Гетеротрофы в биологии¶

Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических соединений и используют в качестве источника углерода и энергии готовые органические соединения, произведённые другими организмами. Термин происходит от греческих слов ἕτερος («другой», «иной») и τροφή («пища», «питание») и противопоставляется автотрофам — организмам, самостоятельно синтезирующим органику (главным образом фотосинтезирующим растениям и хемосинтезирующим бактериям).

Гетеротрофы составляют большинство живых существ на Земле: к ним относятся все животные, грибы, значительная часть бактерий и протистов, а также некоторые паразитические и сапрофитные растения. Они занимают верхние уровни пищевых цепей и обеспечивают круговорот вещества в биосфере, разлагая органику, созданную автотрофами.

¶Общая характеристика

Ключевой признак гетеротрофов — потребность во внешнем источнике органического углерода. В отличие от автотрофов, они не осуществляют фотосинтез или хемосинтез в объёме, достаточном для самостоятельного питания, и получают энергию за счёт окисления готовых органических молекул — углеводов, жиров, белков. Этот процесс называется гетеротрофным питанием.

По типу получаемой энергии гетеротрофы делятся на:

• фотоорганогетеротрофы — используют свет как источник энергии, но нуждаются в органических соединениях как источнике углерода;
• хемоорганогетеротрофы — получают энергию за счёт окисления органических веществ (большинство животных, грибов и бактерий).

¶Способы питания

По способу получения пищи различают несколько групп.

¶Голозойное питание

Характерно для большинства животных: организм захватывает твёрдые частицы пищи, заглатывает их и переваривает в пищеварительной системе. Подразделяется на хищничество, растительноядность, всеядность, паразитизм.

¶Сапротрофное питание

Организм всасывает растворённые органические вещества из окружающей среды — из мёртвых остатков, продуктов разложения. Свойственно грибам, многим бактериям, некоторым растениям-сапрофитам.

¶Паразитическое питание

Организм живёт за счёт другого живого организма (хозяина), извлекая из него питательные вещества. Паразиты встречаются среди животных, грибов, бактерий, растений.

¶Осмотрофное питание

Поглощение питательных веществ всей поверхностью тела путём всасывания — типично для грибов и бактерий.

¶Место в экосистеме

Гетеротрофы выполняют в биосфере две важнейшие функции:

1. Потребители (консументы) — поедают автотрофов и других гетеротрофов, передавая энергию по пищевой цепи. Различают консументов первого порядка (растительноядные), второго и последующих порядков (хищники).
2. Редуценты (разрушители) — разлагают мёртвое органическое вещество до неорганических соединений, возвращая их в круговорот. К редуцентам относятся грибы и бактерии.

Без гетеротрофов биосфера не смогла бы существовать: органические остатки накапливались бы, а элементы питания оказались бы связанными и недоступными для растений.

¶Классификация

¶Гетеротрофы и автотрофы: различия

Автотрофы (зелёные растения, цианобактерии, хемосинтезирующие бактерии) сами создают органику из углекислого газа и воды. Гетеротрофы такой способностью не обладают и зависят от продукции автотрофов. Вместе они образуют единый биологический круговорот: автотрофы — продуценты, гетеротрофы — консументы и редуценты.

Некоторые организмы сочетают оба типа питания — миксотрофы (например, эвглена зелёная, венерина мухоловка). Они способны как к фотосинтезу, так и к гетеротрофному питанию.

¶Значение для человека

Гетеротрофы играют важную роль в хозяйственной деятельности:

• Пищевая промышленность — дрожжи и молочнокислые бактерии используются при производстве хлеба, пива, вина, кисломолочных продуктов.
• Сельское хозяйство — почвенные бактерии и грибы разлагают органику, повышая плодородие.
• Медицина — болезнетворные гетеротрофы вызывают инфекции; на их изучении основана микробиология.
• Экология — редуценты очищают среду от органических отходов.

Однако гетеротрофы могут наносить вред: паразиты вызывают заболевания человека, животных и растений, а гнилостные бактерии портят продукты.

¶Интересные факты

• Венерина мухоловка — растение-гетеротроф, которое ловит и переваривает насекомых, восполняя недостаток азота в почве.
• Грибы по способу питания ближе к животным, чем к растениям: они запасают гликоген, а не крахмал.
• Глубоководные экосистемы у «чёрных курильщиков» основаны не на фотосинтезе, а на хемосинтезе бактерий, которых поедают гетеротрофные животные.
• Человек — типичный гетеротроф: его организм не синтезирует незаменимые аминокислоты и витамины, получая их с пищей.

Источники: учебники общей биологии, экологии; материалы по ботанике, зоологии, микробиологии; энциклопедические издания по биологии.