12. Метаболизм на уровне организмов (авто, гетеро, миксотрофы). Аэробное и анаэробное дыхание

По характеру ассимиляции различают автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные организмы.

Автотрофные (от греч. autos - сам, trophe - пища), или самопитающиеся, организмы - это организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических (углекислого газа, воды и неорганических соединений азота и серы). В зависимости от источника потребляемой энергии автотрофы классифицируют на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы. Первые используют световую энергию, тогда как вторые - энергию экзотермических химических реакций (в ходе превращения неорганических соединений).

Фотосинтезирующими организмами являются растения, в листьях которых осуществляется фотосинтез. Зеленые растения образуют

углеводы, которые передвигаются из листьев в корни, где вступают в реакции с аммиаком и образуют аминокислоты.

Хемосинтезирующими организмами являются микроорганизмы - нитрифицирующие, серобактерии и железобактерии. Свободный азот усваивают азотфиксирующие бактерии.

Гетеротрофные (от греч. heteros - другой, trophe - пища) организмы - это организмы, которые нуждаются в готовых органических соединениях. Ими являются животные, а также микроорганизмы.

Для животных характерен голозойный способ гетеротрофного питания, заключающийся в потреблении пищи в виде твердых частиц с последующей ее механической и химической переработкой. Напротив, для микроорганизмов свойствен осмотический способ гетеротрофного питания. При этом способе питание проходит растворенными питательными веществами путем поглощения их всей поверхностью тела.

Миксотрофные (от лат. mixtus - смешанный) организмы - это организмы, способные как к синтезу органических веществ, так и к использованию их в готовом виде. Например, эвглена зеленая на свету является автотрофом, в темноте - гетеротрофом.

По характеру диссимиляции различают аэробные и анаэробные организмы. Аэробные (от греч. аёг - воздух) организмы для дыхания (окисления) используют свободный кислород. Аэробными являются большинство ныне живущих организмов. Напротив, анаэробы окисляют субстраты, например сахара, в отсутствии кислорода, следовательно, для них дыханием является брожение. Анаэробными являются многие микроорганизмы, гельминты. Например, динитрифицирующие анаэробные бактерии окисляют органические соединения, используя нитриты, являющиеся неорганическим окислителем.

Автотрофы и гетеротрофы связаны между собой питанием (пищевыми цепями) и энергетически, в результате чего существование одних из них зависит от других, и наоборот. Например, кислородные потребности аэробов полностью зависят от автотрофов (зеленых растений). Последние используют СО2, поставляемый в окружающую среду гетеротрофами. Все живые существа обладают системами, обеспечивающими превращение энергии, и способны понимать энтропию. Жизнедеятельность организмов с различными типами питания создает круговороты веществ в природе.

13. Бесполое размножение

Бесполое размножение — форма размножения, не связанная с обменом генетической информацией между особями — половым процессом.

Бесполое размножение является древнейшим и самым простым способом размножения и широко распространено у одноклеточных организмов (бактерии, сине-зелёные водоросли, хлореллы, амёбы, инфузории). Этот способ имеет свои преимущества: в нём отсутствует необходимость поиска партнёра, а полезные наследственные изменения сохраняются практически навсегда. Однако при таком способе размножения изменчивость, необходимая для естественного отбора, достигается только за счёт случайных мутаций и потому осуществляется очень медленно. Тем не менее, следует отметить, что способность вида к бесполому размножению не исключает способности к половому процессу, но тогда эти события разнесены во времени.

Наиболее распространённый способ размножения одноклеточных организмов — деление на две части, с образованием двух отдельных особей.

Среди многоклеточных организмов способностью к бесполому размножению обладают практически все растения и грибы — исключением является, например, вельвичия. Бесполое размножение этих организмов происходит вегетативным способом или спорами.

Среди животных способность к бесполому размножению чаще встречается у низших форм, но отсутствует у более развитых. Единственный способ бесполого размножения у животных — вегетативный.

Широко распространено ошибочное мнение, что особи, образовавшиеся в результате бесполого размножения, всегда генетически идентичны родительскому организму (если не брать в расчёт мутации). Наиболее яркий контрпример — размножение спорами у растений, так как при спорообразовании происходит редукционное деление клеток, в результате чего в спорах содержится лишь половина генетической информации, имеющейся в клетках спорофита (см. Жизненный цикл растений).