Растения используют несколько типов питания, основным из которых является автотрофное питание, но также существуют и другие типы в зависимости от условий их жизни. Давай разберем это более детально.
1. Автотрофное питание
Это тип питания, при котором растения самостоятельно синтезируют органические вещества (углеводы, белки, жиры) из неорганических. Они используют для этого солнце, углекислый газ (CO₂) из атмосферы и воду (Н₂О) из почвы. Главным процессом, который позволяет растениям получать энергию и строить свои тела, является фотосинтез.
1.1. Фотосинтез
Фотосинтез — это химическая реакция, при которой энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию, которая затем используется для синтеза органических веществ (главным образом углеводов) из углекислого газа и воды. Этот процесс происходит в хлоропластах клеток растения, где содержится хлорофилл.
Уравнение фотосинтеза можно выразить так:
6CO2+6H2O+световаяэнергия⟶C6H12O6+6O26CO₂ + 6H₂O + световая энергия longrightarrow C₆H₁₂O₆ + 6O₂
(углекислый газ + вода + солнечная энергия = глюкоза + кислород).
Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз:
Световая фаза — происходящая в хлоропластах, где солнечная энергия используется для расщепления воды, выделения кислорода и образования молекул АТФ (аденозинтрифосфат), которые далее используются в темной фазе.
Темная фаза (цикл Кальвина) — в этой фазе с использованием молекул АТФ и НАДФН углекислый газ превращается в органические вещества, такие как глюкоза.
2. Гетеротрофное питание
Несмотря на то, что большинство растений автотрофы, существует несколько видов растений, которые не могут синтезировать все необходимые органические вещества сами и поэтому используют другие источники питания. Эти растения называются гетеротрофами.
2.1. Паразитические растения
Паразиты забирают готовые органические вещества от других растений, от которых они зависят. Они используют особые органы, называемые гаусториями, которые проникают в ткани других растений и поглощают воду и питательные вещества. Примеры:
Погремок (Rhinanthus),
Цикадовые растения (например, паразитическое растение под названием повилика).
2.2. Микоризные растения
Микориза — это симбиотические отношения между корнями растения и грибами. Грибы получают углеродные соединения от растения, а взамен помогают растению в поглощении минеральных веществ, таких как фосфор, азот и микроэлементы. Это взаимообогащающее сотрудничество, которое помогает растениям расти в условиях с ограниченным количеством питательных веществ в почве. Пример: сосна и грибы рода Amanita.
2.3. Сапрофитные растения
Сапрофиты — растения, которые питаются разлагающимися органическими веществами (мертвыми телами животных и растительности). Они не способны к фотосинтезу, и их организм питается распавшимися органическими веществами. Пример: вейники и некоторые виды орхидей.
3. Миксотрофное питание
Некоторые растения могут использовать оба типа питания: фотосинтезировать, но также забирать питательные вещества из других источников. Это называется миксотрофия.
3.1. Растения-хищники
Некоторые растения, такие как венерина мухоловка, непентесы, россянки и сарацении, способны ловить насекомых для получения азота и других питательных веществ. Эти растения продолжают проводить фотосинтез, но помимо этого они используют животный мир для дополнения своего питания в условиях бедных почв.
Венерина мухоловка ловит насекомых с помощью своих ловушек. После того как насекомое попадает в ловушку, растение переваривает его с помощью специальных ферментов.
Россянка покрыта клейкими волосками, которые привлекают насекомых. Когда насекомое прилипает, растение начинает выделять ферменты для его переваривания.
3.2. Растения, использующие углекислый газ из воды (гидрофиты)
Некоторые растения, растущие в водоемах, могут абсорбировать углекислый газ из воды, а не из воздуха. Хотя большинство растений получают углекислый газ из атмосферы, водные растения, такие как водяные лилии или рогозы, поглощают его непосредственно из воды.
4. Минеральное питание растений
Кроме углерода, водорода и кислорода, растения также нуждаются в минералах, таких как азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, а также микроэлементы, включая железо, медь, цинк и другие. Эти элементы они получают через корневую систему из почвы.
Азот необходим для синтеза аминокислот и белков.
Фосфор важен для образования ДНК, РНК и АТФ.
Калий регулирует водный баланс в клетках.
Растения могут использовать различные формы этих элементов, например, нитраты, фосфаты и сульфаты. Важность этих минералов лежит в их способности влиять на рост, развитие, цветение и урожайность растений.
Таким образом, растения могут быть автотрофами (фотосинтезируют и синтезируют все необходимые вещества сами), гетеротрофами (паразитируют или питаются разлагающимися органическими веществами) или миксотрофами (комбинируют фотосинтез с другими способами получения питания). Важнейшей особенностью всех этих процессов является способность растений адаптироваться к условиям своей среды и использовать доступные ресурсы для роста и развития.
