14. Способы питания организмов.

Автотрофы – организмы, способные сами синтезировать питательные вещества. Гетеротрофы - организмы, использующие в качестве пищи готовые органические вещества (в том числе углерод органического происхождения). В отличие от гетеротрофов, автотрофы сами синтезируют органические вещества из простых неорганических соединений (источником углерода для них является атмосферный диоксид углерода).

Фототрофы - автотрофные организмы, синтезирущие органические вещества за счет энергии солнечного света. Фототрофы – практически все растения, зеленые протисты и некоторые бактерии (цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии).

Хемотрофы - организмы, которые для осуществления синтеза органических веществ используют энергию окисления некоторых химических веществ(железобактерии, бесцветные серобактерии, нитрифицирующие бактерии).

Основные типы гетеротрофного питания: голозойный, сапротрофный, паразитический.

Голозойный тип питания характерен для большинства многоклеточных животных. При этом типе питания организм захватывает и направляет пищу внутрь тела, где она переваривается, всасывается и усваивается. Этот тип питания свойственен и некоторым одноклеточным (например, амебе), осуществляющим фагоцитоз и пищеварение в фаголизосомах.

Сапротрофный тип питания характерен для организмов, использующих мертвый или разлагающийся органический материал. Многие сапротрофы выделяют ферменты непосредственно на продукты питания, которые под воздействием этих ферментов подвергаются расщеплению. Растворимые конечные продукты такого внеорганизменного переваривания всасываются и ассимилируются сапротрофом. К сапротрофам относятся грибы и многие бактерии.

При паразитическом способе питания организмы получают органические вещества от организма-хозяина. Паразитический способ питания характерен для некоторых бактерий (дифтерийная и столбнячная палочки, стафилококк, холерный вибрион и др.), протистов (малярийный плазмодий, дизентерийная амеба, лейшмании, трихомонады, лямблии), животных (сосальщики, ленточные черви, аскариды и др.), высших растений (повилика европейская, заразиха, Петров крест и др.).

15. Хемосинтезирующие бактерии и их экологическое значение

При хемосинтезе источником энергии служит не солнечный свет, а окисление неорганических соединений. Энергия, образовавшаяся в реакциях окислении, запасается в бактериальных клетках в форме АТФ. Источником углерода для синтеза органических соединений у всех автотрофных бактерий выступает углекислый газ. Выделяемая энергия используется бактериями-хемосинтетиками для восстановления СО2 и синтеза органических соединений.

Нитрифицирующие бактерии окисляют образующиеся при гниении органических остатков аммиак до нитрита, а затем до нитрата.

Аммонийокисляющие бактерии окисляют аммоний до нитрита:

2NH4 + 3O2 -> 2HNO2 + 663 кДж.

Нитритокисляющие бактерии осуществляют вторую фазу нитрификации и окисляют нитриты до нитратов:

2HNO2 + O2 -> 2HNO3 + 192 кДж.

Наиболее широко распространены аммонийокисляющие бактерии, так как могут использовать дополнительные источники энергии окисления CH4 и CO, а возможно и NO2 — как акцептор электронов.

Нитрифицирующие бактерии развиваются в почвах, рыхлых горных породах, термальных источниках, в морской и пресной воде, в илах.

Нитрифицирующие бактерии послужили фактором образования залежей селитры. Они участвуют в процессах выветривания горных пород и каменных сооружений. Огромную роль играют в процессе почвообразования. Процесс нитрификации происходит в почве в огромных масштабах и служит для растений источником нитратов. Жизнедеятельность бактерий представляет собой один из важнейших факторов плодородия почв. В практических целях использовать нитрифицирующие бактерии пытаются для очистки сточных вод, в технологиях обогащения полезных ископаемых — для извлечения марганца и добычи угля.

Сероредуцирующие бактерии окисляют сероводород до серы:

H2S + O2 - > 2H2O + 2S + 272 кДж,

При недостатке сероводорода бесцветные серобактерии производят дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до серной кислоты:

2S + 3O2 + H2O -> H2SO4 + 483 кДж.

Серобактерии, образуя серную кислоту, способствуют постепенному разрушению и выветриванию горных пород, разрушению каменных и металлических сооружений; выщелачивают руды и серные месторождения. Экстремально термофильные архебактерии развиваются в гидротермах, где сера имеет вулканическое происхождение.

Железобактерии, окисляющие соединения железа и марганца, обитают как в пресных, так и в морских водоемах. Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей образуется огромное количество отложенных руд железа и марганца.

Железобактерии окисляют соли железа:

4FeCO3 + O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)3 + 4CO2 + 324 кДж.

Хемосинтетики имеют огромное экологическое значение, участвуя в круговороте веществ в биосфере. В процессе их жизнедеятельности образовались залежи многих полезных ископаемых.