В биологии гетеротрофы – это организмы, получающие питательные вещества вместе с готовой пищей. В отличие от автотрофов гетеротрофы не способны самостоятельно образовывать из неорганических соединений органические вещества.
Гетеротрофные микроорганизмы не могут синтезировать органические соединения у себя внутри путем фотосинтеза или хемосинтеза. В первом случае органические соединения синтезируются при наличии солнечного света. Хемосинтетики же образуют питательные соединения путем переработки некоторых органических веществ.
Все бактерии, будь то гетеротрофы или автотрофы, непременно питаются определенными источниками. Граница между такими формами жизни условная, так как наука знает примеры организмов, имеющих переходную форму питания. Их называют миксотрофными.
Гетеротрофы (от греческих слов heteros – иной, другой и irophe – пища) – живые организмы, существующие за счет потребления готовых органических веществ, создаваемых автотрофами.
Бактерии — наиболее распространенная группа микроорганизмов в почве. Их количество колеблется от десятков и сотен миллионов до нескольких миллиардов в 1 г почвы и зависит от свойств почвы и их гидротермических условий. В зависимости от способа питания бактерии разделяют на гетеротрофные и автотрофные.
По отношению к потребностям в свободном кислороде различают аэробные облигатные (строгие) бактерии, нуждающиеся в свободном кислороде; анаэробные — не использующие свободный кислород. Последние разделяют на облигатно анаэробные, для которых кислород токсичен, и факультативно-анаэробные — нечувствительные к свободному кислороду. Бактерии осуществляют разнообразные процессы превращения органических и минеральных соединений в почвах.
Автотрофы – организмы, самостоятельно синтезирующие органические вещества из неорганических. В этой группе оказываются некоторые виды бактерий и почти все организмы, принадлежащие к царству растений. В ходе своей жизнедеятельности автотрофы утилизируют различные неорганические вещества, поступающие извне (углекислый газ, азот, сероводород, железо и другие), задействуя их в реакциях синтеза сложных органических соединений (в основном это углеводы и белки).
Гетеротрофные организмы питаются готовыми органическими веществами, они не способны синтезировать их самостоятельно. К этой группе относятся грибы, животные (в том числе человек), некоторые бактерии и даже часть растений (некоторые паразитические виды).
Как мы видим, главное отличие гетеротрофов от автотрофов заключается в химической природе необходимых им питательных веществ. Отличается и сущность процессов их питания. Автотрофные организмы затрачивают энергию при преобразовании неорганических веществ в органические, гетеротрофы энергию при питании не затрачивают.
Автотрофы и гетеротрофы разделяются еще на две группы в зависимости от используемого источника энергии (в первом случае) и от пищевого субстрата, используемого микроорганизмами второго типа.
Автотрофы и гетеротрофы занимают определенные позиции в пищевой цепи. Автотрофы всегда являются продуцентами — они создают органические вещества, которые позже проходят путь через всю цепь. Гетеротрофы становятся консументами различных порядков (как правило, в этой категории оказываются животные) и редуцентами (грибы, микроорганизмы).
Иными словами, автотрофы и гетеротрофы образуют между собой трофические связи. Это имеет важнейшее значение для экологической обстановки в мире, поскольку именно за счет трофических связей осуществляется круговорот различных веществ в природе.
Анаэробы живут в местах, где нет кислорода. Для них этот элемент, как ни странно, является токсичным. Поэтому они получают энергию для жизни путем так называемого фосфорилирования. Этот процесс происходит путем распада аминокислот и белков.
Путем брожения расщепляется глюкоза и другие глюкозообразные вещества. Известные нам процессы – молочнокислое, спиртовое, а также метановое брожение – являются анаэробными.
Аэробные формы жизни гетеротрофного типа живут только за счет кислорода. Все эти бактерии имеют достаточно разнообразную дыхательную цепь. Она помогает им приспосабливаться к разным концентрациям кислорода в воздухе.
Гетеротрофы получают энергию путем окисления АТФ (аденозинтрифосфата – важнейшего белкового соединения), для чего им и нужен кислород. Однако большое количество кислорода не означает, что в такой атмосфере смогут существовать микроорганизмы. Экспериментально доказано, что если количество свободного О2 в атмосфере достигнет половины общего объема, то развитие практически всех известных бактерий прекратится. А в атмосфере чистого 100-процентного кислорода не может развиваться ни один простейший организм, даже прокариот.
В зависимости от способа получения пищи гетеротрофов подразделяют:
- Фаготрофы – употребляют твердые куски пищи. К этой группе относятся животные.
- Осмотрофы – получат питательные органические вещества из растворов напрямую через стенки клеток. К этой группе принадлежат грибы и большая часть бактерий.
По типу получаемой пищи гетеротрофов подразделяют:
- Биотрофов – живые организмы, питающиеся другими живыми организмами. К этой группе относятся зоофаги (питаются животными), фитофаги (питаются растениями) и бактерии.
- Сапротрофов – организмы, использующие в пищу экскременты или отмерший органический материал. К этой группе принадлежат детритофаги, некрофаги, копрофаги. Примеры живых организмов с такими типами питания:
- бактерии сапротрофы;
- грибы сапротрофы;
- растения сапротрофы (сапрофиты);
- животные сапротрофы (сапрофаги).
Гетеротрофы и автотрофы тесно связаны между собой. Ведь выживание этих микроорганизмов напрямую связано с наличием автотрофных существ. В эту категорию входят и хемотрофы. Выходит, эти прожорливые микросущества потребляют то, что произвели для них автотрофы.
Все гетеротрофы делятся на такие виды.
Читайте также:
- Плесень и дрожжи, питающиеся готовой пищей. Это наиболее четко отличает такие бактерии – автотрофы это или гетеротрофы.
- Бактерии, которые называются гетеротрофы сапрофиты, питаются мертвой пищей.
- Гетеротрофы, питание которых происходит за счет живых существ. Они являются болезнетворными.
Некоторые виды бактерий-гетеротрофов имеют похожее питание, что и хемосинтетики. Так, они окисляют органические соединения без усвоения кислоты. Такое питание является промежуточным. Однако особенности таких переходных типов организмов, питающихся так же, как и хемотрофы, находят свое применение в различных видах хозяйственной деятельности человека.
По источнику питания гетеротрофы делятся на две группы:
- консументы– животные, употребляющие в пищу другие организмы;
- редуценты– организмы, разлагающие органические останки.
По способу питания (поглощения пищи) консументы относятся к фаготрофам (голозоям). В эту группу входят животные, поедающие организмы частями. Редуценты относятся к осмотрофам и поглощаются органические вещества из растворов. К ним относятся грибы и бактерии.
Гетеротрофы могут использовать в пищу живые и неживые организмы.
В связи с этим выделяют:
- биотрофы– питаются исключительно живыми существами (травоядные и хищные животные);
- сапротрофы– питаются мёртвыми растениями и животными, их останками и экскрементами.
К биотрофам относятся:
- фитофаги– животные, питающиеся растениями (лошадь, виноградная улитка, пчёлы);
- зоофаги– животные, использующие в пищу других животных (лиса, паук, осьминог);
- паразиты– организмы, использующие в пищу тело хозяина, не убивая его (круглые черви, клещи).
К сапротрофам относятся животные, которые поедают трупы (гиены, грифы, тасманийский дьявол) или экскременты (личинки мух), а также грибы и бактерии, разлагающие органические останки.
Некоторые живые существа способны к фотосинтезу, т.е. одновременно являются и автотрофами, и гетеротрофами. Такие организмы называются миксотрофами. К ним относятся восточная изумрудная элизия (моллюск), цианобактерии, некоторые простейшие, насекомоядные растения.
Вы, ваша собака, кошка, птица, рыба и т.д. являетесь гетеротрофами, потому что зависите от других организмов как от источника энергии. К гетеротрофам относятся все животные, некоторые растения, а также грибы, бактерии и протисты.
Не все растения автотрофны, некоторые из них на самом деле гетеротрофны, например, омела – паразитическое растение, выживающее за счет растения-хозяина. Другие растения, такие как кувшинные, являются плотоядными и питаются насекомыми или мелкими животными.
Большинство бактерий и грибы также являются гетеротрофами. Грибы разрушают отмершие и разлагающиеся организмы, что делает их редуцентами или деструкторами. Редуценты играют важную роль, помогая перерабатывать растительный и животный материал, который больше не является живым, и возвращать эти питательные вещества в экосистему.
Важно отметить, что не все гетеротрофы полагаются на одни и те же источники пищи для получения энергии. Одни гетеротрофы едят только продуцентов, например, газель ест траву. Другие питаются как продуцентами, так и консументами, например, медведь ест животных и ягоды. А некоторые едят только других потребителей, например, пума ест оленей.
Гетеротрофы, питающиеся исключительно продуцентами, называются растительноядными (фитофагами), те, которые едят только других потребителей, называются плотоядными (зоофагами), а те, которые употребляют в пищу как продуцентов, так и консументов, называются всеядными (эврифагами). Также выделяют паразитов – организмы, питающиеся за счет тела хозяина, например ленточные черви.
Гетеротрофы перерабатывают готовые органические соединения, добывая из них углерод и окисляя его. Благодаря этим микросуществам, до 90 процентов углекислого газа попадает в атмосферу именно благодаря гетеротрофам.
Гетеротрофы и хемотрофы способствуют образованию плодородной почвы. В одном грамме почвы содержится такое колоссальное количество микробов, что позволяет говорить о ней как о живой системе.
Отметим также, что гетеротрофы сапрофиты способствуют переработке органического материала. Если бы не эти бактерии, то планета покрылась бы толстым слоем опавшей листвы, веток, а также погибших животных. Проще говоря, сапрофиты «поедают» органические отходы.
Благодаря деятельности, которую выполняют гетеротрофы или автотрофы, происходит самоочищение водоемов. Что такое самоочищение, знает каждый школьник: без этого процесса вся вода на планете очень скоро превратилась бы в полностью непригодную для употребления и жизни.
Без сапрофитов невозможна переработка органических веществ. Сапрофиты способствуют поддержанию постоянного количества биомассы.
Частые вопросы
Почему большинство бактерий относят к гетеротрофам?
Большинство бактерий относят к гетеротрофам, потому что они не способны синтезировать собственные органические соединения из неорганических веществ. Они получают энергию и органические соединения, необходимые для своего роста и размножения, путем разложения органических веществ или поглощения их из окружающей среды.
Какие стратегии питания используют гетеротрофные бактерии?
Гетеротрофные бактерии могут использовать различные стратегии питания, такие как сапротрофы, которые разлагают органические вещества из мертвых организмов, и паразиты, которые получают питательные вещества за счет живых организмов.
Какова роль гетеротрофных бактерий в природных экосистемах?
Гетеротрофные бактерии играют важную роль в природных экосистемах, участвуя в разложении органических веществ, циркуляции питательных веществ и поддержании биологического равновесия.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Изучите основные принципы метаболизма бактерий и их способности к получению энергии из внешних источников.
СОВЕТ №2
Изучите разнообразие питательных сред и условий, в которых бактерии могут проявлять свою гетеротрофную природу.
Загрузка...
