Вопрос о том, относятся ли все животные к гетеротрофным организмам, является одним из базовых в биологии. Чтобы дать на него точный и развернутый ответ, необходимо понять саму суть терминов и разобраться в исключениях, которые неизменно встречаются в природе.
Что такое гетеротрофы?
Термин «гетеротрофы» происходит от греческих слов ἕτερος (heteros), «иной», «различный» и τροφή (trophe), «пища». Гетеротрофами называют организмы, которые неспособны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Для своей жизнедеятельности им требуются экзогенные (внешние) органические вещества, то есть произведённые другими организмами.
В процессе пищеварения гетеротрофы вырабатывают ферменты, которые расщепляют сложные органические вещества на более простые, усваиваемые клетками. В экологических сообществах гетеротрофы выступают в роли консументов (потребителей) различных порядков и редуцентов (разрушителей).
Краткий ответ на главный вопрос
Да, подавляющее большинство животных являются гетеротрофами, и в широком биологическом смысле животное царство целиком относится к гетеротрофному типу питания. Однако, как и во многих правилах биологии, здесь есть свои нюансы и организмы с переходными формами питания (миксотрофы), из-за которых нельзя ответить однозначным и категоричным «да» без оговорок.
Почему животные — это гетеротрофы?
Животные лишены хлоропластов — органоидов, обеспечивающих фотосинтез. В отличие от автотрофов (растений и некоторых бактерий), они не могут брать углекислый газ, воду и минеральные соли, чтобы превращать их в глюкозу и другие органические соединения. Им необходим готовый строительный материал и источник энергии, другие организмы.
По способу поглощения пищи гетеротрофы делятся на две крупные группы:
- Фаготрофы (макроконсументы) — поглощают пищу в виде твёрдых кусков, заглатывая её. К этой группе относится абсолютное большинство животных. Среди них выделяют:
- Зоофагов (плотоядных, хищников)
- Фитофагов (растительноядных)
- Энтиофагов (всеядных)
- Осмотрофы, поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки. К ним относятся бактерии и грибы, а из животных, эндопаразиты, обитающие во внутренней среде хозяина и всасывающие питательные вещества всей поверхностью тела.
Исключения: миксотрофы и хищные растения
Граница между автотрофами и гетеротрофами достаточно условна. В природе существуют организмы, обладающие переходной формой питания, миксотрофией. Они способны питаться как автотрофным, так и гетеротрофным способом, выбирая наиболее удобный в данных условиях.
Эвглена зелёная — животное-исключение
Самый известный пример миксотрофа среди животных — это эвглена зелёная, одноклеточное жгутиконосное. На свету эвглена использует имеющиеся в её клетке хлоропласты (которые появились в ходе эндосимбиоза) и осуществляет фотосинтез, ведя себя как типичный автотроф. Но если поместить эвглену в темноту, она теряет пигменты и переходит на гетеротрофное питание, поглощая готовые органические вещества из окружающей среды. Таким образом, эвглену нельзя назвать чистым гетеротрофом.
Хищные растения
С другой стороны исключения демонстрируют растения. Все зеленые растения планеты — автотрофы. Однако некоторые из них в процессе эволюции приобрели гетеротрофные черты. К ним относятся:
- Растения-паразиты (повилика, петров крест, раффлезия) — они полностью или почти полностью лишены хлорофилла и питаются, прорастая в тело растения-хозяина и высасывая из него готовые органические вещества. Они являются абсолютными гетеротрофами.
- Хищные растения (росянка, венерина мухоловка, пузырчатка) — это миксотрофы. Они имеют хлоропласты и фотосинтезируют, но для восполнения дефицита азота в бедных почвах ловят и переваривают насекомых, проявляя гетеротрофный тип питания.
Автотрофы и гетеротрофы: главные отличия
Чтобы лучше понимать место животных в пищевой цепи, стоит сравнить оба типа организмов:
- Источник энергии: у автотрофов — неорганические источники (солнечный свет или химические реакции окисления), у гетеротрофов — другие организмы (прямо или косвенно).
- Роль в экосистеме: автотрофы — продуценты (производители), гетеротрофы — консументы и редуценты.
- Зависимость: автотрофы независимы от других организмов в плане добычи энергии, гетеротрофы полностью зависят от автотрофов.
- Способность накапливать энергию: присутствует у автотрофов, отсутствует у гетеротрофов.
Так являются ли все животные гетеротрофными организмами? Если мы говорим о многоклеточных животных (от простейших беспозвоночных до млекопитающих и человека), то ответ — твердое «Да». Все они питаются готовыми органическими веществами и не способны к фотосинтезу или хемосинтезу.
Однако если рассматривать весь мир простейших (одноклеточных), то ответ — «Нет, не все». Существуют миксотрофы, такие как эвглена зелёная, которые сочетают в себе оба типа питания. Биология всегда напоминает нам о том, что природа не любит жестких рамок, и между любыми классификациями всегда найдутся переходные формы, удивляющие своим многообразием.