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.

Общее описание

Примерами гетеротрофов в биологии являются:

• животные от простейших до человека;
• грибы;
• некоторые бактерии.

Строение гетеротрофов предполагает возможность расщепления сложных органических веществ до более простых соединений. В одноклеточных организмах органические вещества расщепляются в лизосомах. Многоклеточные животные поедают пищу ртом и расщепляют её в желудочно-кишечном тракте с помощью ферментов. Грибы поглощают вещества из внешней среды подобно растениям. Органические соединения всасываются вместе с водой.

Виды

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.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

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:

Рис. 1. Биотрофы.

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.

Консументы

Многоклеточные животные являются консументами нескольких порядков:

• первого - питаются растительной пищей (корова, заяц, большинство насекомых);
• второго - питаются консументами первого порядка (волк, сова, человек);
• третьего - употребляют в пищу консументов третьего порядка и т.д. (змея, ястреб).

Один организм может одновременно являться консументом первого и второго или второго и третьего порядка. Например, ежи в основном питаются насекомыми, но не откажутся от змей и ягод, т.е. ежи одновременно являются консументами первого, второго и третьего порядка.

Рис. 2. Пример пищевой цепочки.

Редуценты

Дрожжи, грибы и бактерии-гетеротрофы подразделяют по способу питания на три вида:

Рис. 3. Грибы-сапрофиты.

Сапрофиты играют важную роль в круговороте веществ и являются редуцентами в пищевой цепочке. Благодаря редуцентам все органические останки разрушаются и превращаются в перегной - питательную среду для растений.

Вирусы не относятся ни к гетеротрофам, ни к автотрофам, т.к. имеют свойства неживой материи. Для размножения им не требуются питательные вещества.

Что мы узнали?

Гетеротрофы питаются готовыми органическими веществами, которые получают за счёт поедания других организмов - растений, грибов, животных. Такие организмы могут питаться живыми организмами или их останками (биотрофы и сапротрофы). К консументам, употребляющим в пищу другие организмы (растения, животные), относится большинство животных. К редуцентам, разлагающим органические останки, относятся грибы и бактерии.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 66.

1. Обитающие а пустынях пресмыкающиеся и млекопитающие, как правило, ведут ночной образ жизни. Объясните приспособительное значение такого суточного ритма.

Объяснение: пресмыкающиеся - хладнокровные животные, а млекопитающие - теплокровные, но слишком высокая температура на их организм влияет одинаково. При высокой температуре им тяжело вести активный образ жизни. Хотя бы из-за писка, который раскаляется днем на солнце (пройдите по пляжу голыми ногами) (хотя у некоторых рептилий есть специальные приспособления - они ползают под слоем песка - там прохладнее). Поэтому животные в жарком и сухом (днем воздух очень сухой) климате приспособились к ночному образу жизни - воздух становится влажным, а температура комфортной. Поэтому днем пустыня выглядит мертвой и безжизненной, а ночью "оживает".

2. Объясните, почему в клетках мышечной ткани нетренированного человека после напряженной физической работы возникает чувство боли.

Объяснение: при большой физической работе (длительной мышечной нагрузке) глюкоза в мышцах окисляется и превращается в молочную кислоту. У нетренированного человека мышцы к такому явлению не привыкли, поэтому и возникает чувство боли.

3. Белые грибы обычно встречаются в хвойных и смешанных лесах. Объясните почему.

Объяснение: грибы в лесу образуют микоризу. Микориза - это симбиоз гиф гриба и корней дерева. При этом дерево (автотроф) образует органические вещества из неорганических и поставляет их грибу, а гриб (гетеротроф) их перерабатывает обратно в органику. Белые грибы образует микоризу с деревьями, растущими как раз в хвойных и смешанных лесах.

4. С какой целью при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий применяют дрожжевые грибы? Какой процесс при этом происходит?

Объяснение: при выпечке хлеба используют дрожжи, так как дрожжи осуществляют брожение (бескислородное дыхание), выделяя углекислый газ, что способствует поднятию теста (в тесте образуются пузырьки), что впоследствии придает тесту пышность.

5. Бактерии-сапротрофы играют важную роль в природе. Объясните почему.

Объяснение: бактерии-сапротрофы, или бактерии гниения, используют в пищу полуразложившуюся органику, таким образом они не только утилизируют органические остатки, но и замкнутость круговоротов веществ (без них у нас очень быстро закончились бы минеральные вещества и остались бы одни органические, растениям нечем было бы питаться и они перестали бы вырабатывать кислород и погибли. И далее эта цепочка ни к чему хорошему не привела бы. Поэтому сапротрофы очень важны на нашей планете.

6. Осуществление земляных работ при строительстве одного из объектов привело к вскрытию скотомогильника 100-летней давности. Спустя некоторое время в данной местности был объявлен карантин в связи с эпидемией сибирской язвы, возбудителем которой являются бактерии. Как с точки зрения биологии можно объяснить эту ситуацию?

Объяснение: около 100 лет назад произошло следующее: была эпидемия сибирской язвы, в ходе которой заразился и скот. Его убили (вероятно) и закопали. Но в телах еще жили бактерии сибирской язвы, но скоро условия жизни для них стали неблагоприятными и они образовали споры (в виде спор бактерии переживают неблагоприятные условия среды). При раскапывании скотомогильника условия опять стали благоприятными и бактерии опять перешли в активное состояние и стали всех заражать.

7. В чем особенность питания сапротрофных бактерий? Почему при их отсутствии жизнь на Земле была бы невозможна?

Объяснение: см. вопрос 5.

8. Если поместить растение корнями в подсоленную воду, то через некоторое время оно завянет. Объясните почему.

Объяснение: через любую плазматическую мембрану осуществляется транспорт веществ. При помещении клеток в более концентрированный раствор, клетки начнут отдавать воду, чтобы выровнять концентрацию соли вне клетки и внутри нее. В связи с этим, клетки потеряют практически всю воду, следовательно, растению будет не хватать воды, нарушится транспорт веществ, давление и растение погибнет.

9. В настоящее время в птицеводстве нашли широкое применение гетерозисные бройлерные цыплята. Почему именно их широко используют для решения продовольственных задач? Как их выводят?

Объяснение: гетерозис - это явление, при котором при скрещивании гомозиготных кур появляется гетерозиготное потомство, у которого данный признак проявляется лучше, чем у доминантного родителя. У этого явления есть мало объяснений, но много доказательств, поэтому его широко используют в селекции. Бройлерных цыплят получают именно таким образом, так как они очень мясистые и быстро растут.

10. Объясните, какие изменения в составе крови происходят в капиллярах малого круга кровообращения у человека. Какая кровь при этом образуется?

Объяснение: в капиллярах малого круга кровообращения находится венозная кровь (это кровь с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа), в альвеолах легких гемоглобин окисляется в косигемоглобин, там образом забирая кислород, что превращает венозную кровь в артериальную (то есть насыщенную кислородом).

11. Весной, при неблагоприятных условиях, самка тли, размножаясь партеногенетически, может воспроизвести до 60 особей только женского пола, каждая из которых через неделю даст столько же самок. К какому способу относят такое размножение, в чем его особенность? Почему при этом образуются только женские особи?

Объяснение: см. вар. 1 2014 года .

12. Бычий цепень вызывает нарушения в жизнедеятельности организма человека. Чем это объясняется?

13. Почему малярия распространена в заболоченных районах? Кто является возбудителем этого заболевания?

Объяснение: малярия распространена в заболоченных районах, так как переносчиком заболевания является комар, который растет и размножается в воде. А возбудителем малярии является малярийный плазмодий (простейшее).

14. Почему ферменты слюны активны в ротовой полости, но теряют свою активность в желудке?

Объяснение: ферменты - биологические активные вещества, катализаторы реакций, но они могут активно работать только в среде с определенным рН, во рту среда слабощелочная, а в желудке среда кислая и ферменты в такой среде уже не смогут работать.

15. Как известно, существуют вирусы, имеющие наследственный аппарат в виде ДНК или РНК. Чем по химическому составу различаются РНК- и ДНК-содержащие вирусы?

Объяснение: здесь нужно описать только различия в химическом составе нуклеиновых кислот. 1. ДНК содержит сахар - дезоксирибозу, а РНК - рибоза (здесь на один кислород больше); 2. Азотистые основания в составе ДНК - аденин, гуанин, тимин, цитозин, в составе РНК - аденин, гуанин, урацил, цитозин.

16. Объясните, почему сокращение численности волков из-за отстрела в биоценозах тундры приводит к уменьшению запасов ягеля - корма северных оленей.

Объяснение: это происходит, потому что волки охотятся на северных оленей. Чем меньше волков, тем большей оленей, а олени кушаю ягель. При неконтролируемом размножении северных оленей запасы ягеля резко сократятся.

17. Обыкновенная лисица регулирует численность лесных мышевидных грызунов. Как изменится состояние обитателей лесного биоценоза при полном истреблении или резком сокращении численности лисиц?

Объяснение: при истреблении лисиц грызуны начнут неограниченно размножаться, что скажется на резком уменьшении их корма, впоследствии грызунов будет много, естественного отбора идти не будет, они начнут болеть и распространять заболевания среди других организмов.

18. Ветроопыляемые деревья и кустарники чаще зацветают до распускания листьев, и в их тычинках, как правило, образуется гораздо больше пыльцы, чем у насекомоопыляемых. Объясните, с чем это связано.

Объяснение: такие растения образуют много пыльцы для того, чтобы распространиться на большие расстояния и принести как можно больше потомства, при этом учитывается, что часть пыльцы попадет в неблагоприятные для жизни условия среды и из них ничего не вырастет, а насекомоопыляемые растения "знают", что их опылят, поэтому вырабатывают меньше пыльцы, зато опыление насекомыми идет эффективнее, чем ветром.

19. В листьях растений интенсивно идет процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.

Объяснение: фотосинтез в плодах идет до тех пор, пока они зеленые (то есть пока в них есть хлоропласты), а затем, когда плоды начинают менять цвет (хлоропласты начинают превращаться в нефотосинтезирующие окрашенные хромопласты).

20. Почему для удаления клеща, присосавшегося к телу человека, его надо смазать маслянистой жидкостью?

Объяснение: если присосался клещ, его нужно вытаскивать очень аккуратно. Клещи могут быть переносчиками заболеваний (чаще всего энцефалита). Обычно мы видим только брюшко присосавшегося клеща, и если его потянуть, то брюшко может оторваться, а голова останется в верхних слоях кожи, что усложнить вытаскивание клеща. Поэтому, нужно на место присасывания полить маслянистой жидкости, чтобы перекрыть клещу доступ кислорода, спустя некоторое время клещ выйдет сам, так как захочет дышать.

21. Введение в вену больших доз лекарственных препаратов сопровождается их разбавлением физиологическим раствором (0,9% раствором хлорида натрия). Поясните, почему.

Объяснение: считается, что все организмы "вышли" из морской воды, поэтому наша плазма крови по составу напоминает морскую воду (как раз физ. раствор). Но перед введением лекарств их нужно растворить в физ. растворе, так как введение неразбавленного лекарства в больших дозах может плохо подействовать на организм и клетки крови. А разбавленный раствор не приведет к гибели форменных элементов и будет лучше восприниматься организмом.

22. Объясните, почему для выращивания бобовых растений не требуется подкормка азотными удобрениями.

Объяснение: бобовые растения живут в симбиозе с клубеньковыми бактериями, которые фиксируют атмосферный азот и поставляют его растениям в усвояемой форме.

23. Почему объем мочи, выделяемой телом человека за сутки, не равен объему выпитой за это же время жидкости?

Объяснение: это происходит, так как питательные вещества всасываются в организм и используются им, часть жизкости также всасывается и используется, часть жидкости выделяется через органы выделения (кожу с потом и сальные железы), а все остальное выводится наружу с мочой.

24. Красные водоросли (багрянки) обитают на большой глубине. Несмотря на это, в их клетках происходит фотосинтез. Объясните, за счет чего происходит фотосинтез, если толща воды поглощает лучи красно-оранжевой части спектра.

Объяснение: для фиксации света красные водоросли, в основном, используют фикобилины - пигменты, поглощающие лучи красного и синего света. Эту часть спектра вода не поглощает.

25. Какие из перечисленных видов топлива - природный газ, каменный уголь, атомная энергия - способствуют созданию парникового эффекта? Ответ поясните.

Объяснение: парниковый эффект создается за счет накопления (и выбросов) в атмосфере огромного количества углекислого газа. Поэтому, из перечисленных вариантов выберем только те, в ходе использования которых получается СО2. Это - природный газ (при сжигании любой органики выделяется углекислый газ) и каменный уголь (С + О2 = СО2).

Задания мы взяли из учебника повышенной сложности авторов: Г.С. Калиновой, Е.А. Никишовой, Р.А. Петросовой, а решили их сами.

Бактерии присутствуют везде: в воде, воздухе, почве, в горной местности и даже горячих гейзерах. В качестве своего места обитания могут выбрать растения, животных и даже человека. Бактерии имеют очень маленький размер и различные формы, благодаря чему могут проникать даже в самые труднодоступные места, являются стойкими к воздействию температур и другим неблагоприятным условиям существования. По способу питания бывают автотрофными и гетеротрофными. Последние, в свою очередь, делятся на сапоротрофов (сапрофиты) и симбионтов. Рассмотрим подробнее бактерий сапрофитов.

Основные свойства сапрофитов

Сапротрофы являются гетеротрофными организмами, которые в качестве питательных веществ используют продукты жизнедеятельности, разложения, гниения других живых организмов. Процесс поглощения пищи происходит за счет выделения на потребляемый продукт специального фермента, который его расщепляет.

Питание - это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:

• азот (в виде аминокислот);
• белки;
• углеводы;
• витамины;
• нуклеотиды;
• пептиды.

В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.

Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.

Основные представители сапрофитов:

1. Синегнойная палочка (Pseudomonas);
2. Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
3. Morganella;
4. Klebsiella;
5. Bacillus;
6. Клостридии (Clostridium);
7. некоторые виды грибов (Реnicilum и др.)

Физиологические процессы бактерий сапротрофов

Среди этих микроорганизмов можно выделить:

Мнение врача... »

• анаэробов (кишечная палочка, она может жить в кислородосодержащей среде, но все процессы жизнедеятельности проходят без участия кислорода);
• аэробов (гнилостные бактерии, которые задействуют кислород в процессах своей жизнедеятельности);
• спорообразующие бактерии (род Клостридии);
• неспорообразующие микроорганизмы (кишечная палочка Escherichia coli и синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa).

Практически все разнообразие сапрофитов в результате своей жизнедеятельности производит различные трупные яды, сероводород, циклические ароматические соединения (например, индол). Наиболее опасными для человека являются сероводород, тиол и диметилсульфоксид, которые могут привести к сильным отравлениям и даже смерти.

Сапротрофы берут участь в процессе гниения.

Поскольку по своей природе эти виды достаточно сложно отличить, то возникла следующая классификация:

Факультативные сапрофиты

Роль сапротрофов в жизни человека

Этот вид бактерий играет очень весомую роль в круговороте природы. В то же время предметом для их питания служат вещи, которые в той или иной мере важны для человека.

Сапротрофы играют очень большую роль в переработке органических остатков. Так как любой организм в конце своего жизненного пути погибает, питательная среда для этих микроорганизмов будет существовать непрерывно. Сапрофиты вырабатывают в виде продуктов своей жизнедеятельности множество составляющих веществ, необходимых для питания других организмов (процессы брожения, преобразования в природе серы, азота, фосфорных соединений и т.д.).

Доцент, к.м.н - Дворниченко Виктория Владимировна:

«Социальная роль» - Социальная роль. Мотивация. От членов семьи и друзей ожидается менее сдержанное выражение чувств. Эмоциональность. Человек – понятие самое общее, родовое. Некоторые роли предусматривают взаимодействие с людьми в соответствии с установленными правилами. Социальный статус. Масштаб. Заключение. В том числе и понятия «социальный статус» и «социальные роли».

«Биологическая роль металлов» - Ca. Металлы – химические элементы. Ag. Как и золото, серебро в малых количествах содержится в человеческом организме. Na. Al. Человек – страдают железодефицитной анемией. С детьми вопрос в каждом случае должен решаться индивидуально. У детей - тяжелые формы аллергического диатеза. Cu. Mo. Благодаря своей высокой бактерицидности серебро предохраняет от желудочных и легочных болезней.

«Бактерии» - Почему бактерии широко распространены в природе? Размножение. Образование спор. Формы бактерий. Азотофиксирующие бактерии. Болезни растений. Выживанию бактерий способствует: Симбиоз – полезная связь между организмами. Болезнетворные бактерии. ..\2006-05-24\Scan10095.JPG. Почему бактерии относятся к доядерным организмам?

«Роль воды» - Вода под микроскопом. -Прозрачная. Мусор с кораблей. Сточные воды заводов. Разливы нефти. Свойства Воды. Люди издавна выбирали себе место у воды, сели- лись по берегам рек, озёр, там где питья вдоволь. -Можно очистить с помощью фильтра (фильтрование). Человеческое тело на 2/3 «наполнено водой». Вода занимает? поверхности земного шара.

«Грибы и бактерии» - Подготовить загадки про данные группы организмов. План урока. «Эрудиты». Повторить и обобщить знания, полученные по теме. Обобщающий урок. Бактерии. Спирогира, хлорелла, улотрикс, ульва, ламинария. Назовите причины. Определить лишнее: Ядро, цитоплазма, пластиды, оболочка, бактерия. Учащиеся готовят друг другу вопросы по заданной теме и проводят диалог.

Сапрофитные бактерии – одна из самых многочисленных групп микроорганизмов. Если говорить о месте сапротрофов в экологических системах, то они всегда вытесняют гетеротрофов. Гетеротрофы – это организмы, которые сами не могут производить органические соединения, а только заняты переработкой уже имеющегося материала.

В группе сапротрофов есть представители многих семейств и родов бактерий:

• Morganella;
• Klebsiella;
• Bacillus;
• Клостридии (Clostridium) и многие другие.

Сапротрофы населяют все среды, в которых присутствует органика: многоклеточные организмы (растения и животных), почвы, они находятся в пыли и во всех видах водоемов (кроме горячих источников).

Очевидным для человека результатом действия сапрофитных организмов является образование гнили – так выглядит процесс их питания. Именно гниение органического материала – свидетельство того, что за дело взялись сапротрофы.

В процессе гниения из органических соединений высвобождается и возвращается в почву азот. Реакции сопровождаются характерным сероводородным или аммиачным запахом. По этому запаху можно идентифицировать начало процесса гнилостного разложения отмершего организма либо его тканей.

Минерализация органического азота (аммонификация) и его преобразование в неорганические соединения – такая ключевая роль в природе отведена сапрофитным организмам.

Физиологические процессы

Сапротрофы, как одна из самых многочисленных групп, имеют в своих рядах представителей с самыми разными физиологическими потребностями:

1. Анаэробы. Для примера можно рассмотреть кишечную палочку, которая осуществляет свои жизненные процессы без участия кислорода, хотя может жить в кислородной среде.
2. Аэробы – бактерии, участвующие в разложении органики в присутствии кислорода. Так, в свежем мясе присутствуют гнилостные диплококки и трехчленистые бактерии. На начальном этапе содержание аммиака (продукта жизнедеятельности гнилостной микрофлоры) в мясе не превышает 0,14%, а в уже подгнившем – 2% и более.
3. Пример спорообразующих бактерий – Клостридии.
4. Неспорообразующие бактерии – кишечная и синегнойная палочки.

Несмотря на многообразие физиологических групп, объединенных по признакам сапрофитности, конечные продукты деятельности этих бактерий имеют практически одинаковый состав:

• трупные яды (биогенные амины с сильным неприятным трупным запахом, как таковая токсичность этих соединений невелика);
• ароматические соединения, такие как скатол и индол;
• сероводород, тиолы, диметилсульфоксид и т.д.

Из всех перечисленных продуктов гниения самыми опасными и токсичными для человека являются последние (сероводород, тиолы и диметилсульфоксид). Именно они вызывают сильнейшие отравления, вплоть до летального исхода.

Взаимодействие

Но как только в кишечнике перестает вырабатываться необходимое количество молочной кислоты, появляются благоприятные условия для питания, роста и размножения гнилостной микрофлоры, которая сразу начинает отравлять человека продуктами своей жизнедеятельности, что влечет сильнейшие поражения.

probakterii.ru

Основные свойства сапрофитов

Сапротрофы являются гетеротрофными организмами, которые в качестве питательных веществ используют продукты жизнедеятельности, разложения, гниения других живых организмов. Процесс поглощения пищи происходит за счет выделения на потребляемый продукт специального фермента, который его расщепляет.

Питание - это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:

• азот (в виде аминокислот);
• белки;
• углеводы;
• витамины;
• нуклеотиды;
• пептиды.

В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.

Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.

Основные представители сапрофитов:

1. Синегнойная палочка (Pseudomonas);
2. Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
3. Morganella;
4. Klebsiella;
5. Bacillus;
6. Клостридии (Clostridium);
7. некоторые виды грибов (Реnicilum и др.)

Физиологические процессы бактерий сапротрофов

Среди этих микроорганизмов можно выделить:

• анаэробов (кишечная палочка, она может жить в кислородосодержащей среде, но все процессы жизнедеятельности проходят без участия кислорода);
• аэробов (гнилостные бактерии, которые задействуют кислород в процессах своей жизнедеятельности);
• спорообразующие бактерии (род Клостридии);
• неспорообразующие микроорганизмы (кишечная палочка Escherichia coli и синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa).

Практически все разнообразие сапрофитов в результате своей жизнедеятельности производит различные трупные яды, сероводород, циклические ароматические соединения (например, индол). Наиболее опасными для человека являются сероводород, тиол и диметилсульфоксид, которые могут привести к сильным отравлениям и даже смерти.

Поскольку по своей природе эти виды достаточно сложно отличить, то возникла следующая классификация:

Факультативные сапрофиты

Роль сапротрофов в жизни человека

Этот вид бактерий играет очень весомую роль в круговороте природы. В то же время предметом для их питания служат вещи, которые в той или иной мере важны для человека.

Сапротрофы играют очень большую роль в переработке органических остатков. Так как любой организм в конце своего жизненного пути погибает, питательная среда для этих микроорганизмов будет существовать непрерывно. Сапрофиты вырабатывают в виде продуктов своей жизнедеятельности множество составляющих веществ, необходимых для питания других организмов (процессы брожения, преобразования в природе серы, азота, фосфорных соединений и т.д.).

proparazites.ru

Как мы отмечали, наряду с растениями и животными, благодаря которым создается первичная и соответственно вторичная продукция, чрезвычайно важная роль в биогеоценозе и биологическом круговороте принадлежит разнообразным организмам, относящимся к числу сапротрофов. Они питаются детритом, т. е. продуктами разложения мертвых организмов, и обеспечивают минерализацию этих веществ. Помимо биологической деструкции сапротрофные организмы участвуют и в других процессах, жизненно важных для растений, животных и биогеоценоза в целом.

К числу сапротрофов прежде всего относятся разнообразные микроорганизмы, главным образом грибы (в том числе плесени), гетеротрофные спорообразующие и неспорообразующие бактерии, актиномицеты, водоросли, почвенные простейшие (амебы, инфузории, бесцветные жгутиковые). Во многих экосистемах особенно важны биоредукторы из числа животных-сапрофагов, причем не только упомянутых микроскопических, но и макроскопических (например, дождевые черви).

Следует также иметь в виду, что для разложения мертвых органических веществ немалое значение имеет жизнедеятельность ряда позвоночных животных, хотя они отнюдь не принадлежат к сапрофагам. Таким образом, в биологической редукции участвуют не только отдельные группы организмов, но вся их совокупность, или, как ее называют, «биота».

Наконец, нельзя забывать, что процесс разложения и минерализации, хотя и носит биогенный характер, однако зависит и от абиотических условий, поскольку последние создают среду для деятельности организмов-редуцентов.

Сапрофиты в основном концентрируются в почве. Количество обитающих в ней микроорганизмов чрезвычайно велико. В 1 г подзолистой почвы в Московской области насчитывается 1,2-1,5 млн экз. бактерий, а в зоне ризосферы, т. е. прикорневой зоне растений - до 1 млрд экз. Численность грибов и актиномицетов составляет сотни тысяч и миллионы особей. Биомасса грибов, актиномицетов и водорослей в поверхностном горизонте почвы может достигать 2-3 т/га, а биомасса бактерий - 5-7 т/га. Эти цифры говорят сами за себя.

По справедливому заключению специалистов животные-сапрофаги играют очень существенную роль в функционировании блока экосистемы «растение - почва».

Участвуя в минерализации растительного опада, сапрофаги способствуют вовлечению в биологический круговорот различных органических соединений и химических элементов, что обеспечивает очередной цикл продуцирования органического вещества.

Биоценотическая роль данной группы животных не ограничивается функцией биоредукторов. Они, особенно дождевые черви, имеют большое значение для образования и трансформации почв и, наконец, представляют важный кормовой ресурс для многих позвоночных животных - крота, землероек, кабана, барсука, вальдшнепа, дроздов и других зверей и птиц. Добывая дождевых червей и прочих почвенных беспозвоночных, они ворошат лесную подстилку, копаются в земле и тем способствуют механическому разрушению растительного опада и последующей его минерализации.

Для этого процесса немаловажное значение имеет большое количество экскрементов, извергаемых всеми животными. Здесь дело не ограничивается обогащением почвы органическими веществами. Весьма важно, что экскременты становятся субстратом для развития огромной массы микроорганизмов и мелких членистоногих биоредуцентов, которые, в свою очередь, тоже извергают множество экскрементов. Известны почвы, полностью состоящие из экскрементов многоножек Glomeris, отличающихся необычайной прожорливостью. Подсчитано, что одна из многоножек (каемчатая клубовидка) на лугах поедает всю гниющую растительную массу, которую здесь ежегодно образуют растения.

Количество бактерий особенно возрастает в ризосфере. Оно превышает количество микробов в окружающей почве в сотни и даже в тысячи раз. Численность бактерий и их видовой состав сильно изменяются в зависимости от видов растений и химизма их корневых выделений, не говоря о почвенно-климатических условиях.

Химической спецификой корневых выделений высших растений обусловлены связи, существующие между определенными видами растений и грибов-микоризообразователей, вроде подберезовика, образующего микоризу на корнях березы, или подосиновика, органически связанного с осиной. Микоризные грибы чрезвычайно полезны для высших растений, поскольку снабжают их азотом, минеральными и органическими веществами. Весьма важную положительную роль в жизни высших растений играют свободноживущие и клубеньковые бактерии-азотфиксаторы, связывающие атмосферный азот и делающие его доступным для высших растений. Вместе с тем, в составе почвенной микофлоры имеется немало вредных видов, продуцирующих токсичные вещества, которые подавляют рост и развитие растений.

Ни один из видов сапротрофов не способен полностью осуществить разложение мертвого тела. Но в природе насчитывается большое число видов микроорганизмов-редуцентов. Роль их в процессе разложения различна и во многих наземных сообществах они функционально сменяют друг друга, пока не наступит полная минерализация мертвой органической субстанции. Так, в разложении растительных остатков последовательно участвуют: плесневые грибы и неспорообразующие бактерии → спорообразующие бактерии → целлюлозные миксобактерии → актиномицеты. Среди них одни микроорганизмы постоянно разлагают мертвые существа до уровня низкомолекулярных органических веществ, которые они, будучи сапрофитами, используют сами. Другие биоредуценты преобразуют мертвые ткани в минеральные вещества, чьи химические соединения доступны для усвоения зелеными растениями. Бактерии, по-видимому, играют главную роль в разложении мягких тканей животных, а грибы важнее для разрушения древесины. При этом различные части растений и животных разрушаются с неодинаковой скоростью.

В результате использования разными видами организмов разлагающихся тканей растений и животных возникает своеобразная трофическая система - «детритный тип» потока энергии, в котором происходит накопление и разложение мертвого вещества. Детритные цепи питания весьма широко распространены в биосфере. Обычно они функционируют бок о бок с цепями питания «пастбищного типа», начинающимися с зеленых растений и фитофагов. Тем не менее и в этих случаях в биоценозе преобладает тот или иной из упомянутых типов, в частности им может быть детритный. Так, по некоторым подсчетам, в биотическом сообществе морского мелководья лишь около 30% всей энергии проходит через детритные цепи, тогда как в экосистеме леса со значительной фитомассой и сравнительно небольшой зоомассой через этого рода цепи проходит до 90% потока энергии. В некоторых специфических экосистемах (например, в глубинах океана и под землей), где из-за отсутствия света существование хлорофиллоносных растений невозможно, вообще все цепи питания начинаются с потребителей детрита.

В большинстве детритных пищевых цепей наблюдается хорошо взаимно согласованное функционирование обеих групп сапротрофов; животные-сапрофаги своей деятельностью, направленной на расчленение мертвых растений и животных, создают условия для интенсивной «работы» сапрофитов - бактерий, грибов и тр.

В этом сложном, взаимосвязанном процессе надо специально подчеркнуть важную роль животных, тем более что она явно недооценивалась многими учеными, которые ограничивались соответствующими подсчетами, касающимися только дождевых червей и некоторых других беспозвоночных. Между тем результаты последних исследований продемонстрировали весьма существенное значение для образования и разложения детрита деятельности млекопитающих, в частности мышевидных грызунов. В колониях обыкновенных полевок (рис. 124) в Центрально-Черноземном заповеднике остатки огрызенных трав сохнут и минерализуются быстрее, чем растения, постепенно отмирающие на корню. Полевки удобряют почву своими трупами и выделениями и тем способствуют развитию микроорганизмов. Их экскременты почти целиком минерализуются в течение, первых двух лет. В колониях полевок возникает особый микроклимат, что сказывается на интенсивности биотических процессов и скорости абиогенной минерализации растительного опада, что особенно ощутимо в степных биогеоценозах, поскольку там деструкционные процессы контролируются главным образом климатическими факторами. В конечном счете, деятельность полевок приводит к резкому нарушению баланса накопления и минерализации опада, так что в течение лета и осени разрушение мертвых остатков преобладает над их накоплением.

Рис. 124. Обыкновенная полевка. Фото

Чрезвычайно важным проявлением воздействия сапротрофов-биоредуцентов на органические остатки надо признать те процессы, которые происходят в почве и влекут за собой ее обогащение питательными веществами.

www.medical-enc.ru

Ксилотрофы . Разложение древесины - одно из основных звеньев биологического круговорота веществ в природе.

В зависимости от вида разлагаемых соединений грибы делят на две группы.

1. Грибы используют только углеводный комплекс, в частности целлюлозу, а лигнин не расщепляется. Такой вид деструкции (разложения) называется бурой или деструктивной гнилью. Древесина теряет прочность и рассыпается на отдельные кубики. Представители: трутовик окаймленный (Fomitopsis pinicola), трутовик чешуйчатый (Polyporus squamosus), дубовая губка (Daedalea quercina) и др.

2. Грибы используют преимущественно лигнин. При этом древесина расщепляется на отдельные волокна белого цвета. Такая гниль называется белой или коррозионной. Представители: опенок осенний (Armillaria mellea), трутовик настоящий (Fomes fomentarius), трутовик плоский (Ganoderma applanatum), вешенка (Pleurotus).

Наибольшее количество древесины необходимо грибам в период образования спор. В среднем для образования одного плодового тела гриба нужно столько азота, сколько содержится его в 6 кг древесины. Для образования спор одним плодовым телом трутовика плоского в течение сезона необходимо 35 кг древесины. Потребности настоящего трутовика еще больше. Для образования спор одним плодовым телом в течение 20 дней необходимо 41 кг древесины. Попутно с разложением древесины происходит и другой важный процесс - почвообразовательный, так как в гифах грибов в результате разложения лигнина накапливаются темноокрашенные гуминоподные соединения.

Разложение древесины идет поэтапно, разрушение веществ - постепенно, и одни виды замещаются другими (сукцессии). Согласно схеме С. А. Ваксмана этот процесс может быть представлен следующими этапами.

1. Быстрорастущие группы зигомицетов совместно с бактериями используют водорастворимые соединения древесины.

2. Происходит утилизация полисахаридов, таких как крахмал, гемицеллюлоза, сумчатыми и анаморфными грибами.

3. Разложение лигнина дереворазрушающими грибами. Сначала поселяются афиллофороидные (в частности, трутовые) базидиомицеты, а затем агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты, завершающие разложение древесины.

Подстилочные сапротрофы . Само название говорит о местонахождении и функциональном значении грибов этой экологической группы. Разложение подстилки - очень важный процесс в жизни экосистем. Известно, что подстилка в лесах на 25…60% состоит из листьев и хвои, отличающихся от древесных остатков по химическому составу. В разложении подстилки участвуют почти все таксономические группы грибов, но доминируют аскомицеты, зигомицеты, анаморфные грибы. Большой интерес вызывают пигментированные анаморфные грибы. Порой их бывает 70…90 и даже 100% . Из макромицетов обычны грибы рода негниючник (Marasmius), мицена (Mycena), коллибия (Collybia), говорушка (Clitocybe), земляная звезда (Geastrum). Мицелий подстилочных сапротрофов выдерживает резкие колебания температуры и влажности.

Процессы, протекающие при разложении подстилки:

• минерализация азотистых соединений. В этом процессе участвуют бактерии - аммонификаторы и грибы родов мукор, аспергилл, триходерма. Происходит разложение белков. Главный итог - превращение соединенного азота в свободный аммиак: N-NH 3 ;
• разложение углеродных соединений до СO 2 и Н 2 O осуществляется также определенными группами бактерий и грибов.

Гумусовые сапротрофы . Гумусовые сапротрофы образуют группу видов, участвующих в разложении гумуса почвы. Мицелий их расположен в нижнем слое лесной подстилки и в верхнем горизонте почвы, но они могут расти на совершенно оголенных, лишенных подстилки участках. В основном это агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты. Встречаются эти грибы на открытых пространствах, например гриб-зонтик высокий (Macrolepiota procera), гриб-зонтик краснеющий (Chlorophyllum rhacodes), шампиньоны (Agaricus), земляные звезды (Geastrum), дождевики (Lycoperdon).

Карботрофы . Карботрофы поселяются на старых кострищах, пожарищах, занимают пирогенные местообитания. С одной стороны, их можно рассматривать как результат биохимической адаптации к пирогенным местообитаниям. С другой, это уход от конкурентов в недоступную для них экологическую нишу. Субстрат представляет собой смесь минеральных частиц почвы с обуглившимися остатками древесины. Такая питательная среда содержит чистый углерод с небольшой примесью (2…3%) полимерных углеводов.

Наблюдается четкая колонизация субстрата. Через две недели появляются термофильные виды аскомицетов, например сордария (Sordaria), пиронема (Pyronema), потом - виды с антагонистической активностью, например виды рода пезиза (Peziza). На последних этапах разрушения угольного субстрата растут чешуйчатка угольная (Pholiota carbonaria), миксомфалия гаревая (Myxomphalia), псатирелла перистая (Psathyrella pennata). К этому времени обычно восстанавливается микробиота почв. Таким образом, карботрофы - специфическая группа грибов, функционально направленная на подготовку субстрата для дальнейшего его заселения высшими растениями.

Копротрофы . Копротрофы утилизируют органические вещества, находящиеся в экскрементах животных (копрос - навоз). Субстрат богат органическими веществами. Для них этот источник питания является единственным и потому определяет их распространение в природе. Копротрофы чаще встречаются на навозе домашнего скота, чем на экскрементах диких животных. Это обусловило их приуроченность к населенным пунктам.

Грибы, поселяющиеся на навозе, имеют специфику. Прежде всего, споры грибов должны быть устойчивы к повышенным температурам и воздействию пищеварительной системы животных. В основном к копротрофам относятся грибы семейства мукоровые (мукор, пилоболюс), а также макроскопические грибы - навозник (Coprinus), панеолюс (Panaeolus). Обитание на специфичном субстрате привело к интересным особенностям, способствующим распространению спор:

• споры с силой выбрасываются из плодовых тел (навозник) или от спорангиеносца (пилоболюс);
• споровая масса выносится над субстратом (мукор);
• споры или плодовые тела имеют придатки и разносятся животными и птицами (хэтомиум, лофотрихум).

Микотрофы . Разложение и минерализация грибных остатков в природе осуществляется грибами - микотрофами, как микромицетами, так и макромицетами. Микотрофы распространены повсеместно, в разных климатических зонах. Довольно редко в лесах, на плодовых телах сыроежковых грибов растут вторым этажом шляпочные грибы, например астерофора дождевиковидная (Asterophora lycoperdoides).

Вывод. Судя по характеристике экологических групп грибов, они приспособились к обитанию во всех сообществах, находятся в тесной связи с другими организмами и являются активными участниками почвообразовательного процесса, а также круговорота углерода, азота и фосфора в природе.

www.activestudy.info

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) - микроорганизмы (бактерии и грибы) , разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.
От детритофагов (животных и протистов) редуценты отличаются прежде всего тем, что не оставляют твердых непереваренных остатков (экскрементов) . Животных-детритофагов в экологии традиционно относят к консументам (см. , например, Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989). В то же время все организмы выделяют углекислый газ и воду, а часто и другие неорганические (аммиак) или простые органические (мочевина) молекулы и таким образом принимают участие в разрушении (деструкции) органического вещества.
Экологическая роль редуцентов
Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот) .
Абиотические и биотические факторы регуляции экосистем
Исследованиями Н. И. Базилевич и др. (1993) установлено, что в наземных экосистемах различают две группы факторов, регулирующих деструкционные процессы, играющие весьма существенную роль в биологическом круговороте.
Это прежде всего абиотические факторы - выщелачивание растворимых соединений, фотохимическое окисление органического вещества и реакции его механического разрушения вследствие замерзания - оттаивания.
Эти факторы наиболее проявляются в надземных ярусах экосистем, а биотические факторы - в почвенном. Абиотические факторы деструкции характерны для аридных и семиаридных ландшафтов (пустыни, степи, саванны) , а также для континентальных высокогорий и полярных ландшафтов.
Биотические факторы деструкции - это в первую очередь сапротрофные организмы (беспозвоночные и позвоночные животные, микроорганизмы) , населяющие почву и подстилку, причём ведущим фактором в наземных ландшафтах служит главным образом почвенная микрофлора.