые делятся на А) консументов; и Б) редуцентов;
Существует также довольно небольшое количество видов живых организмов, которые могут использовать оба типа питания в зависимости от конкретных условий окружающей среды; такие организмы образуют третий кластер, а именно:
III. Миксотрофов;
Давайте рассмотрим каждую из этих частей более подробно. А начнём мы с организмов-автотрофов.
Организмы-автотрофы могут самостоятельно производить органические вещества из неорганических - воды, углекислого газа и минеральных веществ; на основании используемого ими для этой цели источника энергии их можно разделить на две неравные части:
1. Фотосинтетики - получают энергию в чистом виде от видимой части потока солнечного света и используют её для осуществления фотосинтеза, который представляет собой сложный химический процесс преобразования энергии квантов видимого солнечного света (квант - это неделимая часть какой-либо величины в физике; используется как общее название определённых порций энергии (квант энергии - это определённое количество энергии, излучаемое или поглощаемое квантовой системой, переходящей из одного стационарного состояния в другое) - в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетического пигмента хлорофилла, посредством осуществления процессов поглощения, превращения и использования этой энергии, а также воды и углекислого газа для синтеза органических веществ. Процесс фотосинтеза происходит
в хлоропластах - двухмембранных органеллах класса пластид, содержащихся
в клетках зелёных растений и хромистов, и состоит из двух фаз - световой/светозависимой и темновой/бессветовой; в ходе протекания световой фазы процесса образуются следующие соединения: ~ свободный кислород (образуется вследствие фотолиза (фотолиз - это процесс распада молекулы воды, происходящий под воздействием солнечного света и сопровождающийся выделением в атмосферу большого количества кислорода) воды; ~ АТФ (аденозинтрифосфат) - основной внутриклеточный аккумулятор и источник энергии; ~ НАДФН (никотинамидадениндинуклеот) - универсальный донор атомов водорода; за световой фазой следует бессветовая, или темновая фаза процесса фотосинтеза, которая включает в себя биохимические реакции синтеза органических веществ из неуглеводных соединений с помощью использования энергии, накопленной в период прохождения световой фазы процесса - т.е. происходит т.н. глюконеогенез - образование сахаров и крахмала из углекислого газа воздуха. На этом процесс создания органических веществ из неорганических веществ завершается, и автотрофные организмы-фотосинтетики используют синтезированные ими органические вещества для обеспечения протекания всех своих жизненных процессов - таких, как рост, цветение, образование семян, подготовка к зиме, и т.д.. К автотрофам-фотосинтетикам относятся все высшие зелёные растения, большинство организмов, входящих в группу хромистов, а также цианобактерии, зелёные и пурпурные бактерии, и др..
2. Хемосинтетики - получают энергию, необходимую для синтеза органических веществ из углекислого газа, от химических реакций окисления неорганических соединений; выделяющаяся в ходе этих реакций энергия используется для образования АТФ (аденозинтрифосфата - основного внутриклеточного аккумулятора и источника энергии), энергия которого и используется для синтеза органических соединений; этот способ автотрофного питания характерен только для архей и бактерий - например, таких, как железобактерии (Geobacter, Gallionella, и др. - они окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного и используют высвобождающуюся
в ходе реакции окисления энергию для усвоения углерода из углекислого газа), серобактерии (Desulfobacter, Desulfuromonas, и др. - окисляют сероводород до солей серной кислоты или до молекулярной серы), нитрифицирующие бактерии (Nitrosomonas, Nitrosococcus, и др. - окисляют аммиак до азотистой и азотной кислот), водородные бактерии (Actinobacteria, Proteobacteria, и др. - окисляют водород до воды), и т.д..
Организмы-гетеротрофы не могут синтезировать органические вещества из неорганических, поэтому для обеспечения протекания процессов своей жизнедеятельности они должны потреблять органические вещества, произведённые другими организмами. Все организмы-гетеротрофы делятся на два кластера на основании такого критерия, как степень преобразования
потребляемого ими органического вещества, а именно:
1. Консументы - это организмы-гетеротрофы, потребляющие готовые органические вещества, но неспособные разлагать их до неорганических веществ;
2. Редуценты - это организмы-гетеротрофы, способные полностью разлагать органические вещества, которыми они питаются - до неорганических соединений, таких, как сероводород, углекислый газ, мочевина, аммиак, и др., возвращая их в биотоп, где их вновь смогут использовать организмы-продуценты, и завершая этим круговорот веществ в природе.
Гетеротрофные организмы-консументы подразделяются на два кластера:
А) Биотрофы - это организмы-гетеротрофы, которые с целью получения органических веществ питаются другими живыми организмами; биотрофы на основании различий в своей пищевой специализации делятся на следующие группы:
а) фитофаги - это организмы, питающиеся непосредственно организмами-продуцентами; к этой группе относятся как растительноядные животные, имеющие разную пищевую специализацию (примеры: ~ травоядные: белый носорог, индийский панцирный носорог, бизон, гиппопотам, муфлон, мартышка-гелада, дюгонь; серый гусь; гигантская черепаха, зелёная черепаха; и т.д.; ~ листоядные: чёрный носорог, тапир, окапи, панда, жираф, все виды ленивцев; гоацин; тутовый шелкопряд; и т.д.; ~ ксилофаги/древоядные: бобры; термиты, различные виды жуков-короедов, древесная оса-рогохвост; и т.д.; ~ семеноядные: хомяк, тушканчик, полевая мышь, белка, бурундук; клёст, снегирь, коноплянка, чечевица, щегол; и т.д.; ~ плодоядные: орангутан, часть видов гиббонов, крыланы, часть видов летучих мышей-листоносов; карибская зелёная игуана; и т.д.; ~ антофилы/нектаро- и пыльцеядные: поссум-медоед, часть видов крыланов и листоносых летучих мышей, перьехвостая тупайя; гавайские цветочницы, нектарницы, колибри, медососы, цветоеды, цветососы, тонкоклювые медоуказчики, попугаи-лори; маскаренский дневной геккон, южный снежный сцинк; и т.д.), так и паразитические грибы (примеры: чага, ботритис, монилиния, оидиум, спорынья, синхитрий, и т.д.), и растения-паразиты (примеры: повилика, заразиха, петров крест, раффлезия, гиднора, и т.д.);
б) эврифаги - это организмы, питающиеся как организмами-продуцентами, так и другими организмами-консументами; к этой группе относятся т.н. всеядные животные (примеры: многие виды приматов, синий кит, большая часть видов диких свиней и пекари, часть видов медведей, барсуки, еноты, опоссумы, коати, крысы; вороны и большая часть других видов врановых, журавли; часть видов черепах; виды сомов; речные раки, крабы; муравьи; и т.д.);
в) зоофаги - это организмы, которые питаются другими живыми организмами-консументами и имеют разную пищевую специализацию (примеры: ~ энтомофаги/насекомоеды: ехидны; намбаты; трубкозубы, панголины, муравьеды, броненосцы, ежи, кроты, большая часть видов летучих мышей, галаго, долгопяты; стрижи, ласточки, козодои; многие виды ящериц; лягушки, жабы; сазан; стрекозы, шершни, богомолы; и т.д.; ~ малакофаги/моллюскоеды: кашалот, бутылконос, плавун, ремнезуб; арама, коршун-слизнеед, кулик-сорока, певчий дрозд, новогвинейский мангровый пастушок, длинноклювый коршун; малайская черепаха-улиткоед, каймановая ящерица, большеглазый слизнеед, азиатский моллюскоед Ваглера, желтопузик, веретеница, кофейная змея, большеголовая змея; и т.д.; ~ ихтиофаги/рыбоеды: гигантский кальмар; барракуды, марлины, щуки; морские змеи, черепаха матамата, гавиал; пеликаны, олуши, фаэтоны, бакланы, фрегаты, качурки, тупики; выдры, большая часть видов настоящих и ушастых тюленей, дельфины; и т.д.; ~ саркофаги/хищники-мясоеды: косатка, белый медведь, волк, динго, дхоль, гиеновидная собака, кустарниковая собака, горностай, соболь, куница, все виды кошачьих; совы, большая часть дневных хищных птиц; большая часть видов змей, вараны, крокодилы; акулы; и т.д.; ~ эктопаразиты животных и человека: пиявки; клещи, вши, блохи, комары, слепни, клопы; миноги; остроклювые земляные вьюрки; десмодовые (вампировые) летучие мыши; и т.д.; ~ эндопаразиты животных и человека: кишечнополостные (один вид); черви (плоские; ленточные; круглые); ракообразные (мешкогрудые; корнеголовые; пятиустки; некоторые виды равноногих); некоторые виды рыб (рыбы-жемчужницы; сомики-кандиру; курносый угорь).
Б) Сапротрофы - это организмы-гетеротрофы, которые с целью получения органических веществ питаются объектами мёртвой органики; они подразделяются на следующие группы:
а) некрофаги - это организмы-гетеротрофы, питающиеся неживыми объектами, т.е. трупами/мертвечиной/падалью (примеры: жуки-мертвоеды; тасманийский дьявол, гиены, росомаха, шакал обыкновенный; ворон, аист-марабу, кондор, грифы, бородач-ягнятник, белоголовый сип, стервятники, каракары, коршуны, белая ржанка, магелланова чайка, большой поморник, снежный буревестник; и т.д.);
б) копрофаги - это организмы-гетеротрофы, питающиеся экскрементами; облигатными копрофагами являются многие виды грибов и беспозвоночных (примеры: виды грибов из рода Coprinus; виды жуков-навозников из семейства Geotrupidae, жук-водолюб навозный, личинки навозных мух; клещи-орибатиды; и т.д.);
в) детритофаги - это организмы-гетеротрофы, питающиеся детритом (детрит - это мёртвое органическое вещество, состоящее из мелких неразложившихся частиц останков растительных и животных организмов); детритофагами является множество видов бактерий, протистов, грибов, беспозвоночных и позвоночных животных (примеры: часть видов грибов из рода Coprinus; дождевые черви, многощетинковые черви - теребеллиды и эхиуриды; многоножки; мокрицы; ногохвостки; коловратки; часть видов морских звёзд, большая часть видов голотурий; виды манящих крабов; многие виды двустворчатых и брюхоногих моллюсков, адский кальмар-вампир; рыбы-детритофаги - карась, вьюн, щиповка, лобан, сингиль, пиленгас, мозамбикская тиляпия; и т.д.);
Гетеротрофные организмы-редуценты/деструкторы, как уже было отмечено выше - способны полностью разлагать органические вещества, которыми они питаются - до неорганических соединений, таких, как углекислый газ, мочевина, аммиак, сероводород, вода и т.д.; организмы-редуценты, в отличие от организмов-детритофагов - не заглатывают и не переваривают мёртвую органику, в конце процесса выделяя твёрдые непереваренные остатки (экскременты), а напрямую поглощают из мёртвой органики питательные вещества посредством внешних биохимических процессов; образующиеся в процессе деструкции мёртвой органики неорганические соединения снова попадают в биотоп, где вновь могут быть использованы автотрофными организмами-продуцентами для создания органических веществ; основными организмами-редуцентами в большинстве экосистем суши являются различные виды грибов и бактерий;
Организмы-миксотрофы - это живые организмы, которые могут использовать для получения органических веществ как автотрофный, так и гетеротрофный тип питания; в зависимости от способа достижения миксотрофии все организмы-миксотрофы делятся на две группы, а именно:
А) Настоящие миксотрофы - это организмы, которые могут обеспечить себе как автотрофный, так и гетеротрофный типы питания с помощью использования возможностей только своего собственного организма (примеры: хищные растения (росянка, жирянка, пузырчатка, библис, непентес, росолист, саррацения, и др.), эвгленовые протисты, бактерии нескольких родов, и т.д.);
Б) Симбиотрофы - это организмы, способность к миксотрофии у которых обусловлена той или иной формой симбиоза между автотрофным и гетеротрофным организмом (примеры: лишайник (симбиоз гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли); симбиоз гетеротрофных коралловых полипов и автотрофных зооксантелл; полупаразитическое растение омела (воду и минеральные вещества она получает от дерева-хозяина, а органические вещества синтезирует самостоятельно с помощью фотосинтеза); микогетеротрофные растения - саркодес, монотропсис и птероспора (растения - голопаразиты (голопаразиты - это не имеющие хлорофилла растения, которые не могут существовать без растения-хозяина) микоризных грибов, находящихся в симбиотических отношениях с фотосинтезирующими деревьями-автотрофами, и эпипаразиты (эпипаразит - это паразит, паразитирующий на другом виде паразита, комменсала или симбионта, у которого имеется хозяин-непаразит) этих деревьев-фотосинтетиков, от которых они через мицелий симбиотического гриба, на котором они паразитируют, получают продукты фотосинтеза от симбионта этого гриба - растения-автотрофа; в этих сложных межвидовых взаимоотношениях растения-паразиты по типу питания являются консументами-микофагами, а микоризообразующие грибы и их симбионты - фототрофные зелёные растения - по типу питания являются типичными симбиотрофами);
Все живые организмы - гетеро- и миксотрофы в зависимости от того, каким способом они получают и усваивают пищу, делятся на две части:
1. Голофиты/осмотрофы - поглощают макромолекулы органических веществ из растворов непосредственно через клеточные стенки посредством осмоса (осмос - это диффузия жидких веществ сквозь полупроницаемые клеточные мембраны); к голофитам/осмотрофам относятся: большая часть бактерий и архей; все растения-голопаразиты; часть протистов; грибы; часть эндопаразитов животных и человека (например, ленточные и круглые черви);
2. Голозои/фаготрофы - питаются твёрдой или жидкой пищей, получаемой через ротовое отверстие и перевариваемой в пищеварительной системе; к голозоям/фаготрофам относятся: часть протистов; подавляющее большинство видов беспозвоночных и позвоночных животных.
Существование живых организмов с различными типами питания обусловливает наличие пищевых взаимоотношений между ними: все живые организмы, живущие в рамках одной экосистемы, представляют собой совокупность связанных между собой и зависящих друг от друга организмов, объединённых биотическими отношениями, т.е. являющимися по отношению друг к другу пищевыми объектами, конкурентами, хищниками, жертвами, симбионтами, паразитами, и т.д.; такие биотические взаимоотношения живых организмов носят название пищевых цепей (пример: основу любой пищевой цепи составляют организмы-продуценты (фототрофные растения, хромисты, цианобактерии, хемотрофные археи и бактерии), которыми питаются организмы-консументы первого (фитофаги) и частично второго (эврифаги) порядков; фитофагами питаются организмы-консументы как второго (эврифаги), так и третьего порядка (зоофаги), которые питаются также и эврифагами; консументами четвёртого порядка являются некоторые виды зоофагов, которые в своих экосистемах охотятся на консументов всех трёх порядков, в то время как на них в этих экосистемах не охотится никто (примеры: кашалот; косатка; белый медведь; тигр; беркут; гребнистый крокодил).
Пищевая цепь отображает последовательность переноса веществ и энергии от одного живого организма к другому; как правило, любой живой организм входит в состав не одной, а нескольких пищевых цепей, которые в совокупности образуют пищевую сеть - разветвлённую систему пищевых связей между живыми организмами одной экосистемы
(больше узнать об экосистемах суши и моря можно из тематических статей, ранее размещённых на нашем канале):
Если вам понравилась статья - ставьте лайк, делитесь своими мыслями в комментариях и подписывайтесь на канал - будет интересно!
Если вы хотите поддержать автора, вы можете это сделать, нажав на ладонь с сердечком внизу справа. Спасибо!
