Все многообразие способов добывания пищи можно свести к нескольким типам.
Формы самостоятельной питания достаточно разнообразны. Ряд животных глотает песок, ил, грунт, которые потом проходят через кишечник. Питательные вещества при этом усваиваются организмом, а непереваренные остатки (в основном минеральные вещества) выбрасываются через анальное отверстие наружу. Так питаются хорошо всем известные дождевые черви, а также некоторые морские животные - голотурии, или морские огурцы.
Многие животные, живущие в воде, по способу питания относятся к фильтраторы. У них есть различные приспособления для создания тока воды в направлении ротового отверстия. С водой к ним поступает и еда, конечно же, маленьких размеров. Примером фильтратора может служить инфузория-туфелька. По принципу фильтрации питаются и двустворчатые моллюски (жемчужницы, беззубки). По бокам рта они ротовые лопасти, покрытые ресничками, которые и подгоняют питательные частицы до ротового отверстия. Такими же фильтраторами есть и губки, много ракообразных и кольчатые черви. Необходимо отметить, что животные-фильтраторы играют большую положительную роль в водоемах. Они являются мощным фактором естественной очистки водоемов.
Правда и растения также выработали своеобразные приспособления для того, чтобы эксплуатировать животных, на них питаются. Взять хотя бы, например, растения, которые используют для своего перекрестного опыления пчел, бабочек, птиц (колибри, нектарниць), рукокрылых, видкупаючись от них нектаром, пыльцой, а иногда даже лепестками цветов. Нередко в роли распространителей семян выступает животное, питается плодами этих растений. Растения выработали также, благодаря эволюции, и защитные приспособления, направленные против их потребителей: колючки, кремниевые включения в листьях, которые разрушают зубы жвачных животных, неприятные запахи, токсические вещества и т.п..
Не менее пластичны в своей деятельности и адаптациях и плотоядные животные. Почти для каждого животного существует один или несколько хищников. Одни из них высокоспециализированные, как, например, змеи, питающиеся яйцами птиц. Другие едят только отдельные части своих жертв. Многие животные сосут кровь и мягкие ткани жертвы.
Совсем не редкость, когда у животных с фазами жизненного цикла, чередуются, для каждой стадии присущ особый вид пищи. Например, головастики лягушек растительноядные, тогда как взрослые особи - плотоядные. Такое распределение пищи не только уменьшает напряжение конкурентной борьбы между взрослыми животными и их потомками, но и способствует оптимальному подбору корма, необходимого для развития и роста организма.
Питание животных существенно отличается от питания растений. В зависимости от способа питания выделяют различные группы животных.
Пищеварительная система
По способу питания все животные гетеротрофы - организмы, употребляющие в пищу готовые органические вещества.Питание животных начинается с захвата и заглатывания пищи. У большинства многоклеточных животных имеется пищеварительная система. Она имеет вид трубки, называемой пищеварительным трактом. Пищеварительный тракт поделен на отделы: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник. Степки пищеварительного тракта выстланы эпителиальной тканью, которая содержит много желез, выделяющих слизь, пищеварительные соки и специальные вещества ферменты. Они поступают в кишечник и участвуют в переваривании пищи. К пищеварительной системе относят также печень и поджелудочную железу.
Процесс пищеварения у животных происходит в желудке и начальном отделе кишечника. Переваренная пища всасывается через эпителиальные клетки внутренней поверхностью кишечника, которая образует множество складок. Складки покрыты бесчисленными выростами - микроворсинками. Благодаря такому строению внутренняя поверхность кишечника увеличивается и питательные вещества быстрее всасываются. Каждая микроворсинка содержит сеть мельчайших кровеносных сосудов - капилляров, через которые питательные вещества из кишечника проникают в кровь. Кровеносная система обеспечивает перенос питательных веществ ко всем органам и тканям животных.
Растительноядные животные
Многие животные питаются только растительной пищей (побегами, семенами, плодами, нектаром), их называют растительноядные. Например, рыба толстолобик, белый амур, мыши, бурундуки, белки. Для срезания и размалывания растительной пищи приспособлены зубы животных. Так, у грызунов передние зубы имеют острые режущие края, которые никогда не стачиваются, потому что растут всю жизнь. У растительноядных животных длинный кишечник, так как растительная пища долго переваривается.
Хищники это животные, которые используют в пищу других животных. Примеры хищников среди насекомых стрекозы и жуки, среди рыб - окуни и акулы, среди птиц - ястребы и совы. Настигнуть и удержать жертву хищным животным помогают сильные конечности, хорошее зрение, мощные клыки. Пища хищников переваривается быстрее растительной, поэтому их кишечник короче.
Падальщики - это животные, употребляющие в пищу трупы животных. Например, грифы и гиены, жуки-мертвоеды.
Всеядные животные питаются и растениями, и животными. Это обезьяны, ежи, бурые медведи, кабаны и многие другие.
Вопрос 1. Какие наблюдаются способы добычи пищи у млекопитающих животных?
Млекопитающие подразделяются на: растительноядных - для них пищей служат зеленые части растений, семена, плоды; поедающих животную пищу сюда относятся насекомоядные, падальщики, хищники; всеядных. Однако строгого разграничения между этими группами нет. Так, растительноядные могут поедать и животную пищу. Например, еж в основном поедает животную пищу - насекомых, лягушек, мелких грызунов, яйца птиц, но может разнообразить свой рацион ягодами и фруктами.
Способы добывания пищи у млекопитающих разные. Простейший - подбирание корма с земли, как это делают полевки, мыши. Крот в поисках корма - насекомых и их личинок, с поразительной скоростью роет в земле лапами сложные подземные ходы. Куницы преследуют свою добычу, а кошки ловят ее из засады. Волк охотится, обезьяны сбирают фрукты, медведь или кот ловят рыбу и др.
Вопрос 2. Назовите функции пищеварения в организме.
Основными функциями пищеварительного тракта являются:
1. Секреторная - обеспечивающая выработку и выделение железистыми клетками пищеварительных соков (слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного, желчи), содержащих ферменты и факторы (или вещества), обеспечивающие их высокую активность.
2. Моторная, или двигательная, - которая осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивает изменение агрегатного состояния пищи, ее измельчение, перемешивание с пищеварительными соками и передвижение.
3. Всасывательная - обеспечивающая перенос конечных продуктов переваривания, воды, солей и витаминов через слизистую оболочку из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (кровь и лимфу).
4. Выделительная (экскреторная) - реализуемая посредством выделения из организма некоторых продуктов обмена (метаболитов), солей тяжелых металлов, лекарственных веществ;
5. Защитная - обеспечивающаяся барьерной функцией желудочно-кишечного тракта, осуществляющей защиту организма от вредных агентов (бактерицидное, бактериостатическое и дезинтоксикационное действие).
У организмов травоядных животных, питающихся трудноперевариваемой растительной пищей, в которой много клетчатки (целлюлозы), в ходе эволюции выработались особые способы её усвоения, так как в желудочно-кишечном тракте большинства травоядных не образуется фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. Наиболее распространённым способом является наполнение кишечника симбиотическими микроорганизмами, способными сбраживать целлюлозу и превращать её в пригодную для всасывания глюкозу. Таким способом переваривают целлюлозу многие млекопитающие.
Например, у жвачных животных отряда Парнокопытные симбионты (бактерии и инфузории, расщепляющие целлюлозу) находятся в передней части пищеварительного тракта, в основном в многокамерном желудке, т. е. там, где идёт переваривание, но у многих животных (у лошадиных из отряда Непарнокопытные, зайцеобразных, у термитов и др.) симбионты поселяются в задней части кишечного тракта - в слепой и толстой кишке, т. е. там, где идёт всасывание. Наряду с симбиотическим способом переваривания растительной пищи у многих видов наблюдается копрофагия, т. е. поедание своих фекалий, в результате чего переваренная масса вторично подвергается действию микроорганизмов. Копрофагия, например, свойственна гориллам, зайцеобразным и большинству грызунов. Она обеспечивает повторное усвоение азота из поглощенных кишечных симбионтов и витаминов, вырабатываемых ими.
Слюна хищников не содержит ферментов, так как хищники не разжевывают пищу, а разрезают ее мощными челюстями и заглатывают крупными порциями. Им нужен большой желудок. Он обширный, составляет 60 -70% от объема всей пищеварительной системы. Это объясняет то, что хищники способны принимать пищу до одного раза в неделю (так как им удается убить животное довольно редко). Длина тонкой кишки у хищников намного меньше (от 3х до 6ти размеров тела хищника), чем у травоядных (10-12 размеров тела). Толстая кишка хищников короткая и гладкая. У травоядных – длинная с неровной поверхностью.
Изучаемые вопросы, потребуют для ответа сведений, не только полученных на данном занятии, но и материал уроков ботаники и зоологии. Материал можно использовать для изучения "Окружающего мир" в начальной школе.
Актуальность занятия:
Каждое животное обитает только в строго определенных условиях. Эти условия — среда оби-тания животного, обеспечивающая животным существование.
Тип учебного занятия: изучения и первичного закрепления новых знаний,
применение их на практике.
Форма проведения: Лекция, видеоматериал
Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.
Основные понятия
Активное питание. Животные-фильтраторы.
Формы активного питания
Вопросы для изучения
1.Что такое активное и пассивное питание?
2.Какие формы активного питания вам известны?
3.Какие особенности свойственны животным с пассивным питанием?
Пассивное питание свойственно животным, которые живут в воде и ведут сидячий или малоподвижный образ жизни. Например, так питается ланцетник. Шевеля щупальцами, он взмучивает грунт дна и затягивает эту массу внутрь пи-щеварительной системы. Сходным образом питаются и иглокожие, некоторые ви-ды червей, малоподвижные ракообразные.
Животные с таким типом питания, как правило, имеют низкий уровень об-мена веществ и испытывают небольшую потребность в пище. Пища увлекается в пищеварительную систему мерцательным эпителием глотки, задерживается мелкоячеистыми сетями фильтра.
Чтобы уловить пищевые объекты, животные пропускают через себя огром-ную массу воды. Например, личинки малярийных комаров профильтровывают воду, количество которой в сотни раз превышает объем их тела; двустворчатый моллюск мидия отфильтровывает за час около одного литра воды. Очень важно знать, что такие животные-фильтраторы создают движение воды в водоеме и улучшают ее очистку (рис.1).
Рис. 1. Фильтраторы: I - усатый кит; 2- беззубка; 3 - ланцетник
Активное питание требует определенных усилий со стороны животного при поисках и добывании корма и соответствующих приспособлений — и в строе-нии органов пищеварения, и в особенностях поведения. Например, птицы кули-ки выклевывают мелких беспозвоночных животных из мягкого грунта в прибреж-ной части водоема: дятлы, извлекая личинок насекомых, долбят кору деревьев; стрижи и ласточки ловят насекомых в воздухе. Каждому способу питания у птиц соответствует свой тип клюва. По форме клюва специалист-орнитолог безоши-бочно может определить, какой корм предпочитает та или иная птица.
Активное питание свойственно животным, обитающим и в воде, и в почве, и на суше. Оно проявляется в таких формах, как пастьба, поиск, подкарауливание, ловля, собирательство.
Пастьба хорошо всем знакома. Эта форма питания характерна для расти-тельноядных животных, например копытных. Они стадами кочуют по обширным территориям пастбищ. Съев часть травы в одном месте, переходят в другое, за-тем при подрастании трав возвращаются обратно. Так кочуют стада северных оленей, степных сайгаков. В поисках пищи кочуют стайки дроздов, синиц, во-робьев и других птиц, кочует саранча, в океане кочуют киты, стаи сельдей.
Бывают случаи значительного выедания запасов пищи. Животные страда-ют от ее недостатка, гибнут. Многие птицы, заботясь о питании в гнездовой пе-риод, чтобы не остаться на территории с ограниченным запасом корма, активно изгоняют со своей территории соседей того же вида. Гак ведут себя зяблики, скворцы, трясогузки и многие другие воробьиные.
Рис. 2. Лев, преследующий антилопу
Поиск и преследование добычи свойственны многим птицам и млекопитаю-щим. Например, вслед за пасущимися в Африке стадами антилоп, зебр движутся львы, леопарды, гиены, гиеновые собаки. Будучи сытыми, львы длительное время могут обходиться без пищи и не составляют угрозы для копытных. Однако, если хищники испытывают чувство голода, они начинают активно преследовать свою жертву и нападают на ослабленных, больных или очень молодых животных (рис. 2). В воде преследуют добычу акулы, судаки, окуни, лососи, личинки стрекоз.
Подкарауливание — еще одна форма активного питания. Причем у разных животных выработались свои способы затаивания и внезапного нападения на жертву. Стремительно бросается за рыбой из укрытия щука. Обратите внимание ее окраска соответствует окружающей среде, она незаметна среди водной расти-тельности. А вот хищная рыба сом (рис.3) для подманивания добычи шевелит усами, а затем, когда добыча приблизилась, раскрывает широкую пасть и делает стремительный рывок. Лягушки ловят движущуюся добычу, выбрасывая клейкий язык. Тропическая рыбка брызгун сбивает насекомых с прибрежных растений струей воды (рис.3).
Рис.3. 1 - рыбка брызгун; 2 - сом
Вывод. В целом отношения, которые складываются между животными и потребляе-мой ими пищей, чрезвычайно многообразны и сложны. Они в значительной мере определяют особенности жизни сообществ животных и растений на планете
Источники информации: Экология животных. Пособие для учащихся7класс общеобразовательной школы В.Г. Бабенко; Д.В. Богомолов; и др. 2002.-128с.ил.
Зелёные растения по способу питания — фо-тотрофы. На свету с помощью хлорофилла растения образуют органические вещества. Многоклеточные водоросли, как и одноклеточные , поглощают минеральные питательные вещества (вода, углекислый газ, минеральные соли) всей поверхностью тела. У высших наземных растений в процессе эво-люции для потребления этих же веществ сформировались две системы по-требления пищи — корневая и воздушная. Образующиеся путём фотосинте-за органические вещества (сахара) вместе с поглощёнными минеральными солями преобразуются в клетках растений в углеводы , белки , нуклеиновые кислоты , липиды и другие органические соединения, которые идут на пост-ройку тела растения.
У животных (гетеротрофов) в процессе эволюции появились разные способы добывания органических веществ. Некоторые водные животные до-бывают пищу, процеживая воду и отделяя от неё «пищевую взвесь». Это так на-зываемые фильтраторы. Их пища — главным образом детрит, т. е. мельчай-шие остатки разложившихся растений, грибов и животных , осевшие на дно или взвешенные в толще воды вместе с содержащимися в них бактериями, простейшими и другими микроорганизмами. К фильтраторам относятся представители самых разнообразных таксономических групп: губки , ракооб-разные , насекомые , двустворчатые моллюски , мшанки , асцидии .
Большинство фильтраторов прикреплены к субстрату либо малоподвижны. Чтобы уловить больше питательных веществ, они расставляют своеобразные ловчие се-ти (венчик щупалец у актиний , венчик перистых лучей у морских лилий , пучки ще-тинок на верхней губе личинок комаров и др.) и своими колебательными движениями увеличивают ток воды вокруг себя. Благодаря фильтрационной деятельности этих организмов осуществляется биологическая очистка воды. Например, мидии , засе-ляющие 1 м 2 дна, могут профильтровать за сутки до 280 м 3 воды. Уникальную чи-стоту вод озера Байкал биологи объясняют фильтрационной деятельностью рач-ка эпишуры .
Вследствие адаптации к тому или иному способу добывания пищи у жи-вотных выработались особые приспособительные свойства. Например, мелкие млекопитающие из отряда насекомоядных животных (ёж, крот, зем-леройка, выхухоль) имеют длинную узкую морду. Их вытянутые вперёд рез-цы способны, подобно щипцам, удерживать мелкую добычу (насекомых, червей, моллюсков), а бугорчатые с острыми вершинами коренные зубы — дробить хитиновый покров насекомых и известковые раковины моллюсков. У грызунов имеется по два резца на верхней и нижней челюстях. Эти резцы хорошо развиты, лишены корней и растут в течение всей жизни, поскольку постоянно истираются твёрдой пищей (рис. 3). У псовых и кошачьих хоро-шо развиты клыки.