Биология
Класс
Типы пищеварительных систем
Обмен веществ - совокупность процессов поступления веществ в организм, их преобразования в нем и вывода наружу продуктов обмена.
Одну из важнейших функций организма - обмен веществ - обеспечивает питание.
Автотрофные организмы могут сами для себя синтезировать органические вещества, используя или энергию солнца (фототрофы), или энергию неорганических соединений (хемотрофы).
Гетеротрофы не могут сами синтезировать органику. Они забирают ее у других организмов (это могут быть и фототрофы, и другие гетеротрофы).
Главное отличие между растительными и животными организмами в способе получения энергии для жизни, различие в способе питания. Способ питания определяет строение и основные биологические функции организма
Типы гетеротрофного питания.
Питание - это процесс поступления в организм питательных веществ, необходимых для его нормальной жизнедеятельности.
Гетеротрофно питаются животные, грибы, насекомоядные растения и большинство бактерий.
|
 |
Голозойным. При этом типе питания благодаря сложному комплексу пищеварительных ферментов организм может употреблять в пищу сложные, зачастую твердые, органические соединения.
Сапротрофных. При этом типе питания организм питается растворами простых органических веществ. Иногда организм выделяет ферменты непосредственно на субстрат, а затем всасывает питательные вещества, образовавшиеся. Уничтожая мертвые растения и животных, сапротрофы играют важную роль в круговороте веществ.
Микрофаги - поглощают пищу мелкими частицами.
Макрофаги - поглощают пищу большими кусками.
Самые распространенные способы захвата пищи животными: с помощью псевдоподий (амебы), с помощью ресничек (инфузории), с помощью щупалец (каракатицы), зишкрябування (садовый улитка), заглатывание, всасывания.
Питание животных можно разделить на такие этапы, как добыча пищи, пищеварения и всасывания.
Способы добычи пищи животными.
Несмотря на то, что почти все животные гетеротрофы, они могут по-разному добывать себе пищу.
Различают простой способ добывания пищи и симбиоз.
Простой способ добывания пищи распространенный в царстве животных. Большинство животных добывает себе пищу прямо, без каких-либо особых приспособлений и ухищрений. Одни животные кормятся растениями, другие поедают различных животных и делают это самыми разнообразными способами, в соответствии со своей организации. Встречаются также всеядные животные. При этом эти животные не вступают ни в какие отношения с животными или растениями, которые служат им пищей.
Симбиоз - распространенное в живой природе явление закономерного, не случайно, общежития живых существ (симбионтов), принадлежащих к различным систематическим группам.
Мутуализм - один из видов сосуществования организмов, при котором каждый из них приносит другому определенную пользу. Например, рак-отшельник и актиния, жвачные животные и микроорганизмы их рубца.
Комменсализм - форма взаимоотношений между двумя видами животных, при которой один вид (коменсал) питается остатками пищи второго (хозяина) или микроорганизмы, живущие в том же организме хозяина. Например, многие жгутиконосцев и амеб, живущих в организме высших животных и человека, питаются главным образом бактериями, живущими в нем, и не вызывают заболевания хозяина.
Заслуживают внимания явления комменсализма между растениями и животными. Например, муравьи, поселяясь на какой-либо растении, защищают его от насекомых, повреждающих листья.
В подавляющем большинстве случаев питание водных животных происходит экзогенно и гораздо реже - эндогенно, когда пища не поступает из внешней среды. Для личинок многих беспозвоночных и рыб характерно смешанное питание, при котором в течение определенного времени молодь питается остатком желтка и путем захвата корма извне. В типичной форме эндогенное питание происходит за счет использования веществ собственного тела. Оно регулярно осуществляется на протяжении жизненного цикла у многих гидробионтов, например во время зимовки, летней спячки, при некоторых типах миграций и в ряде других случаев физиологического выключения внешнего питания. Сходная картина наблюдается при отсутствии или недостатке корма. К моменту перерыва во внешнем питании гидробионты накапливают большое количество резервных веществ, в первую очередь жира, как наиболее энергоемкого, стабильного и нейтрального компонента тела. Как правило, животные, получающие пищу регулярно (например, фильтраторы), способны голодать меньший срок, чем питающиеся от случая к случаю. Многие гидробионты нередко питаются эндогенно за счет эндо-симбионтов-автотрофов (обычно зеленые и пирофитовые водоросли, цианобактерии, панцирные жгутиковые, хемосинтезирующие бактерии), поселяющихся в клетках или иных структурах своих хозяев. Такое своеобразное симбиотрофное питание встречается у ряда инфузорий и фораминифер, губок, гидроидов, сифонофор, сцифомедуз, кораллов, ресничных червей, голожаберных, двустворчатых и брюхоногих моллюсков, асцидий. Вклад автотрофных эндосимбионтов в питание хозяев неодинаков. Например, губки, лишенные зоохлорелл, росли на 60-80% слабее особей с симбионтами. У ряда гавайских кораллов энергетический обмен обеспечивается зооксантеллами на 60-70%. Асцидии с симбионтами на свету включают в ткань в 4-5 раз больше меченой СО2, чем в темноте (Богоров, 1974).
Установлена возможность нормального роста ряда рифообразующих кораллов только за счет зооксантелл. У пеннатулярии Anemonia sulcata факультативные симбионты (панцирные жгутиковые), составляя 0,3% массы хозяина, обеспечивают примерно половину его пищевых потребностей. Только за счет симбионтов живут плоские черви Convoluta roscoffensqs в значительной мере, а может, и целиком питается за счет зооксантелл моллюск Tridacna. Водоросли поселяются в мантии моллюска, который старается держать раковину открытой, чтобы не препятствовать освещению симбионтов; специальные структуры облегчают проникновение света вглубь тела. Сцифомедуза Cassiopea, эктодерма которой обильно заселена динофлагеллятами Symbiodinium mieroadriaticum, имеет высокий темп размножения без видимых внешних источников пищи. Своеобразна форма эндогенного питания у некоторых голожаберных моллюсков. Они могут включать в состав своих тканей хлоропласты поедаемых водорослей, которые не перевариваются даже после многих дней голодания моллюсков, оставаясь, все время фотосинтетически активными вплоть до момента деградации. По-видимому, в основном за счет симбионтов-хемосинтетиков питаются погонофоры, обитающие в гидротермалирифтовых зон океана. В их трофосоме обнаружены кристаллы серы. Гетеротрофные симбионты - бактерии, живущие в губках, усваивают РОВ в очень низких концентрациях и затем передают ассимиляты хозяину; меченые РОВ сначала обнаруживаются в бактериях, затем в межклеточном веществе и позже всего в клетках хозяина. Экзогенное питание гидробионтов в основном носит голозойный характер, но, как уже отмечалось, многие гидробионты в какой-то степени способны удовлетворять свои пищевые потребности за счет осмотического поглощения РОВ. С повышением их концентрации интенсивность осмотического питания повышается. С увеличением массы животных количество поглощенной растворенной пищи возрастает не линейно, а в степенной зависимости с показателем 0,75 (Хайлов, 1971).
Для повышения эффективности использования РОВ у гидробионтов вырабатывается ряд специфических адаптации - от структурных до биохимических: увеличение абсорбирующей поверхности придатками тела и микроворсинками, перемешивание прилегающего к телу слоя воды, использование активного транспорта, специфическое поглощение гетерогенных компонентов РОВ. При этом количество потребляемого РОВ зависит от развития способности гидробионтов к кожному пищеварению, пульсации тела для перемешивания воды, ирригации жилых устройств, формирования участков тела для перорального пищеварения. При голозойном питании корм добывается путем дифференцированного или недифференцированного захвата сравнительно крупных объектов, которые подвергаются индивидуальной апробации, и тактика овладения ими соответствует их специфическим качествам. Во втором случае кормовые объекты представляют собой относительно мелкие пищевые частицы, заглатываемые целыми скоплениями, и тактика добывания их строится в отношении этих скоплений. Недифференцированный захват пищи на грунте и других твердых субстратах наблюдается у животных, заглатывающих грунт, собирающих детрит на дне или соскабливающих водорослевые и бактериальные обрастания на твердых субстратах. В толще воды этот вид захвата проявляется в форме фильтрации и седиментации пищевой взвеси. Фильтрация заключается в пропускании тока воды через отцеживающие устройства с последующим поеданием задержанного на них пищевого материала. Седиментация достигается созданием условий для оседания взвешенных частиц на те или иные поверхности. Очень часто фильтрация и седиментация комбинируются. Дифференцированный захват пищевых объектов проявляется в форме пастьбы и охоты. Пастьба наблюдается при питании крупными растениями и малоподвижными животными, охота имеет место в отношении крупной подвижной добычи, по своим размерам иногда мало уступающей хищнику (Богоров, 1974).
У животных в процессе эволюции появились разные способы добывания питательных веществ. Многие водные животные добывают пищу, процеживая воду и отделяя от нее пищевую взвесь. Это так называемые фильтраторы. Их пища - главным образом детрит, то есть мельчайшие остатки разложившихся растений, грибов и животных, осевшие на дно или взвешенные в толще воды вместе с содержащимися в них бактериями, простейшими и другими микроорганизмами. К фильтраторам относятся представители самых разнообразных таксономических групп: губки, мшанки, двустворчатые моллюски, ракообразные, насекомые, асцидии.
Фильтраторы: 1 - губка; 2 - асцидия; 3 - беззубка
Большинство фильтраторов прикреплены к субстрату, либо малоподвижны. Чтобы уловить больше питательных веществ, некоторые виды расставляют своеобразные «ловчие сети» (венчик щупалец у актиний, венчик перистых лучей у морских лилий, пучки щетинок на верхней губе у личинок комаров и др.) и своими колебательными движениями увеличивают ток воды вокруг себя. Благодаря фильтрационной деятельности этих организмов в природе происходит биологическая очистка воды. Например, мидии, заселяющие 1 м2 дна, могут профильтровать за сутки до 280 м3 воды. Уникальную чистоту воды озера Байкал биологи объясняют фильтрационной деятельностью эпишуры - рачка-эндемика из низших ракообразных.
В следствии адаптации к тому или иному способу добывания пищи у животных выработались особые приспособительные свойства. Например, мелкие млекопитающие из отряда насекомоядных животных (еж, крот, землеройка, выхухоль) имеют длинную узкую морду. Их вытянутые вперед резцы способны, подобно щипцам, удерживать мелкую добычу (насекомых, червей, моллюсков и др.), а бугорчатые с острыми вершинами коренные зубы - дробить хитиновый покров насекомых и известковые раковины моллюсков. У грызунов имеется по два больших резца на верхней и нижней челюсти. Эти резцы лишены корней и растут в течение всей жизни, поскольку постоянно истираются твердой пищей. Хорошо развиты клыки у псовых и кошачьих.
Несмотря на то, что почти все животные гетеротрофы, они могут по - разному добывать себе пищу, поэтому можно остановиться на главных способах добывания пищи животными.
Зоологи различают четыре главных способа добывания пищи животными:
Простое получение пищи;
Комменсализм;
Симбиоз;
Простой способ добывания пищи распространенный в царстве животных. Большинство животных добывает себе еду прямо, без каких-либо особых приспособлений и ухищрений. Одни животные кормятся растениями, другие поедают различных животных и делают это самыми разнообразными способами, в соответствии со своей организации, но при этом не вступают ни в какие отношения с животными или растениями, которые служат им пищей.
Есть очень много животных, которые ищут покровительства другой, более могучего животного, чтобы под ее защитой добывать себе пищу или же с целью пользоваться крохами со стола своего заместителя. Такой способ добывания пищи называется комменсализм.
Заслуживают внимания явления комменсализма между растениями и животными. Например, муравьи, поселяясь на какой-либо растении, защищают ее от насекомых, которые повреждают листья.
Симбиоз представляет особую форму комменсализма, когда союз между двумя различными существами становится настолько тесной, что они представляют собой как бы части одного организма. Но многие ученые понимают явление симбиоза в более широком смысле. Симбиозом называют всякого рода сожительство двух разных организмов, в котором оба сожителей приносят друг другу взаимную пользу. С этой точки зрения сосуществования муравьев и растения также должно считаться случаем симбиоза.
Известно, что в тканях некоторых водных животных, как морских, так и пресноводных (полипов, медуз, гидр), откладываются зерна хлорофилла. Вещество это, как известно, свойственна растениям. Долгое время предполагали, что этот хлорофилл является достоянием самого животного, но впоследствии было доказано, что в тканях этих животных поселяются живые водоросли, которые могут вести и самостоятельный образ жизни. Располагаясь в тканях и клетках животных, водоросли эти не причиняют им ни малейшего вреда и приносят им пользу.
Добывание огня и разведение костра . В условиях автономного существования шансы на выживание увеличиваются в зависимости от того, есть ли у человека огонь, крайне необходимый для обогрева, сушки одежды, приготовления пищи, сигнализации, обеззараживания воды кипячением.
При наличии спичек огонь можно развести в любых условиях и в любую погоду, надо лишь уметь как можно дольше сохранять пламя спички при сильном ветре и умело использовать быстро загорающуюся растопку. В условиях автономного существования спички нужно хранить в водонепроницаемом пакете, каждую спичку полезно предварительно обмакнуть в расплавленный воск или парафин.
Разжигание костра начинается с заготовки растопки, которую делают из бересты, сухих хвойных веточек, мха, стружек, ваты из одежды и т. д. На выбранное и подготовленное место кладут растопку, поверх которой шалашиком укладывают сухой материал (самый мелкий - ближе к растопке).
Если нет привычных источников огня, то при наличии определённых навыков и терпения можно добывать огонь одним из нетрадиционных способов. Широко известный способ - трение дерева о дерево, дерева о камень. Огонь можно добыть высеканием искр ударами камня о камень или камня о металл, а в солнечную погоду - фокусированием луча с помощью лупы, стёкол очков, объектива фото аппарата.
Для различных целей существуют разные способы разведения костра (рис. 86).
Рис. 86. Виды костров
Костёр «звёздочка» . Может гореть до 8-10 часов без особого ухода. Используется для обогрева ночью.
Костёр «охотничий» . Может гореть до 6-8 часов без особого ухода.
Костёр «пирамида» . Даёт большое пламя, быстро обогревает и просушивает одежду. Скоро прогорает и требует маскировки.
Костёр «решётка» . Даёт сильное широкое пламя. Греет со всех сторон. Долго горит.
Костёр «колодец» (поленья сложены срубом). Даёт низкое и широкое пламя. Долго горит.
Костёр «таёжный» . Несколько часов горит ровным пламенем, затем тлеет и даёт сильный жар.
Костёр «заборчик» . Маскирует огонь. Хорошо обогревает, направляя тепло в одну сторону.
Костёр на болоте . Перед разведением огня делают двойной настил, защищающий от влаги. На верхнем настиле разводят костёр. После прогорания верхнего настила костёр горит на нижнем.
В качестве топлива для костра используют сухостой и высохшие ветки. В костёр кладут преимущественно берёзовые, ольховые, сосновые и еловые дрова. Осина, лиственница, рябина, черёмуха дают мало жару. В районах, где нет леса, используется сухая трава, высохший помёт животных, лежащий на поверхности, горючий сланец или торф.
Добывание воды . Важнейшим условием выживания человека является обеспечение питьевой водой, которой ему при оптимальных условиях ежедневно требуется как минимум 2-2,5 литра. Абсолютно без воды, в зависимости от условий и индивидуальных физических возможностей, человек может прожить лишь 3-5 суток.
Поиск воды в условиях Беларуси и вообще в средней полосе особого труда не составляет, поскольку родники, реки, озёра, болота, лужи встречаются часто. Но не всякая вода будет питьевой. Воду из ключей и родников, горных речек и ручьёв можно пить и сырой, а прежде чем утолить жажду водой из стоячих или слабопроточных водоёмов, из рек по течению ниже населённых пунктов, её следует очистить от примесей и обеззаразить.
Для очистки воды легко изготовить простейшие фильтры из ваты, нескольких слоёв ткани или из пустой консервной банки, пробив в её донышке 3-4 небольших отверстия, а затем заполнив банку песком. Вода станет чище, если дать ей отстояться в течение 20-40 минут или добавить в неё поваренную соль. Очень хорошо вода очищается после пропускания через активированный уголь, который имеется в противогазовой коробке или может оказаться в медицинской аптечке.
Обеззаразить воду можно кристалликами марганцовки (до очень слабой розовой окраски, 1 час отстоя); хлорированием или добавлением йода (8-10 капель на 1 литр, 30 минут отстоя); настаиванием на коре дуба, цветках аптечной ромашки или бузине. Однако самый надёжный способ обеззараживания воды - кипячение в течение 10-15 минут.
Добывание пищи . Человек, неожиданно попавший в условия автономного существования, может оказаться без запасов пищи. Его организм реагирует на голодание сокращением энергозатрат, снижением интенсивности обмена веществ. Первые 3-5 дней голодания самые мучительные, в этот период организм перестраивается на питание собственными тканевыми запасами. Далее самочувствие улучшается. Но возможности организма не беспредельны, их может хватить лишь на 15-20 дней пассивного голодания. Поэтому следует принимать меры для обеспечения себя питанием с помощью сбора дикорастущих съедобных растений, рыбалки, охоты.
Растительная пища не так вкусна, калорийна и сытна, как животная, но она более доступна. В пищу идут разные части растений: плоды, корни, молодые побеги, листья, почки, цветы. Обычно можно безопасно применять в пищу те растения, которые едят птицы и животные.
В Беларуси традиционно используются в пищу грибы. В них содержится и жир, и сахар, и белок. Рядом с соснами обычно растут рыжики и маслята, с осиной - подосиновики, с берёзой - подберезовики, в молодом ельнике и дубраве - грузди. Белые грибы растут под соснами, елями, берёзами. Вне леса, на открытой местности растут шампиньоны, сморчки. Вкусны и питательны также сыроежки, лисички, моховики, строчки, опята и многие другие грибы. Однако следует остерегаться несъедобных грибов, среди которых есть и схожие по внешнему виду со съедобными! Если нет уверенности в съедобности гриба, то его необходимо перед приготовлением тщательно вымочить в течение 6–8 ч в проточной воде. После небольшого количества съеденного выждать 2–3 ч, наблюдая за реакцией организма. В случае отравления промыть желудок большим количеством воды, вызывая рвоту.
Кроме грибов, традиционно используют в пищу ягоды, которые являются источником, богатым витаминами. Брать ягоды необходимо только заведомо съедобные: чернику, голубику, землянику, малину, клюкву, бруснику, ежевику, рябину, шиповник.
Лесной орех - лакомство, которое следует только очистить от скорлупы. Для того чтобы употреблять зёрна шишек ели, сосны, шишки бросают в огонь. Затем очищенные зёрна вымачивают в воде, а потом жарят или варят. Съедобны и очень питательны жёлуди при умелом приготовлении.
В водоёмах произрастают кувшинки (белые лилии). Их корни, как и корни камыша, тростника, стрелолиста, пригодны в пищу. Чтобы получаемая из них мука не горчила, их следует предварительно вымочить и промыть в воде.
Если невозможно найти другую пищу, то пригоден и коричневый (серый) лишайник. Если его высушить и растолочь, то можно сварить кашу, хотя она и получится клейкой. Весной съедобны почки берёзы, липы, осины, их можно в ограниченных количествах есть сырыми или варить. Почки ели и сосны также съедобны, но их необходимо вымачивать и варить.
Осенью могут служить пищей корневища, а весной - молодые побеги прибрежной рогозы, которые съедобны в варёном и печёном виде. Осенью от ещё не старых растений и весной при появлении новых листьев в варёном и тушёном виде можно употреблять в пищу корень лопуха войлочного. Съедобны и корни полевого колокольчика. Листья одуванчика, имеющие горьковатый вкус, съедобны в сыром виде.
Довольно доступный способ обеспечить себя питанием в условиях автономного существования - рыбалка. Рыба обладает большей энергетической ценностью, чем растительная пища, а рыбалка менее трудоёмка, чем охота. Рыболовную снасть можно изготовить из подручных материалов. Крючки - из булавок, сережек, заколок от значков. Блесны - из металлических пуговиц, монет, а леску - из расплетённой верёвки, нити, вытащенной из одежды, и т. п.
Мясо рыбы допускается есть сырым, но лучше нарезать его на узкие полоски и сушить на солнце, так оно станет вкуснее и дольше сохранится. Следует помнить, что рыбой можно отравиться, а потому незнакомую и сомнительную по качеству рыбу лучше не есть. Не следует также употреблять рыбью икру, молоки, печень, так как они часто бывают ядовитыми.
По берегам рек и озер, в норах под водой водятся раки. На случай неудачной рыбалки можно приготовить мясо лягушек. Используются в основном мышцы спины и ляжки. При этом, чтобы пища не отталкивала своим видом, внешне непривлекательным, мясо готовится в массе с добавлением зелени.
Добыть пищу можно и примитивными способами охоты. В зимнее время охота - основной способ обеспечить себя питанием.
Мелких животных и птицу добывать сравнительно нетрудно. Для этого можно использовать ловушки, силки, петли и другие приспособления.
Добытое мясо зверька или птицы поджаривают на примитивном вертеле. Мелких животных и птиц жарят на вертеле, не снимая шкурки и не ощипывая. После приготовления обуглившаяся шкурка удаляется, и тушка очищается от внутренностей. Мясо более крупной дичи после потрошения и очистки целесообразно обжечь на сильном огне, а затем дожаривать на углях.
Носимый аварийный запас (НАЗ) . Отправляясь на задание, разведчики, помимо оружия, снаряжения и продуктов питания, берут с собой и носимый аварийный запас. Он очень мал по объёму и весу, но может оказаться как нельзя кстати в условиях автономного существования. НАЗ может включать следующие предметы: складной нож; миниаптечку; запаянные в полиэтиленовый пакетик 15 спичек с куском тёрки спичечного коробка; две половинки лезвия безопасной бритвы, завёрнутые в лощёную бумагу; 3 булавки; 3 метра ниток; сапожную иглу с куском суровой нитки; 3 рыболовных крючка (№ 1, 2, 3); около 6 м рыболовной лески; 3 грузила; 1 презерватив (будучи помещённым в носок, он становится ёмкостью для одного литра воды).
Подобный набор вещей полезно иметь не только разведчикам, но и охотникам, рыболовам, грибникам, ягодникам, путешественникам и туристам. Микроукладку для выживания можно изготовить из старой авторучки. Для этого надо из корпуса удалить начинку и освободившуюся полость заполнить необходимыми предметами. Это могут быть 1-2 швейные иглы (желательно намагниченные) с продёрнутой в ушко ниткой, пара мелких английских булавок, 3-5 метров тонкой лески, две половинки лезвия безопасной бритвы, несколько сложенных пополам спичек, небольшая часть тёрки спичечного коробка. Скрученный и слегка обожжённый на огне кусочек ваты послужит трутом, который хранится в колпачке.
- Добудьте огонь, если нет привычных источников (спичек, зажигалки).
- Разведите костёр. К какому виду относится разведённый вами костёр? Охарактеризуйте его.
- У вас есть мутная вода. Очистите и обеззаразьте её известными вам способами.
- Что пригодное для еды можно найти в лесу?
- Изготовьте НАЗ.
