§ 6. Питание и пищеварение у животных

ЗНАЧЕНИЕ ПИТАНИЯ И ГЕТЕРОТРОФНЫЙ ТИП ЖИЗНИ

• Энергетический и строительный фундамент: Жизнедеятельность каждого животного непрерывно поддерживается притоком пищи. Органические вещества корма служат пластическим материалом для деления клеток, роста тканей, заживления повреждений и размножения, а также выступают главным источником химической энергии для мышечного движения, дыхания и работы внутренних органов.

• Гетеротрофное питание: Главное биологическое отличие царства Животные от мира зеленых растений заключается в гетеротрофном питании. Животные не содержат хлорофилла и не способны создавать сахара из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Они вынуждены потреблять готовые органические соединения, поедая растения, грибы, других животных или их отмершие органические остатки.

• Активная добыча корма: Большинство животных не пассивно ожидает поступления пищи, а активно разыскивает, преследует, захватывает и механически измельчает добычу, что стимулировало бурное эволюционное развитие органов чувств, нервной системы и средств нападения и защиты.

ПИТАНИЕ И ПИЩЕВАРЕНИЕ У ПРОСТЕЙШИХ И КИШЕЧНОПОЛОСТНЫХ

• Внутриклеточное пищеварение одноклеточных (на примере амёбы): Одноклеточные животные поглощают твердые микрочастицы целиком. Амёба обтекает добычу ложноножками, смыкает их и погружает частицу в цитоплазму путем фагоцитоза. Вокруг частицы смыкается мембранный пузырек — пищеварительная вакуоль. Из окружающей цитоплазмы в вакуоль поступают гидролитические ферменты, расщепляющие сложные биополимеры до простых растворимых молекул, которые всасываются в цитоплазму. Вакуоль с непереваренными твердыми шлаками подходит к клеточной мембране и опорожняется наружу в любой точке тела.

• Двухэтапное пищеварение кишечнополостных (гидры, медузы): У кишечнополостных впервые появляется внутренняя замкнутая кишечная полость, открывающаяся наружу единственным ротовым отверстием:
  • Внутриполостное пищеварение: пойманная щупальцами крупная добыча попадает в кишечную полость, где под действием едких пищеварительных соков, выделяемых железистыми клетками стенки, распадается на мелкие фрагменты и разжижается;
  • Внутриклеточное пищеварение: образовавшуюся полупереваренную кашицу захватывают жгутиковые и эпителиально-мускульные клетки внутренней выстилки, формируя пищеварительные вакуоли для окончательного расщепления внутри клеток;
  • Удаление отходов: поскольку анальное отверстие отсутствует, все непереваренные твердые остатки пищи выбрасываются наружу через то же самое ротовое отверстие.

СТРОЕНИЕ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ: ЗАМКНУТЫЕ И СКВОЗНЫЕ СИСТЕМЫ

• Архитектура пищеварительной трубки: У подавляющего большинства многоклеточных животных пищеварительный аппарат представляет собой протяженную полую трубку, начинающуюся ротовым отверстием и разделенную на три специализированных функциональных отдела:
  • Передний отдел: ротовая полость, глотка, пищевод и зоб; служит для захвата, механического дробления, смачивания слюной и временного резервного накопления пищи перед желудком;
  • Средний отдел: мускулистый желудок и средняя кишка; в стенках желудка пища тщательно перетирается и пропитывается соками желез, ферменты расщепляют сложные белки, жиры и углеводы, а в кишке мономеры всасываются в кровеносные сосуды или полостную жидкость;
  • Задний отдел: прямая (задняя) кишка и анальное отверстие; обеспечивает обратное всасывание воды и формирование плотных каловых масс (экскрементов) для вывода наружу.

• Замкнутая пищеварительная система (молочная планария): У плоских червей пищеварительный тракт слепо замкнут. Рот расположен на середине брюшной стороны тела и снабжен выдвижной мускулистой глоткой, проникающей в тело жертвы. Кишечник ветвится по всему телу, но не имеет анального отверстия. Переваренная пища расходится по ветвям кишки прямо к тканям, а непереваренные отходы выбрасываются обратно через ротовую глотку.

• Сквозная пищеварительная система (дождевой червь): У кольчатых червей пищеварительная трубка имеет сквозное строение. Она последовательно проходит через все кольца тела от ротового отверстия до терминального анального отверстия. Сквозной кишечник сформировал непрерывный «пищеварительный конвейер»: свежая пища продвигается только в одном направлении, поэтапно обрабатываясь в глотке, пищеводе, зобе, желудке и кишечнике без перемешивания со шлаками.

ПИЩЕВАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ЖИВОТНЫХ

• Растительноядные животные (фитофаги): Питаются разнообразными частями зеленых растений — сочными плодами, семенами, корой кустарников, молодыми побегами, листьями и древесиной (зайцы, грызуны, копытные, такие как сайгак или косуля). Растительная пища низкокалорийна и богата плотной целлюлозой, поэтому фитофаги обладают длинным кишечником и проводят за кормлением большую часть суток.

• Плотоядные животные (хищники): Питаются телами и тканями других животных (рыси, волки, хорьки, орлы, совы, щуки). Поскольку добыча спасается бегством и сопротивляется, хищники обладают острыми зубами, клыками, втягивающимися когтями, ядовитыми железами и превосходным зрением и слухом. Их потенциальные жертвы в процессе эволюции приобрели покровительственную защитную окраску, прочные панцири, защитные шипы или привычку прятаться в глубоких норах.

• Всеядные животные: Потребляют широкий рацион, поедая сочные побеги, корни, ягоды, орехи, насекомых, червей, моллюсков, мелких позвоночных и падаль (бурый медведь, енот-полоскун, дикий кабан). Всеядность дает колоссальное экологическое преимущество, позволяя без труда переключаться на сезонно доступный корм.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОЗВОНОЧНЫХ И ОСОБЕННОСТИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

• Пищеварительный тракт и крупные железы: У позвоночных животных (рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих) кишечная трубка сопряжена с крупными автономными железами:
  • Печень — непрерывно вырабатывает желчь, которая эмульгирует поступающие жиры (дробит их на микроскопические капли), облегчая воздействие ферментов;
  • Поджелудочная железа — выделяет сок, богатый активными ферментами для полного гидролитического расщепления белков, жиров и сложных сахаров.

• Дифференциация зубов млекопитающих: Челюсти млекопитающих вооружены специализированными зубами, разделенными по анатомическому положению и назначению:
  • Резцы — долотовидные передние зубы для захвата и откусывания порций корма (у бобров и белок резцы растут непрерывно всю жизнь);
  • Клыки — конические острые зубы для глубокого захвата, умерщвления и надежного удержания живой добычи (максимально развиты у хищных зверей);
  • Коренные зубы — массивные зубы с широкой бугорчатой или складчатой жевательной поверхностью для дробления и перетирания твердой пищи.

• Симбиотическое пищеварение жвачных животных (коровы, олени, овцы): Травоядные жвачные млекопитающие питаются труднопереваримой растительной массой. Трава обильно смачивается слюной и направляется в сложный желудок, состоящий из четырех сообщающихся камер: рубца, сетки, книжки и сычуга. В гигантском рубце обитают триллионы симбиотических бродильных бактерий и инфузорий. Они сбраживают грубую растительную клетчатку (целлюлозу), которую ферменты самого животного расщепить не в силах. По объему перерабатываемой клетчатки растительноядные млекопитающие являются абсолютными рекордсменами среди позвоночных планеты.