Питание

Питание — это совокупность процессов, включающих поступление в организм, переваривание, всасывание и усвоение пищевых веществ. Оно является важнейшей частью обмена веществ. Благодаря питанию организмы получают химические соединения, необходимые для роста, жизнедеятельности и воспроизводства.

Питание животных

Все животные, как и большинство бактерий и грибов, являются гетеротрофами. Это означает, что они прямо или косвенно зависят от органического вещества, создаваемого автотрофными организмами (в основном растениями).

Потребность в пище определяется энергетическими затратами организма, которые зависят от:

Наиболее изучена связь между уровнем обмена веществ, массой и площадью поверхности тела. С увеличением размеров организма общий обмен на единицу массы снижается. Например, суточная потребность в пище составляет около 20% от массы тела у полёвки и всего 1% — у слона.

В природе часто чередуются периоды избыточного питания (гиперфагия) и голодания. Многие животные способны потреблять больше пищи, чем требуется для покрытия текущих энергозатрат. Излишки откладываются в виде жировых запасов, которые расходуются в неблагоприятные сезоны или при выкармливании потомства.

Типы питания животных

В зависимости от вида потребляемой пищи различают:

Обилие и стабильность кормовой базы способствуют узкой пищевой специализации — стенофагии (олигофагия и монофагия). Это позволяет эффективнее использовать определённые пищевые ресурсы. Многие виды сохраняют стенофагию даже при колебаниях в доступности пищи, чему помогают:

В зонах с нестабильной кормовой базой преобладают полифаги или эврифаги (всеядные виды). Смена типа питания может быть связана со временем года, возрастными изменениями или чередованием поколений. Например:

Известны различия в питании разных полов или каст у общественных насекомых.

Адаптации к типу питания

Строение органов захвата и пищеварения, как правило, строго приспособлено к характеру пищи:

  • Органы захвата: Форма клюва у птиц связана не только с типом пищи (хищники, насекомоядные, зерноядные), но и со способом её добычи. У беспозвоночных наблюдается большое разнообразие приспособлений: щупальца, челюсти, фильтрующие аппараты.
  • Пищеварительная система: Питание трудноперевариваемыми веществами (например, клетчаткой) приводит к удлинению пищеварительного тракта и развитию дополнительных отделов (рубец у жвачных).
  • Ферменты: Набор пищеварительных ферментов определяется спецификой пищи. У плотоядных преобладают протеазы, у растительноядных — карбогидразы (амилазы). У всеядных набор ферментов наиболее разнообразен. Узкая специализация часто сопровождается наличием уникальных ферментов (например, кератиназа у пухоедов, расщепляющая белки шерсти и перьев).
  • Симбиоз: Многие животные (особенно растительноядные) используют симбиотические бактерии и простейшие для переваривания клетчатки или хитина.

Пищевые отношения между фитофагами, хищниками и сапрофагами образуют трофические цепи, которые определяют структуру сообществ, регулируют численность видов и влияют на их расселение и размножение.

Питание человека

Питание человека в значительной степени определяет его здоровье, работоспособность и продолжительность жизни. Суточная потребность в энергии и питательных веществах зависит от возраста, пола и уровня физической активности. В среднем взрослый человек расходует 2500–3000 ккал в сутки.

Рациональное (сбалансированное) питание предусматривает оптимальное соотношение компонентов пищи, обеспечивающее потребности организма. Рекомендуемое соотношение белков, жиров и углеводов по калорийности составляет 1 : 1 : 4.

  • Белки должны обеспечивать около 15% суточной калорийности (половина — животного происхождения).
  • Жиры — около 30% (допустимо до 80% животного происхождения).
  • Углеводы — около 55%.

В норме рацион должен включать:

  • Источники белков и жиров: мясо, рыбу, молочные продукты.
  • Источники углеводов, витаминов и минералов: овощи, фрукты, крупы.

Нарушения питания:

  • Неполноценное, недостаточное питание приводит к нарушению функций органов, истощению, снижению иммунитета. В детском возрасте вызывает задержку роста и развития.
  • Избыточное питание способствует нарушению обмена веществ, развитию ожирения и сопутствующих заболеваний.

Питание растений

В отличие от животных, зелёные растения являются автотрофами. Необходимые для синтеза органических веществ элементы они поглощают в форме:

Для растений (и грибов) характерен голофитный способ питания (поглощение веществ в растворённом виде).

Разделение питательных сред (воздух и почва) привело к формированию двух специализированных органов:

  1. Корень — приспособлен для поглощения воды и минеральных солей из почвы.
  2. Лист — приспособлен для поглощения CO₂ из воздуха и проведения фотосинтеза.

Связь между ними осуществляет стебель. Все органы пронизаны проводящей системой:

  • Флоэма (ситовидные трубки) — обеспечивает нисходящий ток продуктов фотосинтеза (в основном сахарозы) из листьев к корням и другим частям растения.
  • Ксилема (сосуды) — обеспечивает восходящий ток воды и минеральных солей от корней к листьям.

Первичное включение CO₂ в органические соединения происходит в основном в листьях, а воды и солей — во всех органах.

Насекомоядные растения (например, росянка, венерина мухоловка) получают дополнительное питание (в основном азотистые вещества), ловя и переваривая мелких животных.