Типы питания организмов

Синтез и разложение органического вещества в экосистеме

Блок тем 3 (дидактическая единица 3)

ТЕМА 6: ТИПЫ ПИТАНИЯ И ДЫХАНИЯ ОРГАНИЗМОВ

ТЕМА 7: ПРОЕКТ «СЕРОВОДОРОД В ЧЁРНОМ МОРЕ»

 

ВАША ОЦЕНКА по 100-балльной шкале (блок тем 3)

Вид работы	Оценка, баллы	Подпись преподавателя
Максимум	Реальная
1. Работа на практических занятиях по теме 6
2. Домашнее задание по теме 6
3. Работа на лекции-семинаре по теме 7
4. Работа на практических занятиях по теме 7
5. Домашнее задание по теме 7
6. Реферат (презентация) по теме 6
7. Контрольная работа и тестирование
ИТОГО по дидактической единице 3

 

Таблица 3.

Календарно-тематический план аудиторных занятий по блоку тем 3

Тема занятий	Лекции	Практические
Кол-во часов	Дата	Кол-во часов	Дата
1. Типы питания и дыхания организмов
2. Проект «Сероводород в Чёрном море»
3. Текущий контроль (контрольная работа)	-
ИТОГО:

Глава VI

Типы питания и дыхания организмов (тема 6)

ТИПЫ ПИТАНИЯ И ДЫХАНИЯ ОРГАНИЗМОВ (конспект лекции и хрестоматия)

Типы питания организмов

Трофические экологические факторы (от греч. trophe – пища) – группа экологических факторов непосредственно связанных с питанием организмов. В процессе питания (в широком смысле) живые организмы получают из окружающей среды вещество и энергию, необходимые для поддержания жизнедеятельности, роста, развития и размножения. В известном смысле питание составляет основу существования организмов, поэтому изучению трофических экологических факторов уделяется особое внимание.

Существуют самые различные варианты эколого-трофических классификаций организмов (видов), которые базируются на характеристике источников пищи (вещества и энергии) и её состава, а также способов питания. Одним из ключевых моментов эколого-трофической классификации является подразделение организмов на авто - и гетеротрофов. По этому поводу В.И. Вернадский писал:

«§ 91. … В явлениях питания и дыхания организмов основным элементом является источник, откуда берут организмы нужные для их жизни вещества. С этой точки зрения организмы делятся на две резко различные группы: на живое вещество первого порядка – автотрофные организмы, которые в своём питании независимы от других организмов, и живое вещество второго порядка – гетеротрофные и миксотрофные организмы.

Деление организмов по их питанию на три группы было введено в 1880-х г. немецким физиологом В. Пфеффером и является крупным эмпирическим обобщением …

§ 92. Несомненно, вопрос об источнике, откуда организмы получают нужные им для жизни тела, более сложен, чем это представляется с первого взгляда, но думается, что указанное В. Пфеффером деление есть коренная черта всей живой природы.

Нет ни одного организма, который бы в своем дыхании и питании не был бы связан, хотя бы отчасти, с косной материей. Выделение автотрофных организмов основано на том, что они для всех химических элементов независимы от живого вещества, могут их все получать из окружающей их косной – неживой – среды. …

Но, в конце концов, в среде живого в биосфере огромное количество составляющих её молекул, необходимых для жизни, является продуктом этой последней и без неё не находилось бы в косной среде. Таков, например, целиком свободный кислород – О₂ – и в огромной мере почти все газы, такие как СО₂, NН₃, Н₂S и т. д. Не меньше участие жизни в создании природных водных растворов. С этими водными растворами неразрывно, однако, связаны явления питания и дыхания. Эта природная вода, а не вода химически чистая, необходима для жизни не меньше, чем газовый обмен.

Принимая во внимание это глубокое отражение жизни на характере химических тел косной материи, в среде которой она проявляется, мы должны ограничить независимость от неё автотрофных организмов. Нельзя делать логического заключения, очень обычного, что наблюдаемые ныне автотрофные организмы могли бы одни существовать на нашей планете. …

§ 94. Но биохимический генезис тех тел косной природы, которые необходимы для существования автотрофных организмов, не меняет огромного их отличия от организмов гетеротрофных и миксотрофных. Мы должны только более ограниченно понимать автотрофность и не выходить в наших суждениях за пределы этого понимания.

Мы будем называть автотрофными все организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в современной биосфере из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма» (цит. по Биосфера и ноосфера, 2002, с. 122 – 125).

Высказанные В.И. Вернадским замечания не потеряли своей актуальности и в наше время, как сохранилось и деление организмов (в зависимости от типа питания) на три группы:

1) автотрофных организмов (автотрофов);

2) гетеротрофных организмов (гетеротрофов);

3) миксотрофных организмов (миксотрофов), способных сочетать автотрофный и гетеротрофный типы питания.

Упрощённая схема специализации питания различных систематических групп организмов на уровне высших таксонов представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Специализация живых организмов в биосфере (по А.В. Лапо, 1987).

Над- царства	Царства	Подцарства	Автотрофы фото хемо	Гетеро- трофы	Миксо- трофы
Про-кариоты	Дробянки	Бактерии Архебактерии Цианобактерии	+ + +	+ + +	+ + -	+ + +
Эу-кариоты	Растения	Низшие Высшие	+ +	- -	- редко	+ +
	Грибы	Миксомицеты Грибы	- -	- -	+ +	- -
	Животные	Простейшие Многоклеточные	- -	- -	+ +	+ -

К сожалению, сами понятия «автотрофности» и «гетеротрофности» разными авторами трактуются различно. Для отнесения организма (вида) к автотрофам в современных работах по экологии обычно применяют следующие формальные признаки (критерии):

1. Использование химических элементов внешней среды в форме неорганических соединений (например, углерод – СО₂, азот – NO₃^- и/или NH₄⁺) и способность на их основе самостоятельно синтезировать все необходимые органические вещества: углеводы, липиды, аминокислоты и белки, нуклеиновые кислоты.

2. Использование внешних первичных источников энергии (не связанных с деятельностью других организмов): солнечной энергии (фотоавтотрофные организмы) и химической энергии неорганических соединений (хемоавтотрофные организмы).

3. Не использование экзогенных (поступающих извне) органических веществ.

 

Ещё один известный варинт базовой эколого-трофической классификации организмов, основанный на характеристике двух показателей (критериев), представлен на рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Четыре категории организмов, различающихся по типу питания (по источникам энергии и углерода). Приводятся примеры бактерий для каждого типа питания. Растения – фототрофные организмы, грибы и животные – хемогетеротрофные (Тейлор и др., 2005).

 

 

 

Далее (в порядке исключения) Вам предлагается выполнить два небольших задания (теста):

6-а. Установите соответствие между группой организмов и типом их питания:

1. Непаразитические цианобактерии –............ 2. Съедобные грибы –....................................... 3. Нитрифицирующие бактерии –...................

а) – хемоавтотрофный б) – хемогетеротрофный в) – фотоавтотрофный г) – фотогетеротрофный

 

6-б. Установите соответствие между группой организмов и типом их питания:

1. Растения из рода повилика –........................ 2. Ромашка аптечная –....................................... 3. Пурпурные несерные бактерии –...................

а) – хемоавтотрофный б) – хемогетеротрофный в) – фотоавтотрофный г) – фотогетеротрофный