Сапротрофный и паразитический тип питания

Обновлено: 27.03.2024


К сапротрофам относятся грибы, бактерии, оомицеты а также сапрофиты (цветковые растения-паразиты и некоторые водоросли) и сапрофаги (жуки мертвоеды, кожееды, навозники, дождевые черви, нематоды, клещи, личинки мух, мокрицы, простейшие организмы, донные бокоплавы, речные раки, грифы, вороны, гиены и многие другие животные).

Основные группы сапротрофов

Грибы


Из всех сапротрофов грибы являются одними из наиболее эффективных в разложении сложных органических молекул и рециркуляции этих питательных веществ обратно в экосистему. Грибы – главные разлагатели растительного вещества, которое составляет подавляющее большинство детрита на Земле.

Основная часть растительной ткани состоит из сложного углевода, называемого целлюлозой. Целлюлоза состоит из множества молекул глюкозы, расположенных таким образом, что большинство организмов неспособны эффективно усваивать это соединение. Грибы, однако, развили набор ферментов, которые позволяют им переваривать сложные структуры, превращая клетчатку в простые углеводы. Эта способность играет решающую роль в углеродном цикле, позволяя высвобождать углекислый газ из разлагающихся организмов, и преобразует растительную ткань в вещества, которые как грибы, так и другие живые существа могут использовать для питания.

Грибы, которые разлагают листья и ветки в лесной подстилке, включают грибы из рода негниючник (Marasmius) и многие известные садовые или лесные виды. Грибы, такие как Pilobolus, питаются в основном экскрементами травоядных. Виды грибов, разлагающих древесину, в том числе траметесы (Trametes), вешенки (Pleurotus) и ганодермы (Ganoderma), могут иметь негативные экономические последствия для лесной промышленности, разлагая как срубленную древесину, так и отмершую кору живых деревьев. Ущерб жилищам людей наносит домовый гриб настоящий, или сер­пу­ла пла­чу­щая (Serpula lacrymans).

Бактерии


Бактерии хорошо известны как разлагатели мертвой плоти животных и эффективны при преобразовании животных тканей в более простые формы органических соединений. Ряд сапротрофных бактерий, в том числе кишечная палочка, связаны с болезнями пищеварительной системы, поскольку мясо и другие пищевые продукты также являются их источником питания в природе.

Некоторые бактерии, такие как Spirochaeta cytophaga, обладают способностью разлагать целлюлозу. Симбиотические целлюлозоразлагающие бактерии находятся в рубце коров и помогают пищеварению животных через ферментацию целлюлозы в траве. Подобно грибам, эти организмы также обладают способностью частично расщеплять целлюлозу на промежуточные молекулы и облегчать процесс ее разложения.

Оомицеты


Оомицеты – клада мицелиальных организмов, распространеных в пресноводных и морских средах обитания по всему миру. Некоторые виды, особенно из отряда сапролегниевые (Saprolegniales), являются сапротрофами и разлагают как растительный, так и животный материал. Эти организмы считаются одними из наиболее важных разлагателей веществ в пресноводных экосистемах.


Питание животных так же важно, как и растений. Растения производят себе пищу в процессе фотосинтеза, но животные не обладают такой способностью, поэтому им приходится полагаться на растения или других животных в качестве источника питания.

Животные получают свое питание либо напрямую питаясь растениями (травоядные), либо опосредованно, поедая животных, которые едят растения (плотоядные). Некоторые животные (в том числе человек) питаются как растениями, так и животными; их называются всеядными. Все живые организмы нуждаются в пище для выживания, роста и размножения.

Пища состоит из различных компонентов, называемых питательными веществами, таких как углеводы, белки, жиры, минералы и витамины, которые необходимы для поддержания организма. Эти нутриенты сложны и не могут использоваться организмом напрямую, поэтому в процессе пищеварения они расщепляются на более простые компоненты.

Типы и способы питание животных


Питание животных зависит от их пищевых привычек. Способ приема пищи у разных видов отличается. Например, пчелы и колибри сосут нектар из растений, питон заглатывает добычу, а крупный рогатый скот ест траву.

Различные пищевые привычки животных – это результат эволюции. Среди наземных животных самыми ранними формами были крупные земноводные, питавшиеся рыбой. В то время как земноводные, подобно лягушкам, питались мелкой рыбой и насекомыми, рептилии начали питаться другими животными и растениями.

Специализация организмов на определенных источниках пищи и, конечно же, на определенных способах питания является одной из основных причин многообразия форм и функций в процессе эволюции. Например, отличия в строении рта и форме зубов у китов, комаров, тигров и акул или различные формы клювов у птиц, таких как ястребы, дятлы, пеликаны, колибри и попугаи, являются результатом адаптации этих животных к различным видам пищи.

Есть два основных типа питания живых организмов, которые классифицируются в зависимости от способа получения пищи:

    (характерен для большинства растений, зеленых водорослей и цианобактерий) (характерен для почти для всех животных, в том числе и человека)

Гетеротрофный тип питания

Животные не могут приготовить себе пищу из простых неорганических материалов, таких как углекислый газ и вода. Их питание зависит от других организмов. Это называется гетеротрофным питанием. Организмы, которые зависят от других организмов в качестве источника пищи, называются гетеротрофами. Например, человек, собака, кошка, олень, тигр, корова, бесхлорофильные растения, грибы, бактерии и многие протисты являются гетеротрофами. Их пища зависит от растений или других живых организмов.

Существует три типа гетеротрофного питания:

Сапротрофное питание

Паразитарное питание

Это тот способ питания, при котором одни организмы (паразиты) питаются другими (хозяевами), не убивая их. Паразиты вредят хозяину, которым может выступать как растение, так и животное. Паразиты вызывают болезни у людей, домашних животных и сельскохозяйственных культур. К паразитам относятся следующие животные: вши, блохи, клещи, комары, нематоды, плоские черви, некоторые виды кольчатых червей, моллюсков и членистоногих.

Голозойное питание

Способ питания, при котором организмы едят твердую пищу как растительного, так и животного происхождения. При этом типе питания животные поглощают сложный органический пищевой материал, а затем расщепляют его на простые элементы, которые используются клетками организма. Неабсорбированные остатки пищи выводится из организма в процессе пищеварения. Этот способ питания характерен для большинства животных, включая человека.

В зависимости от пищевых привычек животных также можно разделить на следующие группы:


Тип питания (степень паразитизма) – способность микроорганизма извлекать питательные вещества для собственного роста и размножения из живого, ослабленного или погибшего организма-хозяина, для фитопатогена – растения-хозяина [2] .

Тип питания микроорганизма может быть сапрофитным или паразитическим. Паразиты, в свою очередь, делятся на некротрофов, биотрофов и гемибиотрофов.

Трофность

Сапротрофы – извлекают питательные вещества из имеющихся (готовых) мертвых тканей и являются сапрофитами [2] .

Некротрофы – паразиты, убивающие своими выделениями какой-либо участок растения, прежде, чем оккупировать его, то есть как и сапротрофы питаются содержимым мертвых клеток [2] .

Биотрофы – паразиты, извлекающие питательные вещества непосредственно из живых клеток растения-хозяина [2] .

Различия между сапротрофами, некротрофами и биотрофами заключаются в соотношении скоростей гибели зараженных тканей (некроза) иразвития паразита в растении.

На практике тип питания определяется достаточно просто. Если распространение некроза опережает распространение паразита, то тип питания – некротрофный. Если распространение паразита опережает некроз – питание биотрофное [2] .

При некротрофном паразитизме воздействие на клетки хозяина более грубое, чем при биотрофном. Некротрофный тип питания менее специализирован и скорее всего, является первичным. Эволюцию типов питания от сапротрофии к биотрофии прослеживают у почвообитающих грибов. В их числе обнаруживаются различные переходные виды [2] .

Гемибиотрофы – переходная форма между некротрофами и биотрофами. Это паразиты, имеющие смешанное питание. Первоначально они питаются биотрофно, а после гибели зараженной ткани, продолжают развиваться в ней, питаясь некротрофно [2] .

Примером гемибиотрофного микроорганизма является возбудитель парши яблони – гриб Venturia inaegualis. Первоначально данный патоген образует внутритканевый (эндофитный) мицелий между мезофиллом и эпидермисом, не повреждая клеток, то есть питается биотрофно. После гибели клеток Venturia inaegualis распространяется в них некротрофно, а после отмирания и опадения листьев продолжает питаться сапротрофно [1] [2] .

Тип питания - Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Тип питания - Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Четыре группы степени паразитизма

Автотрофы – организмы, способные создавать в процессе фотосинтеза органическое вещество. Паразитические микроорганизмы, как известно, к таким не относятся [3] .

Гетеротрофы – организмы не способные самостоятельно вырабатывать органическое вещество и питающиеся только за счет органики, создаваемой автотрофами и, находящиеся в определенной зависимости от них как от источника энергии. К таким организмам относятся грибы, все бактерии, фитоплазмы, вирусы [3] .

По способу использования органического вещества (типу питания) все гетеротрофы делят на четыре группы:

  • сапрофиты облигатные (сапротрофы) – организмы, питающиеся мертвыми растительными остатками или почвенным гумусом, на растениях развиваться не способны;
  • паразиты факультативные (условные) – организмы, в основном питающиеся сапротрофно, но обладающие способностью поражать ослабленные растения или их части;
  • сапрофиты факультативные – паразиты, обладающие способностью продолжать вегетативный рост и размножение на растительных остатках после гибели растения-хозяина;
  • паразиты облигатные – организмы, обладающие способностью извлекать питательные вещества только из клеток живого растения, после гибели растения переходят в покоящиеся формы или погибают [2][3] .

Такая классификация вытекает из соотношения сапротрофной и паразитической фаз в жизненном цикле микроорганизма.

На живом растении встречаются паразиты облигатные, сапротрофы факультативные и очень редко паразиты факультативные. На мертвом растении – сапротрофы облигатные и паразиты факультативные, редко – сапротрофы факультативные [2] .


Сапрофит облигатный – организм, питающийся мертвыми растительными остатками или почвенным гумусом, на растениях развиваться неспособен [2] .

Места обитания облигатных сапрофитов

Сапрофиты широко распространены в природе. Они встречаются в почве, воде, организмах животных и людей. На поверхности тел животных организмов и в их полостях облигатные сапрофиты находят необходимый питательный материал. В организме человека облигатные сапрофиты находят в огромном количестве. Здесь они населяют сообщающиеся с наружным воздухом полости. Большое количество сапрофитов присутствует в полости кишечника, во рту и других органах [1] .

С точки зрения фитопатологии облигатные сапрофиты безвредны для растительных организмов, поскольку питаются только мертвыми растениями или органическим веществом почвы [3] [2] .


Облигатный сапрофит – гриб рода Mucor


Культура на катофеле-декстрозном агаре [4] .

Эволюционная связь облигатных сапрофитов и паразитов

Вероятнее всего паразиты произошли от облигатных сапрофитов путем приспособления к условиям существования в живых организмах. Между сапрофитами и паразитическими организмами существует близкое родство. Любому паразитическому виду микробов соответствует более или менее обширная группа сапрофитных форм. Например, у туберкулезной палочки обнаруживается близкое родство с кислотоупорными сапрофитами, широко распространенными в почве, водной среде, на поверхности стеблей травянистых растений [1] .

Сапрофиты обычно не являются патогенами, но грань между ними и паразитами часто не четко очерчена. Встречаются микроорганизмы, ведущие сапрофитный образ жизни, но обладающие высокой патогенностью. Одновременно безвредные микроорганизмы, в определенных условиях приобретают патогенные свойства [1] .

Оставьте свой отзыв:

Отзывы:

Составитель: Григоровская П.И.

Последнее обновление: 13.04.21 15:35

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Перовский Б.И., гл. редактор, Большая медицинская энциклопедия. – 3 -е изд. – Москва: Советская энциклопедия, 1974—1989.— Т.1—30.

Дьяков Ю.Т., редактор, Фундаментальная фитопатология. – М.: КРАСАНДР, 2012 – 512 с.

Питиевые

Семейство Питиевые (Pythiaceae) – таксон объединяющий виды, занимающие промежуточное положение между водными сапротрофами порядка Сапролегниевые (Saprolegniales) и высокоспециализированными паразитами семейства Пероноспоровые (Peronosporaceae) [3] .

Питиевые

Питиевые - Pythium ultimum Trow.
Питиевые - Phytophthora infestans de Bary A.
Питиевые - Phytophthora capsici

Нажмите на фотографию для увеличения

Роды - представители семейства Питиевые

Морфология

Мицелий – многоядерный, способен к неограниченному росту в питательных субстратах. Это может быть почва или ткани растения-хозяина. На мицелии формируются органы полового и бесполого размножения [2] .

Зооспорангии, спорангии (органы бесполого размножения) – у водных и многих обитающих в почве видов представляют собой концы недифференцированных гиф, отделенных от остального мицелия перегородкой. Могут быть нитевидными, округлыми, лимоновидными. Содержат зооспоры, спорангиеспоры [2] .

Зооспорангиеносцы, конидиеносцы – развиваются у паразитических питиевых. Это особые выросты мицелия, выносящие зооспорангии на поверхность субстрата [2] .

Спорангиоспоры – споры бесполого размножения, образующиеся в спорангии. Лишены органов движения [3] .

Зооспоры – комочки протоплазмы, без оболочек, с двумя жгутиками [2] .

Оогонии (женские половые органы) – шарообразные выросты на мицелии [2] .

Антеридии (мужские половые органы) – нитевидные выросты на мицелии [2] .

Ооспора – округлая, с толстой оболочкой и большим запасом питательных веществ [2] .

Наиболее значимы с точки зрения фитопатологии род Питиум (Pythium) и род Фитофтора (Phytophthora) [1] .

Биология

Большинство видов семейства Pythiaceae по типу питания сапротрофы, некоторая часть – факультативные паразиты, способные нападать на ослабленные растения. В состав семейства входят водные, почвенные виды, паразиты высших растений [2] .

Водные виды

Экспериментально установлено, что виды питиевых по числу изолятов оказываются на одном из первых мест среди почвенных грибов [2] .

Образ жизни питиевых грибов разнообразен. Водные виды питаются в основном водорослями. В из числе присутствуют сапротрофные и паразитические виды. Они паразитируют на многих видах зеленых, красных, сине-зеленых водорослей. Данные паразиты малоспециализированы и могут развиваться в клетках водорослей различных классов и разделов. При искуственном заражении способны поражать высшие растения. Некоторые водные виды питиевых идентифицированы на живых и мертвых безпозвоночных животных. При паразитировании на водорослях мицелий основного числа питиевых грибов развивается в нутри клеток хозяев, вызывая их гибель. Некоторые виды развиваются в межклеточном пространстве и образуют гаустории, проникающие в клетки хозяина и служащие питательным органом. В последнем случае пораженные клетки долше остаются живыми [2] .

Почвообитающие виды

Почвообитающие виды семейства Питиевых Pythiaceae по типу питания ведут сапротрофный или паразитический образ жизни, большинство способны поражать подземные органы высших растений. Примитивные виды способны неопределенно долгое время находиться в почве в сапротрофном состоянии, питаясь растительными остатками. При появлении в почве корневой системы ослабленных растений, переходят к паразитизму. Чаще всего наблюдается поражение молодых растений. Их корни ещё не покрыты защитными покровами и восприимчивы к патогенам. Так же восприимчивы растения, ослабленные какими-либо неблагоприятными факторами. Пораженные питиевыми грибами корешки отмирают, растения отстают в росте и гибнут. Особенно активно питиевые развиваются в годы с холодной и влажной весной. В этих условия корневая система растений развивается медленно, а отдельные участки корней в переувлажненной почве отмирают. Мертвые клетки служат воротами инфекции. Поселяясь на отмерших участках, паразиты питаются и выделяют токсические вещества, убивающие прилегающие живые участки, продвигаясь по тканям хозяина. Подобные виды широко специализированы и способны поражать сотни видов высших растений из различных семейств [2] .

Высокоспециализированные паразиты высших растений

Высокоспециализированные паразиты высших растений семейства Питиевых Pythiaceae в отсутствии растений-хозяев находятся в почве в состоянии покоя, поскольку их вегетативный мицелий не способен выдерживать конкуренцию с почвенными сапротрофами и быстро гибнет. Некоторые поражают не только подземные, но и надземные части растений. Такие грибы питаются только живыми клетками растений-хозяев. Их мицелий развивается в межклеточниках, в клетки растений проникают гаустории. Зараженные клетки долгое время остаются жизнеспособными [2] .

Бесполое размножение

Органы бесполого размножения представлены зооспорангиями, в которых развиваются зооспоры. У паразитов высших растений развиваются зооспорангиеносцы. Водные, почвенные виды питиевых и паразиты высших растений отличаются способом освобождения зооспор. У водных и большинства почвенных видов наблюдается разрыв оболочки зооспорангия на вершине или сбоку. Его содержимое выходит наружу в форме пузыря, протоплазма которого разделена на отдельные участки, превращающиеся в зооспоры. Оболочка зооспорангия остается на мицелии. В водной среде зооспоры сразу попадают в благоприятные условия, где они активно двигаются и прорастают [2] .

Виды, поражающие надземные части растений, формируют зооспорангии на поверхности растений. Прорастание зооспорангиев делится на два этапа. Первоначально зооспорангии в целом виде отделяются от зооспорангиеносцев. Они имеют плотные оболочки и способны сохраняться вне капель воды. Зооспорангии разносятся ветром и брызками дождя [2] .

Выход зооспор возможен только в каплях воды и при пониженной температуре. После выхода из зооспорангия зооспоры проходят три этапа – движение, инцистирование, прорастание. Движение обеспецивает пара жгутиков. Обычно зооспоры движутся с потоком воды пассивно, но у многих паразитирующих на корнях высших растений видов наблюдается активное движение в сторону корней растений-хозяев, особенно пораженных. Зооспоры реагируют на выделение корнями аминокислоты или обладают электротаксисом. После периода движения зооспоры утрачивают жгутики, округляются и формируют тонкую оболочку – инцистируются. Следующий этам – прорастание ростковой трубочкой. При отсутсвии подходящего субстрата для внедрения зооспоры гибнут [2] .

Половое размножение

Органы полового размножения оогонии и антеридии образованы выростами мицелия. В процессе полового размножения кончик антеридия прикладывается к оогонию, их оболочки в месте соприкосновения растворяются и содержимое антеридия переливается в оогоний. После слияния двух ядер образуется диплоидная ооспора. Она способна сохраняться долгое время в покоящемся состоянии. У некоторых видов до 12 лет. Ооспора прорастает зооспорангием или ростовой трубкой [2] .

Многие виды питиевых гомоталличные – на одном и том же мицелии образуются антеридии и оогонии. Имеются и гетероталличные виды. У последних для успешного протекания полового процесса и образования ооспоры необходимо наличие контакта мицелия двух штаммов. Различают два изолята А1 и А2. В месте контакта мицелиев концик гифы одного изолята закручивается и утолщается, образуя антеридий. Контактирующая с антеридием гифа другого изолята прорастает через него и над антеридием формируется сферический оогоний. Антеридий таких видов формируется в виде воротничка, окружающего оогоний у шейки. Гетероталличные виды питиевых потенциально обоеполы. Их раздельнополость относительна. Контакт гиф разных типов спаривания только стимулирует мицелий к образованию половых органов противоположного пола [2] .

Распространение

Семейство Pythiaceae – широко распространены по всему миру. Встречаются в морской и пресной воде, в различных типах почв и на широком круге высших растений [3] .

Вредоносность

Семейство Pythiaceae – виды, паразитирующие на высших растениях, вызывают заболевания типа корнеед или корневые гнили. Коневой гнилью поражаются всходы сахарной свеклы, хлопчатника, люцерны, различных пород деревьев [4] [2] .

Читайте также: