Типы питания живых организмов

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления вещества и энергии извне. Процесс потребления вещества и энергии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.
Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное, и три группы организмов по типу питания: автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы.

Классификация живых организмов по типам питания

Тип	Характеристика	Организмы
Автотрофы	Организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ. Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей	Растения и некоторые бактерии
Гетеротрофы	Организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения	Животные, грибы и большинство бактерий
Миксотрофы	Организмы со смешанным типом питания, которые могут в зависимости от условий обитания как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями	Насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.

В зависимости от источника энергии автотрофы делятся на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов.

Классификация автотрофов в зависимости от источника энергии

Тип	Характеристика	Организмы
Фототрофы	Организмы, использующие для биосинтеза световую энергию	Растения, цианобактерии
Хемотрофы	Организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений	Хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.

По способу получения пищи гетеротрофы делятся на фаготрофов (голозоев) и осмотрофов.

Классификация гетеротрофов по способу получения пищи

Тип	Характеристика	Организмы
Фаготрофы (голозои)	Заглатывают твёрдые куски пищи	Животные
Осмотрофы	Поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки	Грибы, большинство бактерий

По состоянию источника пищи гетеротрофы делятся на биотрофов и сапротрофов.

Классификация гетеротрофов по состоянию источника пищи

Тип	Характеристика	Примеры
Биотрофы:	Питаются живыми организмами
фитофаги	Питаются растениями	Зебры, зайцы
зоофаги	Питаются животными	Львы, волки
в том числе паразиты		Бычий цепень, повилика, трутовик, вирус гриппа
Сапротрофы:	Используют в качестве пищи органические вещества мёртвых тел или выделения (экскременты) животных
сапротрофные бактерии		Целлюлозоразрущающие, молочнокислые, уксуснокислые бактерии
сапротрофные грибы		Мукор, пеницилл
сапротрофные животные (сапрофаги):
детритофаги	Питаются детритом	Дождевой червь
некрофаги	Питаются трупами животных	Гриф-стервятник, гиены
копрофаги	Питаются экскрементами	Жук-навозник

Пищеварительная система

По способу питания все животные гетеротрофы — организмы, употребляющие в пищу готовые органические вещества.Питание животных начинается с захвата и заглатывания пищи. У большинства многоклеточных животных имеется пищеварительная система. Она имеет вид трубки, называемой пищеварительным трактом. Пищеварительный тракт поделен на отделы: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник. Степки пищеварительного тракта выстланы эпителиальной тканью, которая содержит много желез, выделяющих слизь, пищеварительные соки и специальные вещества ферменты. Они поступают в кишечник и участвуют в переваривании пищи. К пищеварительной системе относят также печень и поджелудочную железу.

Процесс пищеварения у животных происходит в желудке и начальном отделе кишечника. Переваренная пища всасывается через эпителиальные клетки внутренней поверхностью кишечника, которая образует множество складок. Складки покрыты бесчисленными выростами — микроворсинками. Благодаря такому строению внутренняя поверхность кишечника увеличивается и питательные вещества быстрее всасываются. Каждая микроворсинка содержит сеть мельчайших кровеносных сосудов — капилляров, через которые питательные вещества из кишечника проникают в кровь. Кровеносная система обеспечивает перенос питательных веществ ко всем органам и тканям животных.

Что называют гетеротрофами?

Большинство существующих на планете живых организмов по способу получения питательных веществ и энергии делятся на два типа: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы представляют собой организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических, а гетеротрофы – используют готовые органические вещества.

При этом граница между автотрофами и гетеротрофами принципиально не разграничена, т.к. кроме указанных видов организмов, существуют виды, имеющих переходную форму питания (миксотрофия), либо способных использовать подходящий способ питания в определенных условиях. Но в данной статье подробнее будут рассмотрены именно гетеротрофы.

Гетеротрофы – это тип организмов, которые не способны сами производить питательные вещества, а в качестве питания и получения энергии для своей жизнедеятельности используют готовые органические соединения. В качестве источника питания служат как живая, так и мертвая масса разных видов организмов, а также продукты их жизнедеятельности.

Представителей гетеротрофов делят на две категории:

Консументы – гетеротрофы, использующие органические соединения для получения и накопления энергии (травоядные и плотоядные);
Редуценты – гетеротрофы, разрушающие и разлагающие мертвые отмершие остатки биологической массы (грибы, бактерии).

Что такое гетеротрофное питание?

Гетеротрофное питание — это процесс приобретения и поглощения легкодоступных органических соединений из окружающей среды. Органические соединения обеспечивают организмы энергией, необходимой им для функционирования. Через еду гетеротрофы также Элементы и витамины для различных клеточных процессов.

Как уже было сказано, гетеротрофы — организмы, использующие для своего существования легкодоступные органические соединения в виде растительных и животных тканей. В ходе этого процесса ткани разрушаются, в результате чего образуются гетеротроф получает материал для синтеза всех необходимых для жизни питательных веществ, включая белки, жиры и углеводы, а также минералы и витамины.

Варианты дневного рациона в соответствии с пищевой пирамидой

Из названных групп продуктов можно приготовить множество различных блюд. Примерное дневное меню среднестатистического человека может выглядеть следующим образом:

Вариант 1

Завтрак: небольшой кусочек мяса, порция риса и 200 г салата, чашка чая с лимоном, небольшой фрукт.
Перекус: несладкий фрукт.
Обед: два хлебных тоста с постной рыбой, зеленый салат без заправки, минеральная вода с лимоном.
Перекус: кефир или йогурт.
Ужин: тушеные овощи с тостом, стакан воды с лимоном.

Вариант 2

Завтрак: куриная грудка, посыпанная пармезаном, отварной картофель с зеленой фасолью, чашка чая с лимоном, небольшой фрукт.
Перекус: горсть орехов.
Обед: порция бурого риса с тушеными овощами, стакан мятного чая, небольшой фрукт.
Перекус: кефир или йогурт.
Ужин: 150 г обезжиренного творога, маленький фрукт, стакан воды.

Стоит отметить, что такой рацион обеспечивает потребности среднего человека в пище. Для тех, кто хочет похудеть или набрать мышечную массу меню должно быть скорректировано в соответствии с индивидуальными особенностями организма и поставленной целью.

Способы добывания пищи животными

У животных в процессе эволюции появились разные способы добывания питательных веществ. Многие водные животные добывают пищу, процеживая воду и отделяя от нее пищевую взвесь. Это так называемые фильтраторы. Их пища — главным образом детрит, то есть мельчайшие остатки разложившихся растений, грибов и животных, осевшие на дно или взвешенные в толще воды вместе с содержащимися в них бактериями, простейшими и другими микроорганизмами. К фильтраторам относятся представители самых разнообразных таксономических групп: губки, мшанки, двустворчатые моллюски, ракообразные, насекомые, асцидии.

Фильтраторы: 1 — губка; 2 — асцидия; 3 — беззубка

Большинство фильтраторов прикреплены к субстрату, либо малоподвижны. Чтобы уловить больше питательных веществ, некоторые виды расставляют своеобразные «ловчие сети» (венчик щупалец у актиний, венчик перистых лучей у морских лилий, пучки щетинок на верхней губе у личинок комаров и др.) и своими колебательными движениями увеличивают ток воды вокруг себя. Благодаря фильтрационной деятельности этих организмов в природе происходит биологическая очистка воды. Например, мидии, заселяющие 1 м 2 дна, могут профильтровать за сутки до 280 м 3 воды. Уникальную чистоту воды озера Байкал биологи объясняют фильтрационной деятельностью эпишуры — рачка-эндемика из низших ракообразных.

Многие животные способны активно захватывать пищу. Широко распространенными способами добывания пищи у гетеротрофов являются хищничество и паразитизм. Оба эти способа питания появились одновременно с возникновением первых живых организмов на Земле.

Хищничество встречается практически у всех типов животных: от кишечнополостных до хордовых, а также среди грибов и растений. Причем хищничество в большинстве случаев способствовало морфофизиологическому прогрессу организмов. У хищников, как правило, хорошо развиты нервная система и органы чувств, позволяющие успешнее находить пищу, имеются также специфические органы захвата и фрагментирования пищи. А паразитический способ питания в процессе эволюции обусловил дегенеративный путь развития организмов, характеризующийся утратой ряда органов.

А — хищники: 1 — горностай; 2 — сокол; Б — паразиты: 3 — солитер; 4 — подъельник; 5 — трутовик; 6 — марьянник (полупаразит)

Оба эти способа добывания пищи сформировались у организмов в древности в результате совместного существования видов в природных сообществах. Процесс эволюции обусловил многообразие коадаптивных (взаимоприспособительных) свойств организмов: хищника и жертвы, паразита и его хозяина, растительноядного животного и растения. Эта взаимосвязь проявилась и в особенностях пищеварительной системы у организмов, характеризующихся разными типами питания.

В следствии адаптации к тому или иному способу добывания пищи у животных выработались особые приспособительные свойства. Например, мелкие млекопитающие из отряда насекомоядных животных (еж, крот, землеройка, выхухоль) имеют длинную узкую морду. Их вытянутые вперед резцы способны, подобно щипцам, удерживать мелкую добычу (насекомых, червей, моллюсков и др.), а бугорчатые с острыми вершинами коренные зубы — дробить хитиновый покров насекомых и известковые раковины моллюсков. У грызунов имеется по два больших резца на верхней и нижней челюсти. Эти резцы лишены корней и растут в течение всей жизни, поскольку постоянно истираются твердой пищей. Хорошо развиты клыки у псовых и кошачьих.

Адаптации к способу добывания пищи у землеройки (1) и бобра (2)

Калий и натрий

Два макроэлемента неразрывно связанных между собой. Находятся в любом живом организме в виде солей и постоянно взаимодействуют, обеспечивая работу так называемого «калий-натриевого насоса» – постоянного обмена ионами указанных веществ между цитоплазмой клетки и межтканевой жидкостью.

При этом калий в гораздо больших количествах находится во включенном в клетки состоянии, натрий же, напротив, значительных концентраций достигает вне цитоплазмы. Непрерывный обмен между ионами натрия и калия обеспечивает поддержание нормального осмотического давления.

Данные макрэлементы во взаимосвязи обеспечивают:

стабилизацию необходимого осмотического давления в крови и клетках;
передачу нервных импульсов и сокращение мышц;
поддержание водно-солевого баланса;
мембранную транспортировку веществ;
влияние на кислотно-основной баланс и многое другое.

Кроме того соли данных веществ входят в большинство ферментов, гормонов и прочего.
Вместе с тем, калий и натрий являются биологическими антагонистами – повышение концентрации одного из элементов ведет к снижению количества другого. Для нормального функционирования органических систем необходимо не только достаточное поступление данных макроэлементов извне, но и их определенный баланс.

Основным источником калия для сельскохозяйственных животных являются корма растительного происхождения (особенно богаты калием молодые растения), для восполнения натрия необходимо ежедневное введение в рацион поваренной соли.
Недостаток или избыток одного из данных минеральных веществ может приести к расстройствам пищеварения, нарушению водно-солевого баланса, патологиям обмена веществ, снижению продуктивности, нарушению воспроизводительных функций, сердечно-сосудистым проблемам, падению тонуса мускулатуры, включая скелетную.

Пищевая пирамида

Итак, основой здорового образа жизни является правильное питание, которое зависит от потребляемой нами пищи. По содержанию различных питательных элементов и витаминов все продукты можно разделить на группы, которые позволят составить оптимальный рацион в течение дня.

Опираясь на принципы правильного питания, специалисты Гарвардской школы общественного здоровья под руководством американского диетолога Уолтера Виллетта разработали универсальную схему питания человека в течение дня – пищевую пирамиду . Продукты, расположенные в нижней части пирамиды, рекомендуется употреблять в пищу как можно чаще, а продукты из верхней части следует употреблять в ограниченных количествах или вовсе исключить из своего рациона. Кроме того, стоит отметить, что в основании данной пирамиды также лежат физическая активность и достаточное потребление жидкостей, предпочтительнее минеральной воды:

Вот строение пирамиды с перечнем необходимых продуктов и их свойств снизу вверх:

Хлеб из цельных злаков, овсяные хлопья, рис и макаронные изделия

Это основа здорового питания. Эти продукты обеспечивают организм сложными углеводами, важным источником энергии. Цельнозерновая пища богата витаминами группы В, минералами и клетчаткой, необходимыми каждому человеку. Вопреки распространенному мнению, эти продукты не приводят к набору веса, если не добавлять к ним сливочное масло, сыр или соусы .

Овощи

Овощи обеспечивают нас витаминами, являются отличным источником белка, кроме того, они не богаты жирами. Максимальное количество питательных веществ содержится в овощах насыщенного зеленого, желтого и оранжевого цвета, а также в крахмалистых овощах – картофеле и ямсе. Овощные соки тоже очень полезны для организма .

Фрукты

Фрукты – богатый источник витаминов, в первую очередь витамина С. Это низкокалорийные продукты, практически не содержащие жиров. Фрукты полезны в любом виде: свежем, замороженном, консервированном, сушеном, а также в виде сока, за исключением сильно подслащенных нектаров и сиропов на фруктовой основе .

Мясо, птица, рыба, сухие бобы, яйца и орехи

Животные продукты являются отличным источником белка, железа, цинка и витаминов группы В, так же как фасоль, орехи и семена. Тофу (соевый творог), а также белая фасоль богаты необходимым организму кальцием. Миндаль является хорошим источником витамина Е.

Молоко, кефир, сыр, йогурт

Молочные продукты незаменимые источники кальция. Они также обеспечивают организм белками и витамином B12. Для употребления в пищу следует выбирать нежирные сорта молочных продуктов, поскольку в них содержится минимум холестерина, насыщенных жиров и, конечно же, калорий .

Жиры, масла и сладости

Эти продукты высококалорийны и очень питательны. Ими не следует злоупотреблять, но и полностью отказываться не стоит. В рационе обязательно должны присутствовать растительные масла, которые являются богатым источником витамина Е (организму достаточно 1 столовой ложки в день) . Продукты, содержащие патоку, могут быть полезны как источник железа.

Что такое правильное питание

В источниках редко можно встретить четкое и конкретное определение понятия здорового и правильного питания. Наиболее полная формулировка этого термина выглядит следующим образом:

Правильное питание (здоровое питание) – это сбалансированный рацион из натуральных и качественных продуктов, которые удовлетворяют все нужды организма и идут ему на пользу.

Шелтон также развивал диетологическую концепцию раздельного питания в книге «Правильное сочетание пищевых продуктов». Идея данной диеты в несовместимости некоторых пищевых продуктов при их одновременном употреблении. Например, автор утверждал, что нельзя комбинировать еду, богатую белками, с углеводосодержащими продуктами, сочетать молоко с другой пищей, а жиры с белками. Раздельное питание заинтересовало не только желающих вести здоровый образ жизни, но и специалистов в области диетологии и физиологии. Были проведены клинические исследования, в результате которых удалось установить, что полезно не столько раздельное питание, сколько само по себе употребление здоровой пищи.

Обобщив информацию из этих произведений, можно выделить несколько рекомендаций о том, что нужно знать о правильном питании и здоровой еде:

1	Правило 1. Еда – это в первую очередь основа для жизнедеятельности, «топливо» для организма, из которого вырабатывается энергия, и только потом – ритуал и удовольствие.
2	Правило 2. Здоровое питание убережет ваш организм от преждевременного старения, поможет избежать многих заболеваний сердечнососудистой системы, некоторых видов рака, болезней пищеварительного тракта, диабета, гипертонии. Кроме того, есть определенный перечень продуктов, которые способствуют улучшению умственной деятельности, о них читайте в данной статье.
3	Правило 3. В здоровом питании компромиссам не место. От сладкой газировки, чипсов и других вредных продуктов нужно отказаться . Употреблять сладкое можно и даже нужно, но не постоянно и не все подряд.
4	Правило 4. Запеченная, тушеная и вареная еда полезнее, чем жареная и копченая .
5	Правило 5. Доверяй, но проверяй. С развитием Интернета в Сети появилось огромное количество различных блогов и сайтов, содержащих информацию о здоровом питании и дающих рекомендации по улучшению фигуры. Однако не стоит забывать, что авторами блогов не всегда становятся профессионалы, действительно знающие свое дело. Именно поэтому прежде чем начать применять ту или иную методику на себе, следует максимально подробно ознакомиться с отзывами других пользователей, почитать дополнительную информацию об авторе теории и проанализировать достигнутые им результаты.

Эти простые советы помогут вам отсеять непроверенные теории и тем самым избежать риска нанести непоправимый вред своему здоровью, доверившись непрофессионалам.

Свойства живых организмов. Рост и развитие

В организм попадают вещества из внешней среды, обеспечивающие процессы жизнедеятельности этого организма. Во время питания попадает пища и вода, дыхание обеспечивает поступление кислорода. Организм перерабатывает эти вещества, часть усваивает, а часть выводит наружу, то есть происходит процесс выделения. Таким образом, между организмом и средой происходит обмен веществ.

Поступления с пищей питательных веществ обеспечивает рост и развитие, все эти процессы вместе необходимы для вступления очень важного свойства организма — способности к размножению. Изменение условий окружающей среды вызывает соответствующие реакции организма (изменения в поведении живых существ)

Это свойство называется раздражительностью. Основные свойства живых организмов — это питание, дыхание, выделение, обмен веществ, рост, развитие, размножение, раздражительность

Изменение условий окружающей среды вызывает соответствующие реакции организма (изменения в поведении живых существ). Это свойство называется раздражительностью. Основные свойства живых организмов — это питание, дыхание, выделение, обмен веществ, рост, развитие, размножение, раздражительность.

Рост — это увеличение размеров и массы организмов.

Растения растут в течение всей своей жизни. Их рост сопровождается увеличением размеров и образованием новых вегетативных органов. Такой рост называется неограниченным .

Рост животных также сопровождается увеличением размеров — пропорционально увеличиваются все органы, образующие тело животного, но новые органы не образуются. Рост продолжается определенный период жизни животных, то есть является ограниченным.

Организмы в течение жизни не только растут, но еще и развиваются, изменяя свой вид; приобретают новые качества.

Развитием называются необратимые закономерные изменения, происходящие в организме живых существ с момента его зарождения до конца жизни.

Новые качества, которые появляются у растений и животных при развитии, — это способность к размножению.

Развитие, в процессе которого новый организм от рождения подобен взрослого животного, называют прямым. Такое развитие характерно для большинства рыб, птиц, млекопитающих.

У некоторых животных развитие происходит с удивительными превращениями. Например, у бабочек из яиц вылупляются личинки-гусеницы, которые через некоторое время образуют куколку. На стадии куколки происходят сложные процессы преобразования, и уже из нее выходит новый бабочка. Такое развитие называют косвенным, или развитием с преобразованиями. Косвенное развитие характерно для бабочек, жуков, лягушек.

Аэробные и анаэробные гетеротрофные организмы

Анаэробы живут в местах, где нет кислорода. Для них этот элемент, как ни странно, является токсичным. Поэтому они получают энергию для жизни путем так называемого фосфорилирования. Этот процесс происходит путем распада аминокислот и белков.

Путем брожения расщепляется глюкоза и другие глюкозообразные вещества. Известные нам процессы – молочнокислое, спиртовое, а также метановое брожение – являются анаэробными.

Гетеротрофы получают энергию путем окисления АТФ (аденозинтрифосфата – важнейшего белкового соединения), для чего им и нужен кислород. Однако большое количество кислорода не означает, что в такой атмосфере смогут существовать микроорганизмы. Экспериментально доказано, что если количество свободного О2 в атмосфере достигнет половины общего объема, то развитие практически всех известных бактерий прекратится. А в атмосфере чистого 100-процентного кислорода не может развиваться ни один простейший организм, даже прокариот.

В целом роль гетеротрофных микробов в природе огромна. Без них невозможно развитие любых высших организмов. Без преувеличения можно сказать, что они являются основой жизни на Земле.

Обмен веществ и энергии

Обмен веществ — это совокупность процессов поглощения веществ из окружающей среды, их превращений в организме и выведения из него продуктов жизнедеятельности.

В теле живых организмов постоянно происходит обмен веществ и превращения энергии. Основу обмена составляют процессы синтеза — образование сложных органических соединений из простых, на которые расходуется энергия, и процессы распада — превращение сложных органических соединений на простые, при которых энергия выделяется. Энергия необходима организмам для поддержания жизнедеятельности, обеспечения таких процессов, как питание, дыхание, рост, развитие, движение, размножение, раздражительность.

В природе постоянно происходит обмен веществ. Все живые организмы осуществляют обмен веществ с окружающей средой: поглощают питательные вещества и выделяют продукты жизнедеятельности.

Для живых организмов Земли основным источником энергии является солнечный свет. Зеленые растения способны синтезировать органические соединения из неорганических, используя энергию света. Они непосредственно поглощают солнечную энергию и тратят ее для обеспечения процессов жизнедеятельности или запасают ее в виде синтезированных соединений (белков, жиров, углеводов). Энергия, которую растения запасают во время фотосинтеза в органических веществах, выделяется в процессе дыхания, когда эти вещества разрушаются. Так обеспечиваются процессы жизнедеятельности растительного организма: всасывание воды, раскрытие лепестков, вращение листьев к свету, прорастание семян.

Для животных источником энергии является готовые органические вещества, которые они получают с пищей (растительного или животного происхождения). Расщепление сложных соединений сопровождается высвобождением энергии, обеспечивает процессы жизнедеятельности организмов, в том числе синтез новых органических соединений. При этом синтезируются вещества, присущие данному организму, которые являются строительным материалом и поэтому играют важную роль в процессах роста и развития. Энергия, которая выделяется, обеспечивает движение, поддерживает постоянную температуру тела животных и все другие процессы жизнедеятельности.

Описание автотрофов

Автотрофы — организмы, которые синтезируют из неорганических соединений органические. Другими словами, они получают необходимые питательные компоненты из окружающей среды. А также у них имеются следующие особенности:

Они поглощают солнечную энергию.
Способны выделять кислород на свету.
Потребляют углекислый газ.

Организмы, являющиеся представителями этой группы, играют важную роль в природе.

Они выполняют функцию первичных продуцентов — гетеротрофы используют синтезируемые ими органические компоненты для поддержания своей жизнедеятельности.

Нельзя недооценивать значение автотрофов в экосистеме и пищевой цепочке мира.

Животное происхождение кормов

Рацион кормления животных предусматривает в своем составе такие корма. Они содержат полноценный протеин, богаты минеральными веществами, некоторые — витаминами, хорошо усваиваются и перерабатываются скотом и птицей.

К молочным кормам относятся следующие:

цельное молоко — необходимо молодняку в первые недели жизни;
молозиво — секрет молочных желез при лактации животных в первые дни ее прохождения, содержит меньше сахара, но больше витаминов, минеральных веществ, протеина и жира по сравнению с молоком, используется при кормлении новорожденных для освобождения от первородного кала;
обрат — цельное молоко после удаления жира, в основном используется в рационах телят, поросят-отъемышей и сосунов;
пахтанье — побочный продукт маслобойного производства (в основном получают из сладких сливок), по питательности близки к обрату, используется в кормлении старших телят и свиней;
сыворотка — побочный продукт сыроварения, по питательности уступает обрату и пахтанью, используют при откорме.

Также в качестве животных кормов в рационы сельскохозяйственных животных включают следующие виды муки:

из гидролизованного пера;
кровяную;
мясо перьевую;
мясокостную;
мясную;
рыбную.

Последняя и мясокостная богаты фосфором и кальцием. Во всех животных кормах повышенное содержание сырого протеина по сравнению с другими кормами.