Что «едят» клетки растений.
О.К.Смирнова, учитель биологии высшей категории лицея №103, г. Ростова-на-Дону.
(Дополнительный материал к теме «Фотосинтез»)
Цели: Увеличить области познания учеников: почему питаясь одной и той же пищей, дыша одним и тем же воздухом, живя примерно в одних и тех же условии, развиваются совершенно разные животные и растения? Используется ли это как средство приспособиться и выжить в неблагоприятных условиях?
Для того чтобы жить, все живые организмы нуждаются в питательных веществах. И питаются все по-разному: одни хищники, другие паразиты, третьи – вегетарианцы. А вот растения – солнцееды.
Растения, счастливые обладатели хлорофилла, в буквальном смысле слова питаются солнечным светом и углекислым газом, извлеченным из воздуха. Из углекислого газа и воды растения создают глюкозу. Глюкоза соединяется с глюкозой и так образуется крахмал. Зерна крахмала, запасенные растениями в своих тканях, главным образом в клубнях и семенах, и есть необходимые для всего живого на Земле «солнечные консервы». В крахмале в виде химических связей поймана и аккумулирована энергия Солнца. Каждый год зеленые кроны наших материков улавливают и запасают столько энергии Солнца, сколько могут дать 200 тысяч мощных электростанций.
Эта энергия питает все живые клетки, все живые организмы от вируса до человека и её с избытком хватает не только для существования самих растений, но и всех животных, которые, не имея хлорофилла, вынуждены для поддержания жизни заимствовать энергетические ресурсы у растений. А те берут их у Солнца. Значит, все мы, живые существа, в конечном счете «едим» солнечный свет.
АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) циркулирует в клетке между источником – хлорофиллом и потребителями, разносят небольшими порциями энергию. АДФ – разряженная группа. Она заряжается, присоединяя одну фосфатную группу, и превращается в АТФ. В результате этого световая энергия превращается в химическую энергию. Ведь АТФ на целую фосфатную группу богаче энергией, чем АДФ.
Клетки животных тоже «едят» свет.
Переносчиками энергии, как в растительной, так и в животной клетке является АДФ и АТФ. В растениях, благодаря их трудам образуются углеводы, белки и жиры. В животных клетках энергия извлекается из этих веществ и разносится ко всем потребителям тоже молекулами АТФ.
В животной клетке есть «помощник», который «вытащит» энергию из АТФ. Это кислород. Окисляя (сжигая) органические вещества, клетки освобождают скрытую энергию. Это и есть горение, при котором выделяется слишком много энергии и клетки могут «сгореть». Поэтому энергия выделяется поэтапно. Сначала глюкоза отдаёт два атома водорода и соединяется с кислородом. Образуется вода, при этом освобождается энергия, которую подхватывает АДФ, тут же, превращаясь в АТФ, и сразу следует по назначению. Затем ещё два атома водорода в соединении с кислородом дают жизнь воде и полезной энергии и т.д. Когда весь водород заканчивается, кислород направляется на атомы углерода. В результате образуется углекислый газ.
Где же сжигают клетки топливо жизни? В митохондриях. На внутренних перегородках и в жидкости, наполняющей митохондрии, расщепляется глюкоза и заряжается молекула АДФ энергией.
Какими же способами добывают хлеб насущный
Вспомните про амебу, про лейкоциты и про то, что многие клетки сами умеют переваривать разные вещества и даже разных существ, которых в состоянии «проглотить». Это назвали фагоцитозом, а «охоту» клетки за нужными ей веществами – пиноцитозом. И пипоцитозная и фагоцитозная трапезы клеток являются внутриклеточными.
Учённые, которые занялись исследованием пищеварения термитов, назвали его
впоследствии коллективным пищеварением. Оказалось, что в животе у них в особых карманах и ответвлениях кишечника обосновался целый мирок микроорганизмов: тут и инфузории, и жгутиконосцы, и бактерии. Более 200 различных видов простейших животных и растений. Все вместе весят они иногда половину термита! Микроорганизмы и переваривают клетчатку. Переваривают её в сахара, которые усваивает затем организм насекомого. Некоторые ученые считают, что клетчатку разлагают только бактерии, а инфузории и жгутиконосцы лишь незваные гости в кишечнике термита.
Весьма оригинальным способом едят пауки: переваривают добычу не в себе, а вне себя, а потом высасывают её микрортом. У пауков нет зубов или иного органа, которым можно было бы жевать или переваривать пищу. Многие пауки перед трапезой упаковывают жертву в своего рода кокон: оплетают его паутиной, затем по капле пускают пищеварительные соки из кишечника и ротовых желез в эту шелковистую миску. Соки разжижают и переваривают ткани жертвы, которые паук сосёт глоткой-трубочкой, словно коктейль через соломинку. Пауки, которые имеют дело с жуками, переваривают их в собственных панцирях, как в кастрюлях. Такое пищеварение называют наружным.
Один из необычных способов добывать себе пищу, так это у морских звёзд. Вот уж кто желудком ловит еду! У них пять лучей, пять глаз, пять щупалец, пять печеней, пять жабр, пять больших нервов. Но, увы, один рот и один желудок. А головы нет совсем. Морские звёзды как-то умудряются набрасывать свой желудок, словно сеть, даже на живых рыб. Рыба плавает и всюду таскает за собой морскую звезду. А та сидит у неё на спине, желудком присосалась и не спеша переваривает ещё живую рыбу. Поистине чудеса, которые творит природа, чуднее чудес сказочных! Морская звезда хватает случайно наткнувшуюся на неё рыбу за плавники. Чем хватает? Щипцами на тонких ножках, которые растут на её спине. Потом луч с рыбой, попавшей в её капканчики, изгибается и подносит добычу ко рту. Тогда выскакивает желудок и накрывает её. Морские звёзды тихие, беззубые, едва плавают. А какие хищники! В море большой вред от них: все львы и тигры на Земле не съедят столько мяса, сколько поедают его морские звёзды.
Не только зубами жуют. Панголины убедительно это демонстрируют. Хоть и в панцире, но ловко карабкается панголин на деревья. И в дупла залезает, и под корнями роется: ищет муравьёв и термитов. Найдёт, сейчас же длинный язык с удовольствием высовывает и кладёт в муравейник. Муравьи язык облепят, и панголин их на языке, как на липкой бумаге, увлекает на верную гибель в свою пасть. Жевать некогда – все муравьи разбегутся! Да и нечем жевать панголину: во рту у него нет зубов. Они у него в… желудке. Он словно проглотил их: в желудке ящера, в самом конце его, многими рядами сидят роговые зубы. Сильные мышцы перетирают ими проглоченных муравьёв, приготовляют из них пюре. Панголин, пообедав, может быть, уже спит давно, свернувшись в норе, а желудок его работает: жует, кусает, давит насекомых, которыми ящер пообедал.
Даже растения могут быть хищниками. На лесных болотах, на зыбкой почве, среди зеленого мха, можно заметить чахлые метёлки невзрачного растения, на длинных стебельках поднимающиеся из розетки очень странных листьев: лист густо усеян тонкими ресничками. На конце каждой дрожит блестящая капелька. Это росянка – хищное растение северных лес. Если комар или муха, неосторожно опустившиеся на лист, будут схвачены ресничками росянки. Ресничка с прилипшими к её капельке насекомыми изогнется вниз. К ней прижмутся соседние реснички. Добыча поймана! Многочисленные желёзки, покрывающие листья насекомоядных растений, выделяют не только липкую жидкость, но и настоящие пищеварительные соки. Они напоминают наш желудочный сок. Не мудрено, что листья хищных растений могут переваривать мясо, сыр, кровь, семена, цветочную пыльцу, кусочки костей и даже твердую, как металл, эмаль зубов. И, переварив, всасывают все это.
