Гетеротрофные организмы¶
Гетеротрофные организмы — это организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических соединений и получают готовую органику из внешней среды. В отличие от автотрофов, использующих неорганические источники углерода (CO₂), гетеротрофы усваивают органические молекулы — аминокислоты, сахара, жиры, — получаемые от других организмов или из остатков их жизнедеятельности. Термин введён немецким ботаником Николасом Прингсхаймом в 1846 году.
¶Общая характеристика
Гетеротрофия — один из двух основных способов питания, наряду с автотрофией. Гетеротрофы составляют основную массу живого вещества биосферы: к ним относятся все животные, большинство грибов и многие бактерии, а также ряд протистов. Их роль в экосистемах определяется тем, что они разрушают органические вещества, участвуя в круговороте веществ, и служат источником энергии для других организмов.
Ключевое отличие гетеротрофов от автотрофов — отсутствие автономного синтеза органики. Гетеротрофы не могут использовать энергию света или окислительно-восстановительных реакций для фиксации углерода, поэтому вынуждены потреблять готовые органические соединения, богатые энергией химических связей.
¶Классификация по способу питания
Гетеротрофные организмы классифицируют по источнику органического вещества и способу его усвоения:
| Группа | Источник органики | Примеры |
|---|---|---|
| Гетеротрофы-консументы | Живые организмы | Травоядные, хищники, паразиты |
| Гетеротрофы-редуценты | Мёртвые остатки, экскременты | Сапрофаги, сапрофиты, детритофаги |
| Симбионты | Органика партнёра по симбиозу | Микоризные грибы, симбиотические бактерии |
¶Консументы
Консументы (потребители) получают органику, поедая живые организмы. К ним относятся:
- Фитофаги — растительноядные животные (крупный рогатый скот, гусеницы, тля);
- Зоофаги — хищники и паразиты (волки, львы, трематоды);
- Омниворы — организмы, питающиеся и растительной, и животной пищей (медведи, свиньи, человек).
¶Редуценты
Редуценты (деструкторы) разрушают органические остатки до неорганических соединений, замыкая круговорот веществ. Основные группы:
- Сапрофиты — бактерии и грибы, питающиеся мёртвой органикой;
- Сапрофаги — животные, поедающие падаль и растительные остатки (черви, жуки-мертвоеды, личинки мух);
- Детритофаги — потребители детрита (дождевые черви, коловратки).
¶Классификация по типу дыхания
По типу дыхания гетеротрофы делятся на:
- Аэробные — используют кислород как конечный акцептор электронов (большинство животных, грибов, аэробных бактерий);
- Анаэробные — обходятся без кислорода, применяя иные акцепторы (нитраты, сульфаты, CO₂) или брожение (многие кишечные бактерии, клостридии, дрожжи в бескислородных условиях).
¶Гетеротрофные бактерии
Гетеротрофные бактерии — обширная группа прокариот, получающих углерод и энергию из органических соединений. Среди них:
- Сапрофитные — разлагающие мёртвую органику (бациллы, псевдомонады);
- Паразитические — вызывающие болезни растений, животных и человека (микобактерии, сальмонеллы);
- Симбиотические — участвующие в симбиозе (азотфиксирующие бактерии клубеньков, кишечная микрофлора).
В отличие от автотрофных бактерий (например, цианобактерий), гетеротрофные не участвуют в первичной продукции органики, а перерабатывают уже созданную.
¶Гетеротрофные грибы
Почти все грибы — гетеротрофы. Они всасывают питательные вещества через клеточную стенку, предварительно переваривая их вне тела с помощью ферментов. По способу питания грибы делятся на:
- Сапрофиты — питаются мёртвой органикой (шампиньоны, опята);
- Паразиты — живут за счёт живых организмов (трутовики, ржавчинные грибы);
- Микоризные — образуют симбиоз с корнями растений;
- Лишайники — симбиоз гриба и водоросли или цианобактерии.
¶Роль в экосистемах
Гетеротрофы выполняют несколько ключевых функций:
- Первичные консументы переводят энергию растений в форму, доступную для хищников.
- Редуценты завершают круговорот веществ, возвращая минеральные элементы в почву и атмосферу.
- Паразиты и симбионты регулируют численность популяций и обеспечивают симбиотические связи.
Без гетеротрофов накопленная автотрофами органика не разрушалась бы, и круговорот веществ в биосфере остановился.
¶Гетеротрофия и эволюция
Согласно современным представлениям, гетеротрофная гипотеза происхождения жизни предполагает, что первые организмы были гетеротрофами, питавшимися органическими молекулами, синтезированными абиогенно. Автотрофия возникла позже, что позволило увеличить запасы органики и привело к «кислородной катастрофе» около 2,4 млрд лет назад.
¶Источники
- Биология. Общая биология. 9 класс / под ред. И. Н. Пономарёвой. — М.: Просвещение.
- Биологический энциклопедический словарь / гл. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986.
- Кучеров В. Ф. Ботаника с основами микологии. — М.: Колос, 2007.
- Реймерс Н. Ф. Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы. — М.: Россия молодая, 1994.