Dodaj do listy

Przystosowanie organizmów do zdobywania i trawienia pokarmu

Wstęp

Na trawienie składa się szereg skomplikowanych procesów zarówno fizycznych jak i chemicznych. Trawienie ma na celu rozkład złożonych składników pokarmowych na proste związki organiczne, które mogą zostać przez organizm wchłonięte i wykorzystane do różnych procesów metabolicznych oraz budulcowych.

Trawienie jest czynnością skomplikowaną i wieloetapową. Są w nie zaangażowane różne odcinki przewodu pokarmowego. Pokarm ulega najpierw wstępnej obróbce, polegającej na jego rozdrobnieniu, zwilżeniu, zmiękczeniu oraz roztarciu. Następnie ulega rozkładowi chemicznemu. W ten etap trawienia zaangażowane są enzymy Enzymy białkowe biokatalizatory, zwiększające szybkość reakcji biochemicznych na drodze specyficznej aktywacji substratów. Enzymy obniżają energię aktywacji reakcji chemicznych i w efekcie zwiększają... Czytaj dalej Słownik biologiczny hydrolityczne, wydzielane przez gruczoły trawienne oraz przez część bakterii zamieszkujących przewód pokarmowy. Powstałe w rezultacie proste związki organiczne mogą zostać wchłonięte w kosmkach jelita cienkiego. Niestrawione resztki pokarmu są usuwane z organizmu w postaci kału.

U wyższych kręgowców, w tym u człowieka początek obróbki chemicznej pokarmu ma miejsce już w jamie ustnej. Następuje tam wstępny rozkład polisacharydów. Na terenie żołądka zachodzi wstępna hydroliza białek oraz tłuszczów. Końcowe etapy trawienia mają miejsce w jelicie cienkim. Zachodzą z udziałem enzymów hydrolitycznych znajdujących się w sokach wydzielanych przez trzustkę, a także w żółci, produkowanej przez wątrobę. Produktami trawienia białek są aminokwasy, polisacharydów-cukry proste, a lipidów-glicerol oraz kwasy tłuszczowe. Substancje te wchłaniane są w jelicie cienkim.

Trawienie u różnych organizmów

  1. Pierwotniaki

Wśród pierwotniaków istnieją zarówno organizmy samożywne jak i cudzożywne. Organizmami samożywnymi są na przykład wiciowce roślinne, a cudzożywnymi-wiciowce zwierzęce, czy orzęski. Istnieją też pierwotniaki miksotroficzne, takie jak na przykład euglena, która ma możliwość przeprowadzania fotosyntezy, lecz jeśli znajduje się w środowisku zasobnym w materię organiczną, przechodzi na cudzożywny tryb życia. Pobieranie cząstek pokarmowych może zachodzić na dwa sposoby:

    • Drobne związki organiczne mogą być pobierane na drodze zwykłej dyfuzji
    • Większe cząstki pokarmowe transportowane są przez błonę na drodze fagocytozy. Jeśli błona cytoplazmatyczna jest cienka i mało skomplikowana, fagocytoza Fagocytoza rodzaj endocytozy polegającej na:
      pobraniu z otaczającego środowiska stosunkowo dużych ciał organicznych (komórki lub ich fragmenty) oraz cząsteczek nieorganicznych (np. pył węglowy, azbestowy,...
      Czytaj dalej Słownik biologiczny
      może zajść w dowolnym miejscu na powierzchni komórki. Jednak u niektórych pierwotniaków, plazmalemma jest gruba i skomplikowana, wówczas fagocytoza zachodzi tylko w obrębie obszaru, zwanego cytostomem.

Cząstki pokarmowe, pobierane inaczej niż na drodze dyfuzji muszą ulec strawieniu. Odbywa się to wewnątrz wodniczek trawiennych, do których przyłączają się lizosomy, będące pęcherzykowatymi strukturami produkującymi enzymy hydrolityczne.

Niestrawione resztki pokarmowe są usuwane poza komórkę. Jeśli błona cytoplazmatyczna jest cienka, może to zajść w dowolnym miejscu na powierzchni komórki. Jeśli jest ona gruba i ma skomplikowaną strukturę, zachodzi to w pewnym stałym miejscu, zwanym cytopyge.

Pierwotniaki, jako materiał zapasowy gromadzą przede wszystkim paramylon oraz tłuszcze.

  1. Jamochłony

Jamochłony to organizmy wyłącznie morskie. Budowa ich ciała jest bardzo prymitywna. Do jamy chłonąco-trawiącej prowadzi tylko jeden otwór, otoczony wieńcem czułków. Czułki służą do chwytania pokarmu. Ich pokarm stanowią drobne organizmy wodne, które są zabijane, lub paraliżowane za pomocą wydzieliny komórek parzydełkowych. Pokarm jest następnie przez czułki kierowany do otworu gębowego, przez który wędruje do jamy chłonąco-trawiącej. Gastroderma, pokrywająca wnętrze jamy zawiera między innymi komórki gruczołowe. Wydzielają one enzymy trawienne. Trawienie wstępne zachodzi w jamie chłonąco-trawiącej. Dalsze trawienie odbywa się w komórkach. Niestrawione resztki pokarmowe usuwane są przez otwór gębowy.

  1. Płazińce

Wolno żyjące płazińce, do których należą na przykład wypławki, trawienie swojej ofiary zaczynają, zanim trafi ona do wnętrza ich ciała. Ich silnie umięśniona gardziel, do której uchodzą enzymy trawienne, może być bowiem wynicowana na zewnątrz ciała. Częściowo strawiony pokarm trafia do jelita. Jelito Jelito odcinek przewodu pokarmowego rozpoczynający się od odźwiernika żołądka, a kończący się odbytem. Wyróżnia się dwie części: jelito cienkie i grube. U wyższych kręgowców jelito cienkie podzielone jest... Czytaj dalej Słownik biologiczny wyściela nabłonek, którego komórki wydzielają enzymy trawienne. Następnie, częściowo strawiony pokarm na drodze fagocytozy trafia do komórek nabłonka jelitowego, gdzie proces trawienia zostaje dokończony. Ponieważ wypławki nie mają otworu gębowego, niestrawione resztki usuwane są przez otwór gębowy.

Istnieją też pasożytnicze gatunki płazińców. Do tej grupy należy na przykład tasiemiec. Tasiemiec żyje w jelicie cienkim swojego żywiciela. Odżywia się, wchłaniając całą powierzchnią ciała, strawiony przez żywiciela pokarm. W związku z tym, tasiemce pozbawione są układu pokarmowego.

  1. Pierścienice.

Pierścienice to segmentowane robaki. Ich ciało zbudowane jest z szeregu pierścieni. Związane są z wodą, lub bardzo wilgotnym środowiskiem. Wymiana gazowa zachodzi u nich całą powierzchnią ciała. Ich układ pokarmowy jest drożny, to znaczy ma gębę i odbyt. Jelito ciągnie się przez całą długość ich ciała, przechodząc przez kolejne pierścienie.

Dżdżownice, należące do skąposzczetów żyją w wilgotnych glebach. Ich ciało składa się z około 100 segmentów. Na pierwszym segmencie znajduje się otwór gębowy, a na ostatnim-odbytowy. Dżdżownice wyjadają tunele w glebie. Porcja gleby, zawierająca rozkładające się resztki roślin przechodzi przez umięśnioną gardziel Gardziel początkowy odcinek układu pokarmowego, w którym mogą występować narządy rozdrabniające pokarm i narządy smakowe. U strunowców gardziel jest wspólną częścią układu pokarmowego i oddechowego.
...
Czytaj dalej Słownik biologiczny
i przełyk, a następnie trafia do dwuczęściowego żołądka. Pierwsza część ma cienkie ściany i służy do gromadzenia pokarmu. Druga część ma ścianki silnie umięśnione i tam pokarm jest rozdrabniany. Pozostałą część przewodu pokarmowego stanowi jelito, gdzie następuje trawienie oraz wchłanianie pokarmu. Powierzchnia jelita zawiera po stronie grzbietowej wpuklenie, zwiększające jego powierzchnię. Przewód pokarmowy zakończony jest odbytem.

Pijawki zamieszkują na ogół wody słodkie. Część z nich to drapieżniki, polujące na drobne bezkręgowce. Jednak przeważająca większość pijawek to pasożyty zewnętrzne, żywiące się krwią, najczęściej kręgowców. Na obu końcach ich ciała znajduje się potężna przyssawka. Pijawki przyczepiają się do skóry żywiciela, przecinają ją i ssą krew. Krew przechowują w wolu, który jest częścią przewodu pokarmowego. W wolu są gruczoły, które wydzielają hirudynę. Jest to substancja zapobiegająca krzepnięciu krwi. Dzięki temu, mogą przechowywać krew przez długi czas.

  1. Stawonogi

Podobnie jak pierścienice mają segmentowane ciało. Przystosowane są do pobierania różnego rodzaju pokarmu, co przejawia się w różnorodności ich aparatów gębowych. Aparaty gębowe są przekształconymi odnóżami.

  • Pajęczaki są drapieżnikami polującymi na inne stawonogi, między innymi owady. Odnóża pierwszej pary, zwane szczękoczułkami są haczykowato zagięte. Służą do przebijania ciała ofiary i wysysania krwi. U niektórych pająków występują szczękoczułki zawierające jad. Druga para odnóży służy do przytrzymywania i rozgryzania ofiary. Może też spełniać funkcję zmysłową.
  • Skorupiaki należą do konsumentów I rzędu. Odżywiają się glonami oraz szczątkami organicznymi. Żuwaczki, czyli trzecia para ich odnóży położone są po obu stronach otworu gębowego. Służą do gryzienia i rozdrabniania pokarmu. Za żuwaczkami leżą pierwsza i druga para szczęk, które służą do obracania i przetrzymywania kęsów pokarmu.
  • Owady: ich aparaty gębowe mają skomplikowaną budowę i mogą być wyspecjalizowane do różnych sposobów pobierania pokarmu, takich jak kłucie, gryzienie, ssanie, lub lizanie.
  1. Mięczaki

Ich układ pokarmowy ma formę przewodu. Składa się z gęby, jamy gębowej, przełyku, żołądka, jelita i odbytu. Na dnie jamy gębowej występuje tarka, czyli radula. Może być wysuwana na zewnątrz i służy do zeskrobywania pokarmu z podłoża. Może też służyć do wywiercania otworów w muszli innego zwierzęcia, lub odłamywania kawałków roślin. Tarka nie występuje u małżów.

Przewód pokarmowy ślimaków w wyniku torsji wygina się w kształcie litery U. Odbyt u ślimaków znajduje się ponad głową.

Małże są filtratorami i wychwytują cząstki pokarmu z wody. Woda przepływa przez skrzela, osadzając cząstki pokarmowe na warstwie śluzu wydzielanego przez skrzela. Rzęski napędzają je w kierunku gęby. Przy takim sposobie odżywiania tarka nie jest małżom potrzebna.

Głowonogi prowadzą aktywne życie drapieżników. Wokół otworu gębowego znajdują się ramiona, pokryte licznymi przyssawkami, które służą do chwytania i przetrzymywania zdobyczy. Oprócz tarki mają silny dziób, zbudowany z substancji rogowej. Służy on do zabijania i rozrywania ofiary na kawałki.

  1. Ryby

Przewód pokarmowy ryb zaczyna się otworem gębowym. Długa gardziel prowadzi do żołądka, który jest wygięty na kształt litery J. Krótkie i proste jelito prowadzi do kloaki. Do jelita dopływają soki trawienne produkowane przez wątrobę i trzustkę.

  1. Płazy

Mają homodontyczne zęby. Pokarm zdobywają, wyrzucając język do przodu. Żywią się drobnymi bezkręgowcami. Przystosowaniem do lądowego trybu życia jest obecność gruczołów ślinowych.

  1. Gady.

W większości są organizmami mięsożernymi. Gatunki roślinożerne występują tylko wśród żółwi oraz jaszczurek. Mają silne, zazwyczaj pięciopalczaste nogi, pozwalające im szybko biegać i wspinać się. Ich narządy zmysłów są silnie rozwinięte, co powala im na szybkie zlokalizowanie ofiary. Cechy te zapewniają gadom skuteczność w polowaniu.

U węży występuje ruchome połączenie szczęk. Pozwala im to połykać ofiary, których rozmiary znacznie przekraczają średnicę ciała węża. Dysponują rozwidlonym językiem, który może być błyskawicznie wysuwany i wsuwany. Niektóre żmije oraz węże boa posiadają dodatkowy zmysł pozwalający im identyfikować ciała, które są cieplejsze niż podłoże. Pozwala im to lokalizować i chwytać w nocy drobne ssaki. Pytony oraz boa dusiciele owijają się wokół ofiary i w ten sposób ją zabijają. Inne węże wyposażone są w zęby jadowe. Wąż gryzie ofiarę, a trucizna spływa kanalikiem zęba i dostaje się do jej ciała.

  1. Ptaki

Ptaki mają duże zapotrzebowanie na pokarm, co wynika z tego, że maja bardzo szybką przemianę materii. Ptaki bardzo często pobierają pokarm, ale nie magazynują go w postaci tłuszczu. Wiele gatunków żywi się nasionami i owocami. Niektóre jedzą bezkręgowce, takie jak robaki, mięczaki, lub stawonogi. Ptaki śpiewające odżywiają się głównie owadami. Sowy oraz inne ptaki drapieżne odżywiają się mięsem drobnych ssaków, takich jak gryzonie, lub króliki. Dla sępów pokarmem jest padlina. Pelikany, mewy, rybitwy i zimorodki polują na ryby. Kuraki jedzą zielone części roślin. W zależności od rodzaju pobieranego pokarmu, dzioby ptaków mają bardzo różnorodne kształty. U wielu ptaków występuje tak zwane wole. Jest to duży worek, znajdujący się za przełykiem. Jest to czasowy magazyn pokarmu. Żołądek ptaków jest dwuczęściowy. W części gruczołowej wydzielane są enzymy trawienne, a w części mięśniowej pokarm ulega roztarciu. Ptaki często połykają drobne kamienie, które wspomagają rozcieranie pokarmu. Ptaki nie posiadają zębów.

  1. Ssaki

Układ pokarmowy ssaków składa się z takich odcinków jak jama ustna, gardło, przełyk, żołądek, jelito cienkie i grube oraz odbyt. Ponadto w obrębie układu pokarmowego są dwa duże gruczoły: trzustka i wątroba. W jamie ustne, znajduje się język oraz zęby. Zęby ssaków zróżnicowane są na kły, siekacze, zęby trzonowe i przedtrzonowe. Język i zęby biorą udział w pobieraniu i mechanicznej obróbce pokarmu. W jamie ustnej pokarm zostaje ponadto zwilżony i uformowany w kęsy. W jamie ustnej mają ujście ślinianki. Ślina zmiękcza pokarm. Zawiera ponadto amylazy, które wstępnie rozkładają wielocukry do maltozy. Gardło jest wspólnym odcinkiem dla układu pokarmowego i oddechowego. Gardło z żołądkiem łączy długa rura przełyku. Skurcze mięśni przełyku wzbudzają ruchy perystaltyczne, dzięki którym kęs jest aktywnie transportowany do żołądka. Żołądek jest rozszerzeniem przewodu pokarmowego. Pokarm zatrzymuje się w nim na dłuższy czas. Żołądek u ssaków może być jednokomorowy lub wielokomorowy. Żołądek wielokomorowy występuje u przeżuwaczy. Odczyn środowiska w żołądku jest silnie kwaśny, występuje tam bowiem kwas solny. Kwas solny zabija drobnoustroje, jakie dostały się z pokarmem do organizmu, a ponadto częściowo denaturuje białko. Jego rola polega też na aktywacji wielu enzymów. Enzymy trawienne występujące w żołądku to:

  • Pepsyna, która rozbija cząsteczkę białka do wielkocząsteczkowych peptydów
  • Podpuszczka, która ścina kazeinę, czyli białko zawarte w mleku
  • Lipazy, które rozkładają tłuszcze

Jelito ssaków to długa cewa, biegnąca od żołądka do odbytu. Jelito ssaków roślinożernych jest znacznie dłuższe niż u mięsożernych. Pokarm roślinny jest bowiem ciężkostrawny. Jelito składa się z dwóch odcinków: jelita cienkiego oraz grubego. W jelicie cienkim ma miejsce trawienie i wchłanianie pokarmu. Przedni odcinek jelita cienkiego to dwunastnica. Uchodzą do niej przewody trzustki i wątroby. W jelicie cienkim następuje ostateczny rozkład pokarmu, do prostych związków organicznych, takich jak aminokwasy, monocukry, glicerol Glicerol gliceryna - alkohol trójwodorotlenowy zawierający trzy atomy węgla. Nazwa systematyczna: propanotriol. Estry glicerolu i wyższych kwasów tłuszczowych to tłuszcze właściwe, a gdy jedna z grup hydroksylowych... Czytaj dalej Słownik biologiczny i kwasy tłuszczowe. W jelicie cienkim następuje też intensywne wchłanianie. Śluzówka jelita tworzy liczne wpuklenia, zwane kosmkami jelitowymi. Ich obecność w istotny sposób zwiększa powierzchnię chłonną jelita. Kosmki jelitowe są bogato unaczynione. Substancje pokarmowe dostają się w ten sposób do krwi. Niestrawione resztki pokarmowe są, dzięki ruchom perystaltycznym jelita, przesuwane w kierunku jelita grubego.

Trzustka wydziela enzymy trawienne, a ponadto hormony: glukagon Glukagon hormon zwierzęcy wytwarzany przez komórki a wysepek Langerhansa trzustki. Powoduje wzrost poziomu glukozy we krwi kosztem glikogenu zmagazynowanego w wątrobie (glikogenoliza). Ponadto wzmaga lipolizę... Czytaj dalej Słownik biologiczny i insulinę. Ph soku trzustkowego jest większe niż 7. W jego skład wchodzą takie enzymy jak:

  • Różne peptydazy, w tym trypsyna, które rozkładają polipeptydy do peptydów oraz aminokwasów.
  • Amylaza trzustkowa, która rozkłada skrobię do dwucukrów
  • Lipaza trzustkowa, rozkładająca tłuszcze

Wątroba produkuje żółć, która emulguje tłuszcze. Zwiększa to powierzchnię działania dla lipazy jelitowej. Wątroba spełnia też w organizmie ssaków szereg innych funkcji metabolicznych.

Jelito grube jest dużo krótsze niż cienkie. Kosmki jelitowe tu nie występują. Śluzówka jelita grubego wytwarza natomiast dużo śluzu. W jelicie grubym ssaków roślinożernych, zachodzą silne przemiany fizykochemiczne miazgi pokarmowej. W procesy trawienne, na terenie jelita grubego w znikomy sposób zaangażowane są enzymy hydrolityczne. W obróbce chemicznej biorą tu udział zamieszkujące jelito grube bakterie. U ssaków roślinożernych, dzięki bakteriom zamieszkującym ten odcinek przewodu pokarmowego, następuje trawienie pokarmu zasobnego w celulozę, który nie został strawiony we wcześniejszych odcinkach. W końcowych odcinkach jelita grubego następuje wchłanianie wody, zagęszczanie się miazgi pokarmowej i formowanie kału. Kał jest usuwany z organizmu w procesie zwanym defekacją. Ujście przewodu pokarmowego nazywamy odbytem.