Живлення і травлення тварин. Особливості обміну речовин гетеротрофного організму.

Живлення і травлення. Особливості обміну речовин гетеротрофного організму. Різноманітність травних систем.

Тварини, що живляться відмерлими рештками, називаються сапротрофами.

Придатну для споживання речовину містять інші організми, якими живляться біотрофи.

Слово “хижак” ми застосовуємо як до тих тварин, що живляться тваринами (м’ясоїдних), так і до тих, хто споживає рослини (рослиноїдні).

Живлення травою й листям. Один із найскладніших для засвоєння видів їжі – трава й листя. Насіння й плоди містять речовини, які легко засвоюються. Нектар узагалі є їжею, яка засвоюється найлегше. Це не дивно, адже рослини спеціально його виробляють, щоб приваблювати тварин-запилювачів. А ось зелена маса (листя й трава) засвоюється складно (гірше за неї – лише деревина). З іншого боку – це їжа, яка часто буває доступною.

Корова перетравлює певну частину своїх ендосимбіонтів разом із обробленою ними їжею й отримує все, що потрібно для її життєдіяльності .

Тварини різняться за способами свого живлення. Серед них є біотрофи (паразити й хижаки), сапротрофи та фільтратори. Один із найскладніших для засвоєння видів їжі – зелена біомаса (трава й листя). Щоб споживати її, тварини користуються допомогою ендосимбіотичних одноклітинних.

Чистильники. Не завжди живлення одних видів завдає шкоди іншим. Деякі дрібні риби, а також окремі види креветок , живляться паразитами, яких вони збирають з інших тварин. Чистильники дбайливо знімають шкірних паразитів, колонії бактерій, омертвілі шматочки шкіри. Часто їхніми “клієнтами” бувають небезпечні хижаки, які лише покірливо підставляють свої боки і навіть роти для очищення. Чимало ділянок коралових рифів, де добре ловиться риба, є місцями мешкання чистильників. Риби, що потребують очищення, припливають туди й чекають, доки чистильник не звільниться від збирання паразитів з інших риб. Зазвичай чистильники, щоб хижаки не сприйняли їх за здобич, відрізняються своєрідним забарвленням і способом плавання.

Тварини з ендосимбіонтами-автотрофами. На дні океанів існують ділянки, де крізь тріщини в земній корі виходять вулканічні гази. Ці гази містять сполуки Сульфуру; певні бактерії можуть проводити хімічні реакції між цими сполуками та киснем, що розчинений у водіРифтії мешкають на дні океану, де тиск води в сотні разів більший заатмосферний. Вони живуть у вапнякових трубках, з яких висовують свої щупальця. Травної системи в рифтій немає, але є порожнина, у якій мешкають бактерії. Кровоносна система рифтій приносить бактеріям сполуки сірки, кисень і вуглекислий газ, які необхідні для їхнього живлення. Рифтії живуть за рахунок своїх ендосимбіонтів. Деякі з подібних червів мають дуже велику тривалість життя, що сягає 250 років. Поруч із рифтіями розвивається ціла фауна, до якої належать риби, краби та двостулкові молюски.

Різні тварини мають власні харчові уподобання, а отже й різноманітні пристосування для захоплення їжі. Істотні відмінності спостерігаються також у будові органів травлення різних тварин.Є тварини, які не мають травної системи. Це примітивні тварини (губки) та деякі паразити (стьожкові черви, які втратний органи травлення в процесі пристосування до паразитичного способу життя). Поживні речовини надходять із кишечника хазяїна в організм такого паразита через покриви його тіла. У кишковопорожнинних тварин немає травної системи, але є кишкова порожнина, у якій відбувається часткове перетравлення їжі, а неперетравлені задишки виводяться назовні через ротовий отвір. Завершується процес травлення у кишковопорожнинних завдяки внутрішньоклітинному травленню у травних вакуолях окремих клітин. Найпримітивніша травна система у плоских червів, тому що вона закінчується сліпо (не має анального отвору).

Переважна більшість тварин має добре розвинену травну систему. Вона складається з травного канапу (рот → глотка → стравохід → шлунок → кишечник → анальний отвір) та травних залоз (слинні залози, печінка, підшлункова залоза).Їжа надходить у травну систему через ротовий отвір. У ротову порожнину більшості тварин відкриваються протоки слинних залоз. Слина призначена для зволоження та початкового перетравлювання їжі. Саме тому слина багатьох тварин містить травні ферменти.

Часто у ротовій порожнині тварин є зуби. Щуки, дельфіни, жаби та багато інших тварин використовують зуби тільки для захоплення й утримання здобичі, а не для її подрібнення. А от анули і піраньї своїми гострими дубами розривають жертву. Найскладніший зубний апарат у ссавців. Їхні зуби різні за формою та призначенням і у різних ссавців розвинені по-різному. Отупінь розвитку певного виду зубів залежить від харчових уподобань ссавця. Тому в хижаків краще розвинені ікла, у рослиноїдних — різці та кутні зуби.

Із ротової порожнини їжа потрапляє у глотку, де заковтується і проходить далі по травному каналу. У деяких водних тварин (риби, ланцетник) глотка пронизана зябровими щілинами, крізь які проходить вода, що потрапила до ротової порожнини, а їжа надходить у стравохід. У багатьох тварин утворюється розширення стравоходу — воло, в якому накопичується і деякий час утримується їжа перед потраплянням у шлунок. Воло є у дощового черв'яка, зерноїдних і хижих птахів. У волі бджіл нектар перетворюється на мед. У голубів стінки вола утворюють особливе «пташине молоко», яким вони годують пташенят.

Зі стравоходу їжа надходить у шлунок, де відбувається її накопичення й активне перетравлення. У деяких тварин шлунок двокамерний (птахи, річковий рак). Але найскладніше влаштований шлунок жуйних парнокопитних (корови, вівці, лосі, олені, жирафи). Вони зрізують траву нижніми різцями і за допомогою язика заковтують її. Через стравохід їжа над ходить у рубець — найбільший за об’ємом відділ шлунка, в якому живуть симбіонти (інфузорії та бактерії), що перетравлюють целюлозні оболонки рослинних клітин. Далі через сітку (другий відділ шлунка) і стравохід частково перетравлена їжа повторно потрапляє в ротову порожнину, де перетирається кутніми зубами (кажуть, що корова «жує жуйку»). Після цього їжа знову заковтується і надходить спочатку в книжку (третій відділ), а потім у сичуг — останній відділ шлунка. У сичуг виділяються травні ферменти, під дією яких розкладаються білки, жири і вуглеводи.

Із шлунка їжа надходить у тонкий кишечник, в якому відбувається остаточне її розкладання і всмоктування поживних речовин. У хребетних тварин у тонкий кишечник відкриваються протоки печінки і підшлункової залози, через які надходять речовини, що сприяють перетравленню їжі. У примітивних тварин (наприклад, ланцетника) є тільки печінковий виріст, в якому утворюється багато травних ферментів. Примітивна печінка є також у багатьох безхребетних (ракоподібних, павукоподібних і молюсків).

Особливості обміну речовин в гетеротрофних організмів. Мікстотрофне живлення (від грец. міксо — змішаний і їжа) —  надходження в організм за одних умов середовища неорганічних речовин для фотоавтотрофного живлення, а за інших умов — готових органічних речовин для хемогетеротрофного живленнякомахоїдні рослини, рослини-напівпаразити, евглена зелена, діатомові водорості... Гетеротрофне живлення - надходження в організм готових органічних речовин, що слугують джерелом Карбону. фотогетеротрофне → пурпурні несірчані бактерії, геліобактерії мають бактеріохлорофіли, що використовує зовнішню світлову енергіюхемогетеротрофне → археї, більшість бактерій, тварини, гриби, що використовують внутрішню хімічну енергію органічних сполук

Типи живлення :1. Голозойний - живлення твердою органічною речовиною, яка перетравлюється в травному тракті або травних вакуолях більшість тварин.2. Осмотрофний - поглинання розчинів органічних речовин, травні вакуолі не утворюються гриби, бактерії

Хемогетеротрофи - найбільш поширені  за джерелом органічних речовин:1. хижаки - отримують готові органічні речовини з тіла своєї жертви хижі тварини, гриби,  рослини 2. фітофаги -  рослиноїдні тварини 3. сапрофаги -  споживають органічні речовини відмерлих організмів жук-гнойовик, річкові раки, гієни, грифи4. паразити - живляться поживними речовинами живих організмів, чим завдають їм шкодичерви-гельмінти, блохи, воші5. симбіотрофи -  живляться поживними речовинами живих організмів, не завдаючи їм шкодигубани-чистильники, мікоризні гриби

Етапи живлення: поглинання їжі → перетравлювання складних поживних речовин → всмоктування малих біомолекул → метаболізм → виділення метаболітів (продуктів обміну)

Особливості метаболізму гетеротрофів:1. Катаболічні реакції розщеплення складних органічних речовин (безкисневий і кисневий етапи енергетичного обміну) ⇒  вивільнення енергії ⇒ синтез АТФ2. Анаболічні процеси - утворення власних органічних речовин (вторинний синтез)3. Потреба в незамінних амінокислотах й жирних кислотах, що не синтезуються в їхніх організмах і мають надходити з їжею. 4. Нітроген поступає в органічній формі (амінокислоти, білки).

Екскреція у гетеротрофів:видаляються: надлишок води й солей, кінцеві продукти окиснення (вуглекислий газ, вода), кінцеві продукти обміну білків (амоніак - у риб, сечовина - у ссавців, сечова кислота - у комах, плазунів, птахів, гуанін - у павуків), отрутохімікати, радіонукліди, токсини, що надійшли з їжеюспособи: 1. дифузія → у грибів, твариноподібних організмів, бактерій2. за участі спеціальних органів: протонефридії, метанефридії → у червівзелені залози → у раківмальпігієві судини → у комах і павуківнирки → у молюсків і хордових3. відкладання метаболітів у клітинах жирового тіла → комахи, павуки