Питание. Классификация организмов в соответствии с источниками энергии и углерода.
Понятие энергии можно определить как способность производить работу. Все живые организмы можно рассматривать как работающие машины, постоянно нуждающиеся в притоке энергии. Это необходимо им для того, чтобы продолжать работать и, таким образом, поддерживать свою жизнь. Энергия не исчезает и не создается вновь, а из одной формы переходит в другую (закон сохранения энергии). Формы энергии могут быть самые разнообразные: химическая, тепловая, электрическая, световая или звуковая. В качестве простого примера перехода энергии из одной формы в другую можно привести горение спички, при котором в спичечной головке происходит трансформация химической энергии в тепловую, световую и звуковую
Перечислим некоторые процессы, для которых живым организмам требуется энергия:
1) синтез веществ для роста и репарации, например синтез белков;
2) активный транспорт веществ в клетку и из нее против градиентов диффузии, например работа (Na+, К+)-насоса;
3) фагоцитоз, пиноцитоз и экзоцитоз.
4) электрическая передача нервных импульсов;
5) механическое сокращение мышц и биение жгутиков и ресничек;
6) тепловая энергия, высвобождаемая при дыхании, идет на поддержание постоянной температуры тела у птиц и млекопитающих;
7) биолюминесценция — образование света живыми организмами, такими как светляки и некоторые морские глубоководные животные;
8) электрический разряд, например у электрического угря.
Роль АТФ как переносчика энергии в клетках описывается в соответствующей нашей статье.
Классификация организмов в соответствии с источниками энергии и углерода
Как было сказано выше, питание это — приобретение и энергии, и вещества. Самым главным элементом, необходимым всем живым организмам, является углерод. Живые организмы могут быть сгруппированы на основе источников энергии или углерода.
Источники энергии
Несмотря на многообразие форм существования энергии, только две из них — световая и химическая — пригодны для живых организмов. Организмы, использующие световую энергию, называются фотосинтезируфщими, или фототрофными (photos — свет; trophe — питание); организмы, использующие химическую энергию, называются хемотрофными. Фототрофы содержат пигменты, в том числе некоторые формы хлорофилла, способные поглощать световую энергию и превращать ее в химическую
Источники углерода
Организмы, которые используют неорганические источники углерода, а именно диоксид углерода (СО2), называются автотрофными (autds — сам), а организмы, использующие органические источники углерода — гетеротрофными (heteros — другой). В отличие от гетеротрофов автотрофы синтезируют собственные органические вещества из простых неорганических соединений.
Данные понятия уже обсуждались в нашей статье и суммированы в таблице. Важный принцип, который из этого следует, состоит в том, что хемотрофы полностью зависят от фотосинтезирующих организмов, поскольку они обеспечивают их энергией, а гетеротрофы полностью зависят от автотрофных организмов, так как эти последние поставляют им углерод.
Самыми значительными группами являются фотосинтезирующие организмы (зеленые растения и водоросли) и хемогетеротрофные организмы (животные и грибы).
Более детальные взаимоотношения между двумя основными группами организмов представлены на рисунке. На этом рисунке схематично показаны направления потоков энергии и круговорот углерода в природе — темы, которые занимают важное место в экологии.
