Особенности питания животных

Особенности многоклеточных организмов

К многоклеточным организмам относятся животные, растения, грибы, тело которых состоит из значительного числа клеток, тканей и органов.

Многоклеточным организмам, как и одноклеточным, присущи основные процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, выделение, движение, раздражимость, размножение, поведение и др. Однако в отличие от одноклеточных, у которых все процессы сосредоточены в одной клетке, у многоклеточных наблюдается распределение функций между клетками, тканями, органами и системами органов. Жизнедеятельность многоклеточных напрямую зависит от бесперебойной работы их органов.

Все органы в организме многоклеточных специализированы. Одни обеспечивают дыхание, другие — пищеварение, третьи удаляют из организма ненужные продукты жизнедеятельности, четвертые осуществляют функцию воспроизведения. Все они тесно взаимосвязаны и вместе создают целостный многоклеточный организм как биосистему.

Способы добывания пищи животными

У животных в процессе эволюции появились разные способы добывания питательных веществ. Многие водные животные добывают пищу, процеживая воду и отделяя от нее пищевую взвесь. Это так называемые фильтраторы. Их пища — главным образом детрит, то есть мельчайшие 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, мшанки, двустворчатые моллюски, ракообразные, насекомые, асцидии.

Фильтраторы
Фильтраторы: 1 — губка; 2 — асцидия; 3 — беззубка

Большинство фильтраторов прикреплены к субстрату, либо малоподвижны. Чтобы уловить больше питательных веществ, некоторые виды расставляют своеобразные «ловчие сети» (венчик щупалец у актиний, венчик перистых лучей у морских лилий, пучки щетинок на верхней губе у личинок комаров и др.) и своими колебательными движениями увеличивают ток воды вокруг себя. Благодаря фильтрационной деятельности этих организмов в природе происходит биологическая очистка воды. Например, мидии, заселяющие 1 м2 дна, могут профильтровать за сутки до 280 м3 воды. Уникальную чистоту воды озера Байкал биологи объясняют фильтрационной деятельностью эпишуры — рачка-эндемика из низших ракообразных.

Многие животные способны активно захватывать пищу. Широко распространенными способами добывания пищи у гетеротрофов являются хищничество и паразитизм. Оба эти способа питания появились одновременно с возникновением первых живых организмов на Земле.

Хищничество встречается практически у всех типов животных: от кишечнополостных до хордовых, а также среди грибов и растений. Причем хищничество в большинстве случаев способствовало морфофизиологическому прогрессу организмов. У хищников, как правило, хорошо развиты нервная система и органы чувств, позволяющие успешнее находить пищу, имеются также специфические органы захвата и фрагментирования пищи. А паразитический способ питания в процессе эволюции обусловил дегенеративный путь развития организмов, характеризующийся утратой ряда органов.

Хищники и паразиты
А — хищники: 1 — горностай; 2 — сокол; Б — паразиты: 3 — солитер; 4 — подъельник; 5 — трутовик; 6 — марьянник (полупаразит)

Оба эти способа добывания пищи сформировались у организмов в древности в результате совместного существования видов в природных сообществах. Процесс эволюции обусловил многообразие коадаптивных (взаимоприспособительных) свойств организмов: хищника и жертвы, паразита и его хозяина, растительноядного животного и растения. Эта взаимосвязь проявилась и в особенностях пищеварительной системы у организмов, характеризующихся разными типами питания.

В следствии адаптации к тому или иному способу добывания пищи у животных выработались особые приспособительные свойства. Например, мелкие млекопитающие из отряда насекомоядных животных (еж, крот, землеройка, выхухоль) имеют длинную узкую морду. Их вытянутые вперед резцы способны, подобно щипцам, удерживать мелкую добычу (насекомых, червей, моллюсков и др.), а бугорчатые с острыми вершинами коренные зубы — дробить хитиновый покров насекомых и известковые раковины моллюсков. У грызунов имеется по два больших резца на верхней и нижней челюсти. Эти резцы лишены корней и растут в течение всей жизни, поскольку постоянно истираются твердой пищей. Хорошо развиты клыки у псовых и кошачьих.

Адаптации к способу добывания пищи у землеройки и бобра
Адаптации к способу добывания пищи у землеройки (1) и бобра (2)

Пищеварительная система животных

В ходе эволюции у животных сформировалась система взаимодействующих пищеварительных органов. При этом основные отделы пищеварительного тракта дифференцировались на участки, обеспечивающие наиболее полное расщепление и всасывание пищи. Появились специализированные пищеварительные железы.

Самая высокая степень дифференциации пищеварительной системы наблюдается у хордовых. Большинство хордовых имеют челюсти и зубы, что обеспечивает захват, удержание и механическую обработку пищи (у млекопитающих). Стенки желудка имеют развитую мускулатуру, с помощью которой происходит перемешивание, а у птиц еще и перетирание пищи. Кишечник подразделен на отделы: тонкую кишку, толстую кишку и заднюю (прямую) кишку, либо открывающуюся в клоаку, как у земноводных, пресмыкающихся, птиц, либо заканчивающуюся анальным отверстием, как у большинства рыб и млекопитающих. Эпителий кишечника содержит пищеварительные и слизистые железы, выделяющие особый секрет (муцин), который предотвращает самопереваривание тканей стенок кишечной трубки и придает влажность ее поверхности.

Химическая обработка, или переваривание, пищи происходит главным образом в передних отделах кишечника, а всасывание — в его средней и задней частях.

Процесс переваривания регулируется комплексом пищеварительных ферментов печени и поджелудочной железы, протоки которых открываются в переднюю часть тонкой кишки. Всасывающая поверхность, особенно у птиц и млекопитающих, увеличена за счет развития мелких складок слизистой поверхности кишки или образования мелких выростов — ворсинок. В ротовой полости млекопитающих находятся слюнные железы, секрет которых увлажняет слизистую оболочку рта и смачивает пищу, облегчая ее проглатывание, а на языке расположены вкусовые и осязательные тельца. Кроме того, слюна млекопитающих содержит пищеварительные ферменты, расщепляющие углеводы.

У травоядных животных, питающихся трудноперевариваемой растительной пищей, содержащей много клетчатки (целлюлозы), в ходе эволюции выработались особые способы ее усвоения, так как в желудочно-кишечном тракте большинства травоядных не оразуется фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. Поэтому наиболее распространенным способом является наполнение кишечника симбионтами — микроорганизмами, способными сбраживать целлюлозу и превращать ее в пригодную для всасывания глюкозу. Так переваривают целлюлозу многие млекопитающие. Например, у жвачных животных отряда парнокопытных симбионты (бактерии и инфузории, расщепляющие целлюлозу) локализуются в передней части пищеварительного тракта, там, где идет переваривание (в основном в многокамерном желудке). У других животных (у лошадиных из отряда непарнокопытных, зайцеобразных, термитов и др.) симбионты поселяются в задней части пищеварительного тракта — в слепой и толстой кишке, то есть там, где происходит всасывание.

Инфузории-симбионты копытных животных
Инфузории-симбионты копытных животных, способствующие перевариванию растительной пищи

Наряду с симбиотическим способом переваривания растительной пищи у ряда видов животных наблюдается капрофагия (от греч. kopros — помет и phagos — пожиратель), то есть поедание своих фекалий, в результате чего переваренная масса вторично обрабатывается пищеварительными ферментами и подвергается воздействию микроорганизмов. Капрофагия, например, свойственна гориллам, зайцеобразным и большинству грызунов. Она обеспечивает также повторное усвоение азота из поглощенных кишечных симбионтов и витаминов, вырабатываемых ими.

Многоклеточных организмов, питающихся только растительной пищей, в природе мало. Растительноядные иногда включают в свой рацион животную пищу, обеспечивающую их незаменимыми аминокислотами, которых нет в растительной пищи. Например, северные олени при случае поедают леммингов. Многие животные-хищники регулярно потребляют растительную пищу (листья, плоды, коренья), снабжающую их витаминами, углеводами и различными микроэлементами.