Головна ⇒ 📌Біологія ⇒ Обмін речовин у тварин

Обмін речовин у тварин

Тема

2 ПРОЦЕСИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТВАРИН

& 31. Обмін речовин у тварин

1. Що таке обмін речовин? Обмін речовин, або метаболізм, – це сукупність хімічних перетворень в організмах, що забезпечують їхню життєдіяльність.

Тварини здатні до зростання, розмноження, взаємодії із навколишнім середовищем саме завдяки обміну речовин. Обмін речовин складається із двох протилежно спрямованих процесів – розщеплення й побудови органічних речовин. Вони проходять одночасно в усіх живих організмах протягом усього життя. Хімічні реакції

в організмах відбуваються досить швидко. У хімічній промисловості, щоб прискорити реакції, підвищують температуру й тиск, а також використовують каталізатори.

У “живих реакторах” – клітинах – і тиск, і температура є невисокими, а реакції прискорюють спеціальні білки-каталізатори – ферменти.

2. Особливості обміну речовин у тварин. Ви вже знаєте (див. &2), що тварини є гетеротрофами й мають отримувати органічні речовини з навколишнього середовища. Органічні речовини – це складно побудовані молекули, основою яких є ланцюжки з поєднаних атомів Карбону. Їх утворюють автотрофи, насамперед рослини

(рис. 31.1). На це витрачається енергія, яку рослини отримують із сонячного світла. Частина цієї енергії накопичена в органічних речовинах, як в акумуляторах.

Рис. 31.1. Обмін речовин між автотрофами й гетеротрофами

Рис. 31.2. Більшість тварин, які активно переміщуються у вільному середовищі, як-от ці молоді павіани (угорі), – аероби. Деякі паразити, наприклад, котяча двоустка (унизу), якою можна заразитися через недостатньо оброблену рибу, – анаероби

Гетеротрофи споживають органічні речовини, які виробили автотрофи. Тварини отримують із цих речовин, по-перше, енергію для життєдіяльності, по-друге, матеріал для побудови власного тіла.

Під час утворення органічних речовин з неорганічних рослини виділяють у навколишнє середовище кисень. Більшості тварин цей кисень потрібний для того, щоб вивільнити енергію, накопичену в органічних речовинах. Це – аеробні тварини. Деякі групи, наприклад, внутрішні паразити, мешкають в умовах відсутності кисню. Це – анаеробні організми (рис. 31.2). Дорослі аскариди (рис. 9.6, с. 39)є анаеробами, а їхні яйця – аероби. Саме тому, аби яйце аскариди могло заражати нового хазяїна, воно має певний час перебувати на відкритому повітрі. Для анаеробів кисень навіть може бути отрутою. Тому з аскаридами іноді борються, закачуючи кисень у кишківник.

3. Куди витрачається енергія, отримана із середовища? На рисунку 31.3 стрілками схематично показані потоки енергії, що йдуть через організм тварини.

Енергія, що отримана з їжею, витрачається на життєдіяльність організму: рух, роботу всіх його систем тощо. Крім того, за рахунок цієї енергії тварина будує власні речовини. Як матеріал вона застосовує органічні речовини їжі, що розщеплені не повністю. Ці витрати енергії показано (рис. 31.3) жовтогарячими стрілками.

Рис. 31.3. Витрати енергії, яку організм тварини отримує з їжею

Однак використати для потреб організму всю отриману з їжею енергію неможливо. Її частина неминуче втратиться. Більше того: будь-яке перетворення енергії супроводжується її втратами. Потоки енергії, яка втрачається для організму, зображені червоними стрілками.

4. Підтримування температури тіла. Будь-який організм розігрівається внаслідок обміну речовин і процесів життєдіяльності. Кількість тепла зростає, коли тварина активно рухається: згадайте, вам стає жарко під час інтенсивних рухів.

Усіх тварин поділяють на дві групи. Теплокровні тварини (птахи і ссавці) підтримують постійну температуру свого тіла. На це вони витрачають частину отриманої з їжі енергії (рис. 31.4). Холоднокровні тварини не витрачають енергію на підтримання температури тіла. Відмінність теплокровних тварин від холоднокровних полягає не в температурі крові (рис. 31.5), а в можливості забезпечувати її сталість.

Що робить горобець, коли йому холодно?

Він настовбурчує пір’я, намагається втягнути в себе голову, лапи й тремтить (рис. 31.6).

У такий спосіб зменшується тепловіддача, а робота м’язів (дрижання) сприяє додатковому виробленню тепла. А що робите ви, коли змерзли? А собака, якому спекотно?

Холоднокровні тварини також можуть розігріватися завдяки рухам. Утім, вони роблять це лише тоді, коли виникає необхідність, як-от пітони, що за потреби розігрівають кладку яєць (рис. 31.7, с. 126).

5. “Вузол”, що пов’язує всю життєдіяльність. Обмін речовин поєднує всі процеси, що проходять у живих організмах, у тому числі й тваринах. Поглинання поживних речовин відбувається в процесі живлення, а їх переробка – під час травлення.

Рис. 31.4. Пара, що виходить із рота цього шпака, свідчить про те, що птахи – теплокровні тварини

Рис. 31.5. Температура крові цієї пустельної ящірки, яка гріється на сонці, перевищує 40 °С

Рис. 31.6. Горобець, що настовбурчив пір’я за низької температури повітря

Рис. 31.7. Сітчастий пітон зігріває кладку яєць завдяки ритмічним скороченням м’язів

Отримання кисню відбувається під час газообміну між тілом і середовищем через покриви або завдяки дихальній системі. Під час обміну речовин можуть утворюватися речовини, від яких організму необхідно звільнитися. Вони виводяться завдяки видільній і деяким іншим системам організму. Переміщення речовин по тілу здійснює транспортна система. Тобто рухи, поведінка, усі внутрішні й зовнішні прояви активності організму тварини – наслідки обміну речовин!

Завдяки обміну речовин тварини отримують органічні речовини, які використовують для побудови власного тіла та як джерело енергії для життєдіяльності, зростання, розвитку тощо. За здатністю до підтримання постійної температури тіла всі тварини поділяються на теплокровних і холоднокровних.

Обмін речовин; аероби й анаероби; теплокровні й холоднокровні тварини.

1. Якими саме речовинами тварини обмінюються із середовищем?

2. Назвіть основні шляхи перетворення енергії в організмі тварин.

3. Поясніть основні відмінності тварин як гетеротрофних організмів від автотрофів та інших гетеротрофів.

4. Назвіть способи, завдяки яким організм теплокровних тварин може розігрітися або охолодитися.

6. Теплокровні, які знижують температуру тіла. У природі існують теплокровні тварини (більшість із них – дрібні), які за несприятливих умов впадають у сплячку. До таких тварин належать, наприклад, кажани. Ці тварини впадають у зимову сплячку, а літньої пори вдень знижують температуру тіла, щоб дочекатися ночі, коли вони живляться (рис. 31.8). Під час зимового заціпеніння температура їхнього тіла знижується аж до температури навколишнього середовища, всі прояви життя суттєво уповільнюються: серце робить лише декілька ударів за хвилину, дихання майже відсутнє тощо.

На відміну від кажанів, колібрі (рис. 25.10, с. 102) живляться вдень. Тому вони перебувають в заціпенілому стані зі зниженням температури тіла вночі.