Автотрофные и гетеротрофные организмы. Примеры

В природе существует два способа питания, в соответствии с которыми живые организмы делятся на два типа – автотрофы и гетеротрофы. Каждый тип отличается способом получения органических веществ.

avtotrofy-i-geterotrofy.jpg

Что это?

Автотрофы – живые организмы, способные самостоятельно синтезировать органические веществ из неорганических. Из определения понятно, что к автотрофам в первую очередь относятся зеленые наземные растения, водоросли, а также цианобактерии или сине-зелёные водоросли, т.е. все организмы, способные к фотосинтезу. Они называются фототрофами и используют солнечный свет в качестве источника энергии.

biologiya-45112-cianobakterii.jpg

Рис. 1. Цианобактерии.

Помимо фототрофов к автотрофам относятся хемотрофы или хемоавтотрофы. В качестве источника энергии они используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических веществ, и за счёт неё синтезируют органические вещества из неорганических. Получать органические вещества они могут в кислородной или бескислородной среде. К хемотрофам относятся некоторые виды бактерий – серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие и т.д. Хемотрофы – единственные организмы, не зависящие от солнечного света.

Рис. 2. Хемотрофы.

Гетеротрофы – живые организмы, получающие готовые органические вещества вместе с пищей. К ним относится большая часть животных от простейших до человека, грибы, большинство бактерий. Гетеротрофы, поедающие автотрофов, являются растительноядными организмами. Гетеротрофные организмы, питающиеся гетеротрофами, могут быть хищниками или паразитами.

По способу потребления пищи гетеротрофы делятся на два вида:

  • фаготрофов (голозоев) – употребляют пищу кусками за счёт проглатывания;
  • осмотрофов – поглощают предварительно переваренные в окружающей среде органические вещества всей поверхностью тела.

Гетеротрофы могут использовать в качестве пищи живые или неживые организмы.В связи с этим выделяют:

  • биотрофов – поедают живые организмы (хищники, травоядные);
  • сапротрофы – потребляют органические вещества мёртвых организмов (бактерии гниения, дрожжи, опята).

К биотрофам относятся:

  • зоофаги – потребляют животных;
  • фитофаги – поедают растения.

Некоторые живые организмы могут быть одновременно зоофагами и фитофагами. Они называются всеядными. К ним относятся многие млекопитающие, в том числе человек. Паразиты в зависимости от природы хозяина могут быть зоофагами или фитофагами. Например, гриб спорынья – паразит растений, аскарида – паразит животных.

Сапротрофы могут питаться:

  • детритом (детритофаги) – некоторые грибы, дождевые черви;
  • трупами животных (некрофаги) – грифы, шакалы;
  • экскрементами (копрофаги) – личинки мух, жуки-скарабеи.

Рис. 3. Виды гетеротрофов.

Автотрофные и гетеротрофные типы питания тесно взаимосвязаны в системе пищевой цепочки. От выживаемости автотрофов зависит жизнь всей последующей цепочки гетеротрофов.

Сравнение

В таблице «Автотрофы и гетеротрофы» приведены сравнительные характеристики двух типов питания.

Признак

Автотрофы

Гетеротрофы

Звено пищевой цепочки

Продуценты

Консументы, редуценты

Способ получения органических веществ

Фотосинтез, хемосинтез

Потребление других организмов

Источник энергии

Солнечный свет, окисление неорганических веществ

Готовые органические вещества, в первую очередь углеводы и жиры

Некоторые организмы практикуют оба вида питания и называются миксотрофами. К ним относятся моллюск восточная изумрудная элизия, эвглена зелёная.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях типов питания, а также о том, чем отличаются автотрофы от гетеротрофов. Автотрофы способны самостоятельно производить органические вещества, гетеротрофы питаются готовыми органическими веществами, поедая другие организмы. Некоторые живые существа одновременно способны к автотрофному и гетеротрофному питанию.

Тест по теме

  1. Вопрос 1 из 10

    Какие организмы относятся к автотрофам?</h3>

    • <label>Водоросли</label>
    • <label>Грибы</label>
    • <label>Дрожжи</label>
    • <label>Простейшие</label>

(новая вкладка)Содержание:

Описание автотрофов

Автотрофы — организмы, которые синтезируют из неорганических соединений органические. Другими словами, они получают необходимые питательные компоненты из окружающей среды. А также у них имеются следующие особенности:

  1. Они поглощают солнечную энергию.
  2. Способны выделять кислород на свету.
  3. Потребляют углекислый газ.

Организмы, являющиеся представителями этой группы, играют важную роль в природе.

Они выполняют функцию первичных продуцентов — гетеротрофы используют синтезируемые ими органические компоненты для поддержания своей жизнедеятельности.

Нельзя недооценивать значение автотрофов в экосистеме и пищевой цепочке мира.

Бактерии и растения, относящиеся к этой группе, трансформируют солнечную энергию в молекулярную. Подобный механизм называется «первичной продукцией».

Основные типы

Автотрофы подразделяются на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы.

У них имеются отличия:

  • фотосинтезирующие виды получают необходимую энергию за счет фотосинтеза;
  • хемосинтезирующие разновидности подпитываются энергией, вырабатываемой путем химической реакции железа и серы.

Яркий пример хемосинтезирующих автотрофов — продуценты, синтезирующиеся на дне океана из выбросов сероводорода. Они необходимы бактериям, чтобы поддерживать их жизнедеятельность.

К хемосинтетикам относят железобактерии. Уже название говорит, что их отличительная черта — способность окислять двухвалентное железо до трехвалентного. А также выделяют серобактерии. Они могут окислять сероводород до молекулярной серы.

Входят в эту группу и нитрофицирующие бактерии. Они способны окислять аммиак до азотной и азотистой кислот. Взаимодействуя с минералами, находящимися в почве, они образуют нитраты и нитриты.

Энергия, выделяющаяся в процессе подобной реакции, сначала используется для создания макроэнергетической связи. Далее, она применяется для синтеза органических соединений.

Хемосинтетики играют важную роль. Они являются основным звеном природного круговорота азота и серы. А также, благодаря им, почва обогащается нитритами и нитратами.

Свойства гетеротрофов

В биологии гетеротрофы — организмы, неспособные к самостоятельному синтезу органических соединений из неорганических. Они поглощают их извне.

Употребляя растительную и животную пищу, они используют энергию органических компонентов. Из полученных в процессе питания микроэлементов такие организмы строят собственные углеводы, белки, жиры.

К подобной группе относят простейшие, бактерии и грибы, люди и животные.

Благодаря строению, гетеротрофы способны расщеплять получаемые вещества до простых соединений:

  1. У одноклеточных организмов этот процесс происходит в лизосомах.
  2. Многоклеточными организмами пища поедается ртом, а потом расщепляется в желудке за счет ферментов.

Клетки грибов поглощают готовые вещества из внешней среды, как растения. Водоросли всасывают органические соединения вместе с водой.

Растения, относящиеся к гетеротрофам, являются паразитами. Они лишены хлорофилла и питаются за счет хозяина. Примеры — повилика или раффлезия.

Список подвидов

Среди гетеротрофов принято выделять фаготрофов, способных употреблять пищу кусками, проглатывая ее. Кроме того, существуют осмотрофы, которые поглощают органические элементы, являющиеся источником пищи, через клеточные стенки.

Возможна следующая классификация:

  1. Биотрофы питаются живыми организмами с различной структурой. Травоядные употребляют в пищу растения, а хищники — мясо других животных.
  2. Сапротрофы употребляют мертвые организмы. Пример сапротрофов — дрожжи или грибы.

Для некоторых гетеротрофов источник питания — растения и животные. По-другому их называют всеядными.

Паразиты, в зависимости от хозяина, могут быть как хищными и травоядными. Спорынья паразитирует на растениях, а аскариды на животных.

Сапрофиты могут употреблять в пищу детрит (например, дождевые черви). Шакалы или грифы едят трупы животных. Личинки мух или жуки-скарабеи питаются экскрементами. Это причина, почему их принято относить к подвиду копрофагов.

Отличия миксотрофов

Кроме того, принято выделять организмы, использующие и гетеротрофный, и автотрофный способы питания. Их по-другому называют миксотрофами. Что касается растений, которые одновременно автотрофы и гетеротрофы, примеры следующие:

  1. Эвглена зеленая — на свету она является фототрофом, а в темноте становится гетеротрофом. Тех, кто меняет тип питания в зависимости от условий, называют автогетеротрофами.
  2. Некоторые миксотрофы частично ведут паразитический образ жизни. Они получают пищу из хозяина за счет видоизмененных корней. Как пример, повилика или омела.

Среди миксотрофов можно выделить растения, способные восполнить нехватку азота за счет переваривания насекомых. Например, росянка или венерина мухоловка.

Принято относить к миксотрофам и насекомоядные растения. Подобные организмы не только всасывают из почвы воду и растворенные вещества, но и охотятся на насекомых.

Еще один пример миксотрофов — некоторые бактерии, которые принадлежат к классу хемотрофов. Они получают необходимую энергию в результате окислительно-восстановительных реакций и могут окислять не только неорганические, но и органические микроэлементы.

Способы питания

Автотрофы отличаются от гетеротрофов тем, что последние могут быть не только сапротрофами, миксотрофами и паразитами, но и прибегают к голозойному питанию. Этот термин используется по отношению к диким животным, у которых есть специальный пищеварительный канал.

Основной процесс подобного типа поглощения пищи — заглатывание, обеспечивающее процесс захвата еды. Включает голозойное питание и другие процессы:

  1. Переваривание — расщепление крупных молекул на мелкие. Оно подразделяется на механическое, когда пища переваривается зубами, и химическое (переваривание продуктов с помощью ферментов).
  2. Всасывание — перенос растворившихся молекул в ткани через мембрану.

Голозойное питание включает в себя усвоение, то есть использование для обеспечения организма энергией поглощенных молекул. Последний этап — выделение (выведение продуктов обмена).

Перечень сходств и различий

Основное сходство между обоими видами живых организмов — им необходим кислород и солнечный свет. Кроме того, они нуждаются в полноценном питании и в воде.

Между автотрофами и гетеротрофами, определение которым дается в биологии, имеются и отличия. Они перечислены в таблице:

Свойство Автотрофы Гетеротрофы
Запас углеводов Крахмал Гликоген
Реакция на воздействие внешних раздражителей Имеется Отсутствует
Структура системы органов Есть как репродуктивные, так и вегетативные Помимо репродуктивных, имеются соматические
Положение в пищевой цепи Считаются продуцентами, то есть самостоятельно производят химические элементы Могут быть как консументами, то есть потребляют готовые вещества, так и продуцентами (употребляют в пищу органические компоненты, переработанные до неорганических)

Наконец, в качестве источника энергии для процесса метаболизма автотрофы используют как солнечный свет, так и химические реакции. Гетеротрофы используют органические вещества.

Еще тесты

Читайте также

Хордовые животные — общая характеристика, классификация и особенности строенияПокрытосеменные растения — характеристика и особенностиПресмыкающиеся — общая характеристика класса, примеры животных и интересные фактыВолк — характеристика животного и образ жизни стаи

  1. Главная
  2. Агрономия
  3. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Примеры

По усвоению углерода все организмы делятся на 2 группы — автотрофные и гетеротрофные организмы. Деление организмов по способу питания.

Определение автотрофных и гетеротрофных организмов

Автотрофные организмы питаются органическими веществами, которые образуют сами. Автотрофы способны к фотосинтезу. Они усваивать углерод из углекислого газа, используя для этого солнечную или химическую энергию, и образуют готовые органические вещества, (подробнее: Как влияют внешние факторы на процесс фотосинтеза). Гетеротрофные организмы используют готовые органические соединения животного и растительного происхождения, заключающие в себе потенциальную энергию, сами они не способны образовывать органику. Автотрофные и гетеротрофные организмы.

Автотрофные организмы

К автотрофным организмам относятся все зеленые растения,  от одноклеточных водорослей до высших растений.  Для получения пищи они используют энергию солнечного света,  —  это фотосинтетики,  а так же фотосинтезирующие бактерии (пурпурные) и бактерии, которые могут использовать химическую энергию для усвоения углекислого газа. Деление бактерий по способу питания.

Хемосинтетики

Усвоение углекислого газа за счет химической энергии в отличие от фотосинтеза называется хемосинтезом. К хемосинтетикам относятся нитрифицирующие бактерии, окисляющие аммиак до азотной кислоты, железобактерии, которые окисляют закисные соли железа до окисных, серобактерии, окисляющие сероводород до серной кислоты.

Продуценты

Автотрофные организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических называют продуцентами.

Гетеротрофные организмы

Остальные организмы усваивают углерод из готовых органических соединений и относятся к гетеротрофам. Сюда относятся все животные, кроме одноклеточной евглены зеленой, она является как автотрофом так и гетеротрофом. Среди растений так же есть исключения, которые способны питаться как автотрофно, так и гетеротрофно, например:

  1. росянка,
  2. цветок раффлезия, (подробнее: Приспособленность растений к опылению),
  3. пузырчатка,
  4. венерина мухоловка и др.

Растения гетеротрофы.

Сапрофитные организмы

К гетеротрофам относятся сапрофитные организмы, которые делятся на:

  • сапрофиты, (от греч. «сапрос»— гнилой), использующие углерод из мертвых органических соединений;
  • паразиты, (от греч. «паразитос» — нахлебник), использующие углерод из живого тела других, организмов.

Например, грибы сапрофиты, питающиеся мертвыми органическими остатками, раскладывая их. К ним относятся:

  • плесневые грибы,
  • шляпочные грибы.

К плесневым грибам сапрофитам относятся:

  1. мукор,
  2. пеницилл,
  3. аспергилл.

Плесневые грибы. К шляпочным грибам сапрофитам относятся:

  1. навозник, (подробнее: Весенние грибы)
  2. дождевик,
  3. шампиньон и др.

Грибы сапрофиты. Сапрофиты относятся к категории редуцентов. К грибам паразитам относятся:

  1. спорынья,
  2. головня,
  3. трутовик,
  4. фитофтора.

Грибы паразиты. С экологической точки зрения гетеротрофы относятся  к консументам. Существуют консументы 1-го порядка — это исключительно фитофаги, то есть животные, которые питаются растительной пищей (продуцентами) и консументы 2-го в порядке — хищники, которые едят консументов 1-го порядка. Рейтинг: /5 — голосов Содержание

В науке используется масса всевозможных классификаций. Вы наверняка знаете, что существует живое и неживое, что все существа делятся на микроорганизмы, растения, животных и грибы, что животные бывают хищниками и травоядными и т.д. А знаете ли вы, что биологи все живые организмы делят на гетеротрофы и автотрофы? Чем отличаются эти организмы и чем оправдано их присутствие на Земле?

Автотрофы – первые в цепочке

Слово «автотроф» имеет греческое происхождение и состоит из двух корней – «авто»сам, и «трофи»питание. Автотрофами называют организмы, способные потреблять неорганические вещества из окружающей среды и, используя их, синтезировать сложные органические соединения.

Автотрофы расположены на первой ступеньке пищевой цепи. Они являются источником того органического вещества, из которого состоит все живое на Земле. К автотрофам причисляют растения, водоросли и некоторые бактерии. Энергию, необходимую для синтеза органики, автотрофы получают либо от Солнца (процесс фотосинтеза), либо от химических реакций.

Сразу скажем, что мы, люди, относимся именно к гетеротрофным организмам. Слово «гетеротроф» образовано от двух древнегреческих корней – «гетерос»«другой», и «трофи»«питание». Название можно расшифровать так: гетеротрофы – это существа, которые питаются тем, что приготовили другие.

И в самом деле, гетеротрофные организмы способны усваивать только органические вещества. Они не могут самостоятельно синтезировать органику в своем теле, поэтому едят другие организмы или продукты их жизнедеятельности (распада). Пищеварение гетеротрофов устроено следующим образом: они потребляют органические вещества и расщепляют их с помощью специальных ферментов.

К гетеротрофам относятся бактерии, грибы, практически все животные и небольшая часть растений. Гетеротрофные организмы, в свою очередь, подразделяются на группы. По типу потребляемой пищи они делятся на консументы и редуценты. Этими сложными терминами в биологии обозначают достаточно простые понятия.Консументы – существа, потребляющие органику, созданную автотрофами, но не способные разлагать ее до состояния неорганических веществ. В эту группу входят животные, поедающие растения (травоядные), других животных (хищники), животные паразиты, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения.

Редуценты схожи с консументами тем, что для своего существования нуждаются в органике, синтезированной другими организмами (то есть являются гетеротрофами). Кардинальное отличие редуцентов состоит в способности этих существ перерабатывать продукты разложения других организмов и трансформировать их в неорганические соединения.

Это и есть важнейшая роль редуцентов в экологической системе. Ведь если бы останки всех погибших организмов сохранялись бы на поверхности Земли и не разрушались до неорганического состояния, то растения не получали бы питания и жизнь была бы невозможной. К редуцентам относят бактерии и грибы.

Размытые границы

Интересно, что четкой границы между различными категориями организмов нет, ведь все живое постоянно приспосабливается к условиям существования, вырабатывая новые, порой совершенно невероятные механизмы выживания. Существует большая группа миксотрофов, занимающих промежуточное положение между гетеротрофами и автотрофами.

К ним относятся, в частности, насекомоядные растения, например – венерина мухоловка. Это растение образует органику с помощью фотосинтеза, но часть питательных веществ получает из тел насекомых, которых успешно заманивает в особые ловушки.

Растения-гетеротрофы, являющиеся паразитами, научились извлекать пищу из других растений, поэтому полностью или частично утратили способность к фотосинтезу.

Ну а редуцентами в некоторой степени могут считаться все живые существа, ведь в процессе жизнедеятельности все живое выделяет воду, углекислый газ и простейшие органические соединения, то есть участвует в процессе разложения органики. История с гетеротрофами и автотрофами лишний раз показывает, насколько сложно и интересно устроена жизнь на нашей планете и как бережно человек должен относиться к ней.

Автотро́фы, или автотро́фные органи́змы (др.-греч.αὐτός — «сам» и τροφή — «пища») — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических[1][2].

Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами[3] органического вещества в биосфере[4], обеспечивая пищей гетеротрофов. Иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например, одноклеточная водоросль эвглена зелёная на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом (см. также: миксотрофы).

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды и воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

С точки зрения эволюции органического мира, появление автотрофов может быть связано с истощением запасов органического вещества, созданных на этапе абиогенного синтеза. Организмы, получившие способность усваивать энергию из какого-то иного источника, нежели органическое вещество[5].

Фототрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры — источники электронов), называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту — хлорофиллу. Археи из группы галобактерий способны к бесхлорофилльному фотосинтезу, при котором энергию света улавливает и преобразует белок бактериородопсин.

Хемотрофы

im244-326px-Blacksmoker_in_Atlantic_Ocean.jpgСообщества микроорганизмов чёрных курильщиков являются хемотрофами и основными продуцентами на дне океанов

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров — источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород,метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофами. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами.

Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами. Например, пурпурные бактерии в темноте живут как гетеротрофы, но сопособны использовать и энергию света[5].

Терминология

Иногда понятия биологии «автотрофы» и «гетеротрофы» отождествляют с экологическими понятиями «продуценты» и «консументы» соответственно, однако они не всегда совпадают. Например, синезелёные (Cyanea) способны и сами производить органическое вещество с использованием фотосинтеза, и потреблять его в готовом виде, причём разлагая до неорганических веществ. Следовательно, они являются продуцентами и редуцентами одновременно.[6]

Критика термина

А. М. Уголев считал термин «автотроф» неверным, так как все живые существа нуждаются в экзотрофии и не могут быть полными автотрофами. К примеру, фотосинтезирющие организмы не способны самостоятельно усваивать неорганический азот. Им были предложены термины абиотроф и биотроф: первым он назвал организмы потребляющие только неорганические вещества, вторым — органические и неорганические. Но между тем существуют абиотрофные системы по типу азотфиксирующие бактерии — растения. Термин «гетеротроф» он предлагал использовать для описания полных, либо частичных биотрофов.[7]

Примечания

  1. Булгаков Н. Г.Автотро́фные Органи́змы (рус.). Большая российская энциклопедия.
  2. Гиляров, 1986, с. 9.
  3. Продуценты — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
  4. Миркин Б., Наумова Л., Суматохин С.Экология. 10-11 классы. Базовый уровень. 2018. С. 103.
  5. 12От молекул до человека, 1973, с. 119.
  6. Шуйский В. Ф. Основы общей биологии и общей экологии: учебное пособие — СПб.: Изд-во СПГГИ (ТУ), 2001. — 63 с.
  7. Александр Уголев. Теория адекватного питания и трофология.. — Наука, 1991. — С. 10 абзац 5-8.

Литература

  • Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — М. : Сов. энциклопедия, 1986. — 831 с. — 100 000 экз.
  • От молекул до человека = Molecules to man / пер. с англ. К. С. Бурдина, и И. М. Пархоменко под ред. проф. Н. П. Наумова. — Москва: Просвещение, 1973. — 480 с. — 48 000 экз.

Ссылки

Большая каталанская · Universalis
Нормативный контроль Microsoft: 104647666
14px-Wikipedia_interwiki_section_gear_icon.svg.pngПитание
Типы питания

modif.png Эта страница в последний раз была отредактирована 13 декабря 2020 в 07:41. Используемые источники:

  • https://obrazovaka.ru/biologiya/avtotrofy-i-geterotrofy-tablica-9-klass.html
  • https://nauka.club/biologiya/avtotrofovi-i-geterotrofovi.html
  • https://libtime.ru/agro/avtotrofnye-i-geterotrofnye-organizmy-primery.html
  • https://www.vseznaika.org/biology/chto-takoe-geterotrofy-i-avtotrofy-v-biologii/
  • https://wiki2.org/ru/автотрофы

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий