Цикъл 1, урок 6 – Хетеротрофно хранене при бактериите

Схема на смилането при хетеротрофна бактерия (клетката и хранителните молекули не са дадени в един мащаб).

Бактерии, остъргани от устната кухина на здрав човек.

Понятие за хранене. Всеки организъм, за да живее, трябва да поема и включва в тялото си вещества от околната среда. Процесът се нарича хранене.

Особено място в храненето заемат органичните вещества, по-точно мономерите. Както обсъдихме в предишния урок, тяхното разграждане при дишането и ферментацията осигурява енергия за всички жизнени процеси. Освен това от мономерите се изграждат полимери, които са важна съставка на клетката. Растежът и размножаването са невъзможни без достатъчно нови органични вещества, които да служат като градивен материал на живото тяло.

Видове хранене. Има два основни вида хранене. При автотрофното (самостойно) хранене организмът всмуква от средата неорганични вещества и ги преобразува в органични. При хетеротрофното (несамостойно) хранене, което е предмет на този урок, организмът поема направо органични вещества.

Начинът на хранене е белег на вида и изобщо на групата, към която принадлежи организмът. Затова самите видове се делят на автотрофи и хетеротрофи. Повечето бактерии са хетеротрофи.

Първите живи същества на Земята също са били хетеротрофни бактерии. Те са се хранели с органични вещества, образувани в неживата среда с помощта на енергия от мълниите. Днес обаче хетеротрофите изцяло разчитат на това, което са произвели автотрофите. Самата дума “хетеротроф” означава “който се храни от някой друг” (образувана е от гръцките думи “хетеро” – различен и “троф” – хранене).

Не всички хетеротрофи се хранят пряко с автотрофни организми. Както ще видим по-долу, много хетеротрофи се хранят с други хетеротрофи или с органични вещества, които вече не принадлежат на никой организъм. Дадена хранителна молекула може да премине през цяла верига от организми, от които само първият е автотроф.

Смилане при хетеротрофните бактерии. Органичните мономери рядко се намират наготово. По-голямата част от органичните съставки на храната са полимери. Клетъчната мембрана е непропусклива за техните големи молекули и това не е случайно. Те не са нужни на бактерията в този вид. Може да й трябват полимери, но конкретни полимери, които тя сама ще изгради от мономери, а не случайните чужди полимери, които се намират в храната. Освен това някои от полимерите в средата може да са произведени от естествен враг на бактерията като “биологично оръжие”. Да се допусне чужд полимер да влезе в клетката е все едно да се вкара троянски кон. Затова органичните полимери от храната могат да се използват от хетеротрофите едва след като се разградят до мономери чрез процес, наречен смилане.

Смилането започва, като бактерията произвежда смилателен сок и го отделя в средата. Той разгражда полимерите до мономери. След това клетката всмуква мономерите през мембраната си и ги използва.

Видове хетеротрофно хранене при бактериите. Не само бактериите изобщо, а и хетеротрофните бактерии се делят на групи според това как и с какво точно се хранят.

Паразитно хранене. Някои бактерии извличат нужните им хранителни вещества пряко от друг жив организъм, като му нанасят вреда. Те се наричат паразити. Организмът, от който се хранят паразитите, се нарича техен гостоприемник. Всъщност терминът “гостоприемник” се използва за всеки организъм, който приютява или храни много по-дребни организми от друг вид, независимо дали те са паразити.

Паразитните бактерии причиняват болести на своите гостоприемници. Някои бактерии са болестотворни за растенията, а други – за животните, включително за човека.

Сапрофитно (сапротрофно) хранене. Други бактерии се хранят с мъртво органично вещество – трупове на други организми, изпражнения, окапали листа на растения и др. Наричат се сапрофити или сапротрофи (от гр. сапрос – гнил). Те охотно се хранят с вещества, които ние никога не бихме сметнали за ядливи. Аеробните сапрофитни бактерии чрез своето хранене и дишане превръщат органичните вещества, които вече не са нужни на своя организъм, в неорганични, които могат да се усвоят от автотрофите. Така аеробните сапрофити играят важна роля в кръговрата на веществата. Такива бактерии пречистват замърсената с органични вещества вода в пречиствателните станции.

По-голямата част от нашата храна също е мъртва органична материя и е неприятно, когато сапрофитни бактерии започнат да я ядат преди нас. Техните смилателни сокове причиняват разваляне (вкисване) на храната.

Някои сапрофитни бактерии се настаняват върху по-голям жив организъм (гостоприемник) и ядат мъртвото органично вещество, което може да се намери по него – например отронени мъртви клетки от кожата и лигавиците или храна, поета в устата (вж. снимката). По тялото на всеки човек има множество сапрофитни бактерии, които той изобщо не усеща.

Понякога сапрофитът започва да носи полза на своя гостоприемник. Например бактериите в нашите черва ни предпазват от болестотворни бактерии, като се конкурират с тях. Освен това те ни снабдяват с някои витамини. Такова взаимоизгодно отношение между организми от различни видове се нарича мутуализъм или симбиоза.

Една от симбионтните бактерии, които живеят в човешките черва – т. нар. чревна пръчица, е любим обект за биологични опити.

Симбионтно хранене. В някои случаи гостоприемникът не само оставя своите бактерии-симбионти да използват малко количество от неговата храна, а и специално отделя хранителни вещества за тях. Например във влагалището на жената нормално живеят млечнокисели бактерии, които го предпазват от заселване с паразитни бактерии. Положението е подобно на това в червата. Разликата е, че влагалището отделя въглехидрат специално за храна на млечнокиселите бактерии. Това вече не е сапрофитно хранене, а отделен вид хранене, което можем да наречем симбионтно.

Бобовите растения са в симбиоза с бактерии, които могат да усвояват азот от въздуха. По корените се образуват специални грудки, в които се заселват бактериите. Те получават от растението органични вещества, а в замяна му дават азотни съединения.

Нещо в повече

Как се храни човекът? Доколкото се нуждаем от готови органични вещества, ние, разбира се, сме хетеротрофи (както и останалите животни). Но нашето хранене, при което поглъщаме хапки несмляна храна (жива или мъртва) и я смиламе в тялото си, не е нито паразитно, нито сапротрофно, нито симбионтно. То се нарича холозойно хранене.

Холозойното хранене е “по-естетично” от сапротрофното, защото поглъщаме само толкова храна, колкото ни трябва, и никой не вижда как я смиламе. Но когато се случи да повърнем, става очевидно, че нашите смилателни сокове променят храната също като бактериалните. Повърнатата храна съвсем прилича на вкисната. 

Copyright Майя Маркова Имате право да съхранявате, размножавате и разпространявате този текст, стига да не го представяте като създаден от вас или от трето лице и да не извличате печалба.

Към съдържанието

Етикети: образование, учебник