Uloge i tipovi prehrane u organizama

Poznato je kako zmije mogu s lakoćom progutati plijen opsega većeg od svojega tijela, a love ga iz zasjede ili aktivnim traženjem. Hrane se uglavnom žabama, gušterima, drugim zmijama, pticama i njihovim jajima, manjim sisavcima, ribama i kukcima te plijen progutaju u komadu.

Pogledaj videozapis i zaključi koje anatomske karakteristike im to omogućuju.

Hranjiva tvar ili nutrijent jest tvar kojom se svaki organizam koristi kako bi preživio, rastao i razmnožavao se. U hranjive tvari uključujemo ugljikohidrate, proteine (aminokiseline), lipide (glicerol i višemasne kiseline), vitamine, minerale i vodu. Organizmi hranjive tvari dobivaju iz različitih izvora koje sve zajedno zovemo hrana i njihov unos nužan je za opstanak organizma.

Klikni na pojedinu sliku u galeriji i saznaj više o hranjivim tvarima i njihovim izvorima.

Vitamini se mogu podijeliti na one topljive u vodi i na one topljive u mastima.

Prouči navedeni popis vitamina te njihov učinak na ljudsko zdravlje. Razmisli na koji bi se način odrazio manjak nekog vitamina na funkcioniranje ljudskog organizma i homeostazu.

Većina hranjivih tvari iskorištava se na staničnoj razini za različite metaboličke procese, pogotovo za stanično disanje kojim se osigurava energija za stanicu, odnosno za organizam i održava homeostaza. Energija kojom se organizmi mogu koristiti za rad u kemijskome je obliku.

Unos hranjivih tvari može predstavljati izazov za organizam ovisno o složenosti njegove građe.

Prouči galeriju i saznaj osnovne informacije o unosu hranjivih tvari jednostavno i složenije građenih organizama.

Sve organizme na Zemlji s obzirom na način prehrane možemo podijeliti na autotrofe i heterotrofe.

Autotrofni organizmi mogu nizom kemijskih procesa u svojim stanicama pretvarati različite tipove energije u kemijsku energiju i pohranjivati je u hranjive tvari (primarno ugljikohidrate). Prisjeti se kako nazivamo najpoznatiji primjer takvog procesa.

Heterotrofni organizmi energiju za svoje procese priskrbljuju hraneći se drugim organizmima, a to su životinje, većina gljiva i bakterija te neke biljke. Postoje različiti tipovi heterotrofa među kojima su predatori, saprofagi i paraziti. Predatori ubijaju drugi organizam i hrane se njime, a možemo ih podijeliti na mesojede, biljojede i svejede. Uglavnom ih nalazimo u carstvu životinja iako postoje i u carstvu biljaka (primjerice mesojedne biljke).

Pogledaj videozapise, prouči morfološke karakteristike predatora te saznaj koji organizmi pripadaju ovoj skupini.

Saprofagi se prehranjuju drugim uginulim organizmima i kao takvi imaju glavnu ulogu razlagača u prirodi.

Paraziti crpe hranjive tvari od organizma kojega napadaju. U svakome carstvu živoga svijeta postoje vrste koje su paraziti. 

Prouči galeriju i saznaj neke od predstavnika parazita u svakom carstvu.

Energetske potrebe organizama nije moguće uvijek zadovoljiti. U određenim promijenjenim uvjetima u njihovu okolišu (visoka i niska temperatura, dugo razdoblje suše i sl.). može doći do nestašice hrane. Tijelo tada može trošiti više energije nego što je dobiva hranjenjem. Kod životinja u tome slučaju dolazi do fiziološkoga stanja smanjene temperature tijela i usporenoga metabolizma, što nazivamo mirovanje ili torpor. U određenim slučajevima mirovanje može trajati tjednima i mjesecima.

Zimi dolazi do dugoga mirovanja koje nazivamo zimski san ili hibernacija. Klikni na pojedinu sliku u galeriji i saznaj koje životinje hiberniraju.

Ljeti neki organizmi ulaze u dugo mirovanje koje nazivamo ljetni san ili estivacija. Razmisli i zaključi koji bi mogli biti razlozi estivacije nekih organizama.

Energetske potrebe životinja nadmašuju potrebe svih drugih organizama zbog složene građe tijela i načina života. Među samim životinjama postoje razlike u potrebi za energijom. Veća tjelesna aktivnost u mesojednih predatora prilikom lova zahtijeva više energije nego hranjenje biljojeda, stoga među njima postoje razlike u količini unesene hrane. Postoje razlike i u načinima probave ovisno o tipu hrane koju životinja uzima. Razmisli i usmeno objasni imaju li biljojedi ili mesojedi složeniji probavni sustav.

Probavu u životinja možemo podijeliti na dva tipa: unutarstaničnu i izvanstaničnu.

Probavni sustav životinja prvi se put razvija u plošnjaka, a najbolje je uočljiv u virnjaka. Prisjeti se koji još organizmi pripadaju u koljeno plošnjaka.

Klikni na brojeve i saznaj od čega se sastoji probavilo virnjaka.

Usno/analni otvor služi za ulazak hrane i izlazak neprobavljenih tvari, stoga je njihovo probavilo neprohodno. Virnjaci ne posjeduju optjecajni sustav, stoga probavilo u njih zauzima veliku površinu tijela za upijanje hranjivih tvari.

Evolucijski napredak u odnosu na plošnjake primjećuje se u oblića. U njih se prvi put razvija prohodno probavilo.

Klikni na brojeve i zaključi koja je razlika između prohodnog probavila oblića i neprohodnog probavila virnjaka.

Probavilo oblića prolazi cijelim tijelom te oni, kao i virnjaci, ne posjeduju želudac. Probavilo je široko kako bi se hranjive tvari lakše razgradile. Sve skupine životinja koje su evoluirale nakon oblića imaju prohodno probavilo, uključujući i čovjeka.

U mekušaca prvi se put razaznaje širi dio probavila, organ koji nazivamo želudac. Unutar njega dolazi do većega stvaranja enzima i razgradnja se hrane dobrim dijelom usmjerava na taj organ. U mekušaca (primjerice puža) vidimo razlike među određenim dijelovima probavnoga sustava, što se dosada nije moglo uočiti.

Klikni na brojeve i saznaj koji su osnovni dijelovi probavnog sustava mekušaca.

Osim razvoja dijelova probavnoga sustava dolazi i do njegova uzastopnog povećanja (posebice crijeva), što omogućuje učinkovitiju razgradnju hrane jer se ona duže zadržava u probavilu.

U većine kralježnjaka crijevo se dijeli na dva osnovna dijela: tanko i debelo crijevo. U evoluciji probavnoga sustava dolazi do podjele uloga među njegovim dijelovima: prednji dio probavila služi za razgradnju hrane, tanko crijevo služi za upijanje hranjivih tvari, a debelo crijevo služi za izbacivanje neprobavljene hrane. Razgradnja hrane započinje u ustima, a najvećim dijelom završava unutar želudca.

Upijanje ili apsorpcija hranjivih tvari predstavljala je novi izazov. Nakon usavršavanja razgradnje hrane trebalo je povećati učinkovitost upijanja potrebnih hranjivih tvari, a to je omogućeno pojavljivanjem novih struktura koje su uzrokovale smanjenje omjera oplošja i volumena čime je omogućena značajno učinkovitija apsorpcija hranjivih tvari.

Probavni sustav biljojeda duži je nego u mesojeda jer je biljna hrana teže probavljiva i manje energetske vrijednosti. Tipične biljojede čine ovce, koze, goveda, žirafe i dr. Biljna hrana sadrži celulozu koje životinje ne mogu dobro razgraditi, stoga u biljojeda postoji velik broj mikroorganizama (najviše bakterija) u probavilu koje pomažu u probavi.

Klikni na brojeve i saznaj od kojih je dijelova sastavljen želudac biljojeda.

Njihov želudac podijeljen je na četiri komore: tri predželudca (burag, kapura i knjižavci) i pravi želudac (sirište). Hrana se u početku guta i odlazi u predželudce. U njima mikroorganizmi razgrađuju celulozu. Prvo se kruti dijelovi odjeljuju i vraćaju natrag u usta na dodatno žvakanje i usitnjavanje. Nakon toga hrana odlazi natrag u predželudac (knjižavce) gdje se dodatno usitni i prelazi u pravi želudac. U pravome želudcu daljnju razgradnju obavljaju enzimi. Taj proces nazivamo preživanje i dnevno traje do 10 sati, a životinje koje preživaju nazivaju se preživači.

Većina je biljaka autotrofna i biljke ugljikohidrate dobivaju procesom fotosinteze, stoga u njih ne nalazimo proces hranjenja. To ne znači da ne moraju uzimati ostale hranjive tvari, a unos se najviše odnosi na minerale, vodu i djelomice na aminokiseline. Stoga kod njih govorimo o mineralnoj prehrani.

Prijenos minerala odvija se s pomoću struje vode kroz tijelo biljke. Kao i voda, većina minerala u biljku ulazi preko korijena i to u ionskome obliku. Ugljik pak ulazi preko puči u obliku ugljikova (IV) oksida. Svi potrebni minerali bit će utrošeni u nastanak organskih molekula procesom zvanim asimilacija. Novonastalim organskim molekulama zatim će se kao izvorom hrane koristiti životinje.

Prehrana biljaka dušikom u potpunosti ovisi o ciklusu dušika, tj. o razlagačima koji obogaćuju tlo dušikovim spojevima. Biljke ne mogu uzimati dušik iz zraka. Problem može nastupiti kod biljaka koje žive u tlu gdje bakterije razlagači ne mogu preživjeti i nema dostupnoga dušika. Razmisli gdje se nalaze tla siromašna dušikom i ostalim mineralima.

Biljke s takvih područja dobivaju dušik iz drugih izvora: životinjskoga mesa. Takve biljke zovemo mesojedne. Normalno provode fotosintezu i smatraju se autotrofima.

Hranjive su tvari potrebne svakomu organizmu kao izvor energije kako bi se razvijao, rastao i razmnožavao se. Hranjive tvari čine ugljikohidrati, lipidi, proteini, voda, minerali i vitamini. U životinja razlikujemo probavu unutar stanica (unutarstanična) i izvan stanica (izvanstanična). Većina životinja ima izvanstaničnu probavu unutar probavnoga sustava. Glavne uloge probavnoga sustava jesu razgradnja hrane, upijanje hranjivih tvari i izbacivanje neprobavljene hrane. Biljke mogu same sebi stvarati hranu, a s pomoću vode iz tla i s pomoću korijena uzimati i potrebne minerale.