Podział zwierząt ze względu na sposób odżywiania się

Podział zwierząt na kategorie pod względem pobieranego pokarmu nie jest łatwy. Zwierzęta dzielimy na Autotrofy(samożywne)

i Heterotrofy(cudzożywne). Lecz uznano to za zbyt mało

dokładne i dlatego w obecnym podziale uwzględnia się charakter i wielkość cząstek pobieranego Pokarmu oraz główne sposoby jego zdobywania . Zgodnie z tym podziałem mamy nieliczną grupę zwierząt odżywiających się roztworem prostych związków pobieranych przez zewnętrzną powierzchnię ciała( są to

Np. tasiemce niemające przewodu pokarmowego) oraz grupę zwierząt wyposażonych w złożone struktury służące do chwytania i dalszej obróbki pokarmu. W jej obrębie wyróżnia się wiele dalszych grup. Jednak przy takim podziale zwierzęta odżywiające się pokarmem pochodzenia roślinnego znajdą się zarówno w grupie filtratorów(pobierających plankton roślinny), jak i w grupie ssących pokarmy płynne(Np. mszyce), a także w grupie zwierząt zgryzających całe rośliny lub tylko ich części czyli tradycyjni roślinożercy. Oprócz nich do zwierząt wykorzystujących w procesie odżywiania specjalne struktury zaliczamy: zwierzęta filtrujące, pobierające pokarm płynny, drapieżniki i pasożyty. Oddzielną grupę tworzą saprofagi zjadające martwe cząstki organiczne lub kał.

Odżywianie Autotrofów

Organizmy Autotroficzne wytwarzają niezbędne im substancje pokarmowe z prostych związków nieorganicznych. Dla wszystkich autotrofów źródłem węgla, zwanego organicznym, jest dwutlenek węgla.

Autotrofy dzielimy na Fotoautotrofy i Chemoautotrofy.

Fotoautotrofy są to samożywne organizmy zdolne do włączania dwutlenku węgla we własne związki organiczne przy wykorzystaniu energii świetlnej.

Charakterystycznym procesem dla fotoautotrofów jest fotosynteza.

Fotosyntezę przeprowadzają jedynie rośliny zielone i niektóre protesty oraz sinice i nieliczne inne bakterie, tak zwane purpurowe.

Równanie ogólne fotosyntezy można zapisać następująco:

Okazało się jednak że niektóre Fotoautotrofy(bakterie purpurowe) przeprowadzają fotosyntezę w warunkach beztlenowych. Organizmy te wykorzystują nie wodę, lecz inny zredukowany związek nieorganiczny.

Dla nich sumaryczne równanie fotosyntezy można zapisać następująco:

Jeśli więc pominiemy wspomniane różnice to równanie ogólne fotosyntezy przyjmie postać:

Fazy fotosyntezy:

Proces fotosyntezy możemy podzielić na dwie charakterystyczne fazy: jasną(zależną od światła) oraz ciemną(niezależną bezpośrednio od światła)

W fazie jasnej wytwarzana jest siła asymilacyjna umożliwiająca zachodzenie reakcji fazy ciemniej. Składnikami siły asymilacyjnej są dwie substancje: jedna gromadzi energię, druga zaś potencjał redukcyjny niezbędny do syntezy cukrów.

Pierwszą substancją jest ATP, drugą zaś NADPH(fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego).

Ponieważ w fazie jasnej dochodzi do pochłonięcia kwantów światła, naładowania wiązań ATP i wytworzenia NADPH, tę część fotosyntezy nazywa się fazą przemiany energii.

Faza jasna zachodzi w błonach tylakoidów gran plastydów aktywnych fotosyntetycznie (u prokariontów w błonach tylakoidów). U fotoautotrofów tlenowych(sinic, roślin zielonych i niektórych protistów) ubocznym produktem fazy jasnej jest tlen. Całość przemian zachodzących na świetle u autotrofów tlenowych opisać można równaniem ogólnym:

Reakcje fazy ciemnej są niezależne od światła. Oznacza to że odcięcie dostępu światła nie spowoduje zatrzymania od razu tej części fotosyntezy. Zatrzymanie fazy ciemnej następuje dopiero po wyczerpaniu siły asymilacyjnej. W fazie ciemnej zachodzi asymilacja dwutlenku węgla i powstanie związków organicznych- produktów fotosyntezy. W tej fazie fotosyntezy dochodzi więc do przemiany substancji. Reakcję ogólną fazy ciemnej zapisujemy następująco:

Chemosynteza

Bakterie przeprowadzające chemosyntezę nie wykorzystują energii świetlnej.

Dla nich źródłem energii do asymilacje dwutlenku węgla są reakcje utleniania prostych związków nieorganicznych albo rzadziej prostych, zredukowanych połączeń węgla.

W porównaniu z fotosyntezą chemosynteza jest procesem nieskomplikowanym. Najprawdopodobniej ten rodzaj autotrofizmu ustąpił miejsca fotosyntezie ze względu na mniejszą wydajność i ograniczony dostęp do surowców energetycznych. Całość przemian w chemosyntezie można podzielić na dwa umowne etapy: utlenianie związku chemicznego oraz asymilację dwutlenku węgla.

Pierwszy etap jest odpowiednikiem fazy jasnej w fotosyntezie:

Druki etap nie jest taki sam jak faza ciemna fotosyntezy, lecz prowadzi do związania dwutlenku węgla i wyprodukowania glukozy.

Odżywianie Heterotrofów

Organizmy cudzożywne nie mają zdolności chemo- i fotosyntezy, w związku z tym nie mogą, jak to robią samożywne, wytwarzać substancji organicznych z prostych związków nieorganicznych. Dlatego też podstawą ich istnienia są organizmy samożywne. Z kolei organizmy cudzożywne są niezbędne dla samożywnych, ponieważ dostarczają im CO₂, niezbędnego do fotosyntezy.

Do heterotrofów zaliczamy wszystkie zwierzęta , jak zarówno grzyby i niektóre rośliny, protista i bakterie. Zazwyczaj wyróżnia się trzy grupy: holozoiki, saprobionty i pasożyty.

Holozoiki

Do holozoików zaliczamy głównie organizmy z królestwa Animalia

Niektóre zwierzęta są roślinożerne, tzn. odżywiają się wyłącznie lub głównie pokarmem roślinnym. Do roślinożerców zaliczamy zwierzęta pobierające masowo części roślin, które są stosunkowo twarde. Roślinożercy mogą żerować na lądzie i w wodzie. Na podwodnych morskich „łąkach” wodorostów „pasą się” ślimaki, ryby, legwany, w wodach słodkich- manaty i hipopotamy;

w tundrze- pardwy i renifery; na sawannach i stepach kangury, antylopy, słonie czy bizony. Zwierzęta te żywią się plechami, pędami, liśćmi, kwiatami, owocami, bulwami i korzeniami roślin. Niepodważalną zaletą diety roślinnej jest jej obfitość, łatwość i „bezkarność” zjadania większości gatunków, natomiast wadą jest to, że tkanki roślinne - w porównaniu ze zwierzęcymi zawierają mniejsze ilości białka oraz nie zawierają wielu aminokwasów, natomiast ze względu na obecność celulozy są znacznie trudniejsze do strawienia. Dlatego pokarm roślinny jest mniej wartościowy niż zwierzęcy. Aby go skutecznie wykorzystać, zwierzęta, które odżywiają się bogatym w ciężko strawne składniki materiałem roślinnym, stosują jedną z trzech strategii pokarmowych. Pierwsza, polegająca na wybiórczości pokarmowej, dotyczy gatunku rośliny lub jej określonych części. Stosują ją monofagi, żerujące Np. na jednym, określonym gatunku rośliny - przykładem mogą być gąsienice jedwabnika, żywiące się wyłącznie liśćmi morwy, lub torbacz koala, który zjada tylko liście eukaliptusów. Inne jak panda wielka, jedzą tylko delikatne młode części bambusów, pomijając starsze i zdrewniałe. Podobnie zachowują się gąsienice licznych motyli - wyjadają one w liściach tylko części leżące między twardym użyłkowaniem.

Druga strategia polega na konsumpcji roślin w bardzo dużych ilościach. Stosuje ją wiele owadów, z szarańczą wędrowną na czele. Podczas pospiesznego żerowania zwierzęta mało starannie rozdrabniają pobrane fragmenty i dlatego tylko około 1/3 komórek zjadanych roślin zostaje rozerwana i służy zwierzęciu jako pokarm. Reszta przechodzi przez przewód pokarmowy w stanie nienaruszonym. Aby zrównoważyć nikłe wykorzystanie pokarmu, tacy konsumenci pobierają go w znacznych ilościach, Np. szarańcza na jeden posiłek zjada ponad 1/5 tego, co sama waży. Jest to więc tzw. Konsument rozrzutny.

Trzecia strategia polega na rozwiązaniu problemu trudnego trawienia roślin „cudzymi rękoma” i wykorzystaniu zdolności symbiontów do syntezy niektórych enzymów. U wielu roślinożerców w świetle przewodu pokarmowego występują symbionty celulolityczne (bakterie, pierwotniaki, grzyby). Rozkład pokarmu roślinnego z ich udziałem jest jednak powolny i wymaga istnienia w przewodzie pokarmowym odpowiednich komórek fermentacyjnych.

Istnieją również przeżuwacze tj. krowa, owca, jeleń. Ich żołądek podzielony jest na cztery części. Bakterie symbiotyczne zasiedlające pierwsze dwie komory trawią celulozę. Znaczna część niedostatecznie przeżutej treści pokarmowej wraca ponownie do jamy gębowej, gdzie zostaje przeżuta ponownie.

Drugą grupą holozoików są mięsożercy, a wśród nich drapieżcy i nekrofagi, czyli padlinożercy.

Zależnie od przyjętej strategii łowieckiej, drapieżniki dzielimy na trzy grupy.

Pierwszą z nich stanowią łowcy polujący z zasadzki, np. pająki, szczupaki, kameleony czy koty. W tej grupie znajdują się też łowcy polujący z tzw. Przynętą, czyli zaopatrzone w rożne wyrostki imitujące inne zwierzęta. Takie „przynęty” mają np. niektóre ryby i żółwie.

Przedstawicielami drugiej grupy są drapieżniki aktywnie przeszukujące teren. Ich łupem często padają zwierzęta osiadłe, mało ruchliwe lub mało ostrożne.

W ten sposób zdobywa pokarm wiele owadów, ryb i ptaków drapieżnych, a także np. liczne koty i padlinożercy(hieny, szakale). Wadą tej strategii jest konieczność przemieszczania się łowcy, co pociąga ze sobą spore nakłady energetyczne na lokomocję, a także zwiększa możliwość ataku ze strony innych drapieżników.

Trzecią grupę stanowią łowcy ścigające swe ofiary, Np. liczne ryby drapieżne, sokoły, wilki. „Koszty” pościgu są tu największe. Aby to zmienić niektóre zwierzęta (np. kormorany, wilki, lwy) polują grupowo. Schwytanie i pokonanie ofiary wymaga siły i „narzędzi”, takich jak: ramiona(Np. u głowonogów), przysłowiowe „kły i pazury” (żuwaczki u niektórych owadów, zęby u kręgowców) lub całe ciało drapieżnika (u węży dusicieli). Niekiedy stosowana jest „broń chemiczna” w postaci jadów służących do unieruchomienia lub zabicia zdobyczy. Szybko działający jad zmniejsza ryzyko odniesienia obrażeń w walce, a także ogranicza wydatki energetyczne drapieżnika ponoszone podczas zdobywania pokarmu.

Szczególną grupą holozoików są rośliny mięsożerne, zdolne do chwytania małych zwierząt (zwłaszcza owadów, ale także pająków, skorupiaków, ślimaków) i trawienia ich ciała. Są to rośliny zielone, zdolne do fotosyntezy, rosną przeważnie na torfowiskach, na glebach ubogich w łatwo przyswajalne związki azotu, m.in. białka. Zawartość tych substancji w glebie nie jest dla nich wystarczająca. Z tego właśnie powodu rośliny muszą dożywiać się owadami.

Rośliny owadożerne wykształciły różnorodne powabnie i aparaty chwytne, które pozwalają im łapać drobne zwierzęta. Organami chwytnymi są zawsze odpowiednio do tego przystosowane liście.

Np. Blaszki liściowe muchołówki amerykańskiej opatrzone są na brzegach sztywnymi ząbkami i mają zdolność błyskawicznego składania się wpół pod wpływem bodźca dotykowego. Umożliwia to schwytanie owada, który zatrzymał się na liściu. Na górnej powierzchni liścia występują liczne gruczoły trawienne.

Przykładami roślin mięsożernych są Np. Rosiczka pośrednia (Drosera intermedia), Rosiczka owalna (Drosera x obovata).

Rosiczka okrągłolistna Kwiat muchołówki

Mięsożerne formy spotyka się też wśród roślin wodnych. Należą do nich gatunki pływacza (Utricularia). Blaszki liściowe pływacza podzielone są na wiele wąskich odcinków. Końce niektórych odcinków przekształcone są w pęcherzyki, wewnątrz których znajdują się włoski wchłaniające znajdującą się w pęcherzyku wodę, przez co wytwarza się w nim ujemne ciśnienie. Pęcherzyk zamknięty jest ruchomą klapką, na której znajdują się szczeciniaste włoski, klapka otwiera się do środka pęcherzyka, a siła ssąca, będąca wynikiem podciśnienia panującego w pęcherzyku, wciąga doń wodę wraz ze znajdującymi się w pobliżu drobnymi zwierzętami. Ciała zwierząt ulegają wewnątrz pęcherzyka strawieniu i wchłonięciu.

Pojedynczy pływacz

Saprobionty

Drugą grupą heterotrofów są saprobionty, odżywiające się martwą materią organiczną. Należą do nich saprofity i saprofagi.

Saprofagi są to organizmy odżywiające się obumarłymi szczątkami roślin i zwierząt. Saprofagi to specyficzna grupa organizmów występujących zarówno na dnie zbiorników wodnych, jak i w glebie. Odgrywają bardzo ważną rolę: użyźniają i oczyszczają środowisko.

U saprofagów wyróżniamy trzy grupy:

*glebożercy, np. dżdżownica

*mułożercy, np. tubifeks, należący do skąposzczetów.

Obie te grupy zwierząt zdobywają pokarm przez połykanie gleby lub mułu a następnie trawią zawarte w nich związki organiczne.

Trzecią grupą saprofagów są kaprofagi, inaczej kałożercy, wykorzystujący niestrawione i niewchłonięte szczątki pokarmowe zawarte w kale,

Np. żuk gnojowy.

Saprofity czyli inaczej roztocza, rozkładają martwą materię organiczną

z podłoża. Najliczniej reprezentowane są wśród grzybów i bakterii.

Niektóre bakterie śluzowe rozkładają nawet tak złożone substraty jak celuloza.

Rośliny wyższe nie są zdolne bezpośrednio do saprofityzmu. Niektóre z nich wykorzystują do tego celu strzępki grzybów znajdujące się na powierzchni oraz wewnątrz ich korzeni. Zjawisko to powstało prawdopodobnie z mikoryzy - symbiozy między korzeniami pierwotnie zielonych, samożywnych roślin

a grzybami. Przypuszczalnie i grzyb, rozrastając się w ścisłym związku

z korzeniami tych roślin, czerpie z tego jakieś korzyści.

Typowe rośliny saprofityczne są niezielone, a poza brakiem chlorofilu charakteryzują się uwstecznieniem liści i w ogóle redukcją części nadziemnych do pędu kwiatonośnego, natomiast mają silnie rozwinięty system korzeniowy

i często także kłącza. Przykłady roślin to np. korzeniówka pospolita oraz

gnieźnik leśny.

Pasożytnictwo

Źródłem pokarmu dla pasożytów są inne żywe organizmy, zwane żywicielami lub gospodarzami.

Wyróżniamy dwa rodzaje pasożytnictwa:

*ektopasożytnictwo (zewnętrzne)

*endopasożytnictwo (wewnętrzne)

Pasożyty zewnętrzne zazwyczaj „przyczepiają się” do skóry żywiciela i pobiera z organizmu substancje odżywcze niezbędne mu do życia.

Przykłady:

*pchły

*kleszcze

*pijawki

*wszy

*komary

Ektopasożytnictwo występuje również u roślin wyższych, Np. u kanianki. Łodyżka kiełkującej kanianki rosnąc zatacza koła, aż natrafi na łodygę odpowiedniego żywiciela.

Wówczas owija się dookoła niej, podobnie jak to robią inne pnącza. Kanianka pasożytuje na wielu roślinach uprawnych i łąkowych, jak len, ziemniak, słonecznik , a także na pokrzywie.

Na styku z łodygą żywiciela wyrastają z łodygi pasożyta ssawki, które wnikają w głąb ciała zaatakowanej rośliny. Długie szeregi komórek ssawki przenikają poprzez korową, miękiszową partię łodygi żywiciela i pasożyta. Korzeń oraz dolna część łodygi kanianki wcześnie obumierają. Łodygi pasożyta są bezlistne, barwy żółtawej lub różowawej, prawie bez chlorofilu co jest przystosowaniem do pasożytniczego trybu życia.

Kanianka lnowa.

Natomiast pasożyty wewnętrzne „przyczepiają się” do organu wewnątrz swojego żywiciela i pobiera substancje niezbędne mu do życia. Ten typ pasożytów żeruje zwykle przez dłuższy okres, lub nawet przez całe życie żywiciela.

Przykłady:

*tasiemce

*glista ludzka

*owsiki

Wszystkie pasożyty pobierają i trawią cząstki stałe lub płynne, albo wchłaniają przez błonę komórek substancje organiczne zawarte w płynach ustrojowych lub tkankach. Szczególnym przypadkiem są tasiemce, które nie mają układu pokarmowego i wchłaniają produkty trawienia żywiciela ze światła jelita cienkiego.

Tasiemiec

Półpasożytnictwo

Niektóre rośliny wyższe mają zdolność do fotosyntezy, a jednak wodę i sole mineralne czerpią z żywiciela. Typowym półpasożytem jest jemioła, występująca na różnych drzewach, przede wszystkim liściastych.

Jej owocami są białe, lepkie jagody, przenoszone z drzewa na drzewo przez ptaki. Jagody przyklejają się do gałęzi, a rozwijające się z nasion siewki wrastają swym korzeniem poprzez korę żywiciela, aż do jego drzewa i rozgałęziając się, wytwarzając drobne korzenie boczne, czyli ssawki, łączące się z naczyniami żywiciela.

Jemioła Jemioła na drzewie

Istnieje jeszcze jeden podział organizmów heterotroficznych na:

*makrofagi

*mikrofagi

*płynożerców

Makrofagi odżywiają się stosunkowo dużymi cząstkami pokarmowymi, pobieranymi wybiórczo z otoczenia. Pobierane cząstki są następnie rozdrabniane i trawione.

Mikrofagi odżywiają się stosunkowo małymi cząstkami pokarmowymi , pobieranymi niewybiórczo z otoczenia.

Największą grupę mikrofagów stanowią filtratory.

Środowisko wodne obfituje w zawiesinę miliardów drobnoustrojów, mikroskopijnych glonów, a także zwierząt planktonowych, głównie skorupiaków. Te zasoby są pokarmem dla rzesz małych i dużych amatorów. Aparat skrzelowy często łączy funkcję pobierania tlenu z filtracją.

Tak jest Np. u licznych bezkręgowców oraz wielu ryb. Filtratorami są też niektóre ptaki, Np. czerwonaki. Olbrzymimi filtratorami są dwa największe gatunki rekinów oraz wieloryby fiszbinowce - z ponad stutonowym płetwalem błękitnym na czele, któremu z podniebienia zwisa około 300 płatów elastycznego fiszbinu. Fiszbin tworzy w jamie gębowej sito służące do odcedzania dużych planktonowych skorupiaków. Zdziwienie może budzić fakt, że egzystencja najpotężniejszych mieszkańców oceanów jest uzależniona od filtracji, ale strategia ta umożliwia pobranie „na raz” wielkiej masy pokarmu przy małym wysiłku.

Płynożercy

Wiele bezkręgowców i kręgowców żywi się pokarmami płynnymi pochodzenia roślinnego albo zwierzęcego. Bogaty w cukry nektar kwiatowy jest pokarmem m.in. licznych owadów, kolibrów, a nawet maleńkiego torbacza - ostronoga.

Z pobieraniem płynnych pokarmów pochodzenia zwierzęcego - przede wszystkim hemolimfy i krwi - wiążą się liczne adaptacje.

Na przykład samice komarów, mające kłująco - ssący aparat gębowy, wprowadzają w miejsca wkłucia ślinę, która zawiera składniki blokujące krzepnięcie krwi. Gdyby ślina była pozbawiona tych składników, aparat gębowy komara byłby „aparatem jednokrotnego użytku”. Ślinę o przeciwkrzepliwych właściwościach mają też pijawki i wampiry.

Niekiedy pokarm płynny powstaje w wyniku tzw. Trawienia pozaustrojowego, obserwowanego Np. u pająków. Polega ono na wstrzyknięciu do ciała ofiary soku trawiennego bogatego w enzymy, które - trawiąc - upłynniają tkanki miękkie ofiary. Po jakimś czasie pająk wsysa powstały płyn, pozostawiając na pajęczynie niestrawny, chitynowy pancerz owada.

---