Страница 4 из 13
Насекомоядные растения: А) лист-ковш; Б) пузырчатка. 1) общий вид; 2) пузырек в разрезе; 3) железка на внутренней стенке пузырька.
Растение наших заболоченных водоемов пузырчатка также питается сгнившими остатками мелких насекомых. На корнях пузырчатки имеются небольшие пузырьки с отверстиями, прикрытыми клапаном, легко отгибающимся в полость пузырька. Попавшие внутрь пузырька мелкие водные животные не могут выйти из него, так как клапан наружу не открывается.
Саррацения, пузырчатка и некоторые иные растения с листьями в виде трубок или мешков используют продукты разложения трупов мелких животных. Другие же насекомоядные растения вырабатывают ферменты, которые и переваривают захваченных насекомых. К этой группе относится около семидесяти различных видов непентесов. Под этим названием объединены тропические растения с листьями, похожими на ковш, кувшин или урну. Кувшинчатый лист непентеса служит ловушкой для насекомых. На дне листа скапливается кисловатая переваривающая жидкость. Когда в кувшин попадают насекомые, со стенок его обильно выделяются капли кислого сока. Сок этот убивает насекомых, все мягкие части их тела растворяются, и переваренная пища всасывается растением.
У нас в Советском Союзе на болотах и торфяниках встречается растение росянка. Листья у нее по краям усажены мелкими ресницами, их красные кончики утолщены и покрыты каплями блестящего клейкого сока. Попавшие на лист насекомые удерживаются склонившимися к ним ресницами листа, которые одновременно выделяют переваривающий сок.
На болотах Северной Америки встречается другой вид насекомоядного растения — мухоловка. Ее листья устроены наподобие створок или капкана. Они снабжены по краям зубцами, а на пластинке каждого листа находятся железки, выделяющие пищеварительный сок, и шесть чувствительных щетинок. Как только насекомое садится на такой лист и прикасается к его чувствительным щетинкам, половинки листа захлопываются. Открываются они снова, лишь когда все мягкие части пойманной добычи переварены и поглощены растением.
Биологический смысл насекомоядности растений был вскрыт Ч. Дарвиным в труде «О насекомоядных растениях» (1875 г.). Дарвин показал, что насекомоядность — это один из путей приспособления растений к недостаточному питанию минеральными соединениями азота. В этих условиях способность питаться животными белками, содержащими много азота, становится полезным признаком, так как позволяет виду выжить, сохраниться. Благодаря естественному отбору специфические приспособления насекомоядных растений достигают большой сложности и совершенства.
Насекомоядные растения: а) мухоловка; б) росянка.
Как питаются животные?
Итак, только зеленые растения способны создавать органические вещества из минеральных солей, воды и углекислого газа, используя для этого солнечную или любую другую лучистую энергию.
Все животные для своей жизнедеятельности нуждаются в сложных органических соединениях в виде белков, жиров, углеводов или продуктов их распада[2]. Такой тип питания, при котором организмы используют готовые органические вещества, называется гетеротрофным (от лат. слова гетеро — иной).
Все органические вещества состоят из сложных молекул, поэтому они не могут в неизменном виде усваиваться организмами. Лишь обработанные различными ферментами и разложенные до простых составных частей, эти вещества усваиваются клетками гетеротрофных организмов.
Чтобы яснее представить, как это происходит, рассмотрим схематично питание человека. Основной пищей человека являются белки, жиры и углеводы. Начнем с последних, которых мы потребляем больше всего.
В пищевом рационе мы употребляем обычно самые сложные молекулы углевода (полисахариды) — крахмал и гликоген (животный крахмал). А наш кишечник способен всасывать углеводы только в форме простых сахаров (моносахаров) — глюкозы, фруктозы и галактозы, имеющих наименьший размер молекул. Поэтому уже в ротовой полости полисахариды начинают расщепляться на более простые вещества — ди- и моносахариды. Этому содействуют фермент амилаза или птиалин слюны. Попробуйте долго пережевывать кусочек хлеба, и вы почувствуете сладковатый привкус во рту. Это значит, что безвкусный крахмал расщепился до сладкого моносахарида глюкозы. Не успевшие расщепиться в ротовой полости полисахара заканчивают свое превращение в двенадцатиперстном и тонком кишечнике под действием ферментов (диастазы, мальтазы и других). Образовавшиеся моносахара всасываются стенками кишечника, попадают в кровеносные сосудики и током крови разносятся по всем клеткам нашего организма. Здесь они сразу же окисляются или используются на построение клеток и их структур. Избыточные углеводы в организме синтезируются в гликоген, который откладывается главным образом в печени. Большая же часть избыточных углеводов превращается в резервный жир, откладывающийся в подкожной ткани.
Растительные и животные жиры пищи расщепляются под действием фермента липазы при непременном участии в этом процессе желчных кислот. Наш желудок справляется только с легкорасщепляющимися жирами (например, жир молока). Основная же масса жиров перерабатывается уже в кишечнике. Составляющие жир части — глицерин и жирные кислоты — в виде молекул тоже всасываются стенками кишечника и попадают в кровь. В клетках глицерин и жирные кислоты синтезируются с помощью фермента липазы в жиры, которые по своему составу соответствуют жирам данного организма.
Очень важное значение для человека и животных имеет обмен белков, многогранную роль которых мы подробно освещали в предыдущей брошюре («Три тайны жизни»). С пищей попадают белки животного и растительного происхождения. Однако все они отличаются по составу от белков организма, да и молекулы их слишком крупны. Поэтому в пищеварительном тракте потребляемые нами белки расщепляются на составляющие их вещества — аминокислоты — и только затем используются организмом.
Существуют десять аминокислот, совершенно незаменимых для человека, и потому белки, в которых все они содержатся в достаточном количестве, называются полноценными. В молоке, мясе, яйцах и рыбе содержатся эти важные для нас белки.
Белковые вещества начинают расщепляться в желудке под действием фермента пепсина, активированного соляной кислотой желудочного сока. В двенадцатиперстном и тонком кишечнике более простые белки (альбумозы и пептоны) под действием фермента трипсина расщепляются до аминокислот. Последние, попав в кровеносные сосуды стенок кишечника, приносятся с кровью в каждую клеточку организма. О том же, как синтезируются белки из аминокислот, подробно рассказано в предыдущей брошюре.
Так осуществляется ассимиляция (или питание) у гетеротрофных организмов. В процессе ассимиляции организмы запасают энергию, которая им необходима во всех проявлениях жизни. Питание в научном понимании — это обогащение организма той потенциальной энергией, которая была «законсервирована» в органических веществах пищи при создании их автотрофными организмами. Таким образом, на живых организмах мы видим замечательное подтверждение закона сохранения и превращения энергии, открытого еще М. В. Ломоносовым. Солнечная энергия, улавливаемая зелеными растениями, переходит в потенциальную химическую энергию синтезированных автотрофными организмами органических веществ. Эта энергия поступает вместе с продуктами питания в гетеротрофные организмы.
У более просто устроенных многоклеточных животных, гетеротрофно питающихся растений, одноклеточных организмов и бактерий принцип одинаков. Эти организмы тоже выделяют во внешнюю среду или в полость тела ферменты, с помощью которых осуществляется расщепление сложных органических веществ до исходных соединений. В клетках снова происходит синтез, но уже специфических для данного организма белков и других органических веществ.
2
Многие растения, не содержащие хлорофилл (как, например, грибы), а также почти все одноклеточные организмы и бактерии для питания используют, как и животные, готовые органические вещества.