წყალმცენარეების ჭამა ტიპიური მაგალითია იმისა, თუ როგორ იღებენ ენერგიას სიცოცხლისთვის. მაგალითად, მცენარეები იყენებენ მზის ენერგიას, ხოლო ცხოველები ჭამენ მცენარეებს, რომლებსაც სხვა მტაცებლები ჭამენ.
კვების ჯაჭვი არის თანმიმდევრობა, თუ ვინ ვის ჭამს ეკოსისტემაში (ბიოლოგიურ საზოგადოებაში), რათა შეიძინოს საკვები ნივთიერებები და ენერგია, რომელიც უზრუნველყოფს სიცოცხლეს.
ავტოტროფების ძირითადი მახასიათებლები
ავტოტროფები არიან ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც აწარმოებენ საკუთარ საკვებს (ორგანული წარმოშობის) მარტივი მოლეკულებისგან. არსებობს ავტოტროფების ორი ძირითადი ტიპი:
- ფოტოავტოტროფები (ფოტოსინთეზური ორგანიზმები), მაგალითად, მცენარეები, რომლებიც იყენებენ მზის ენერგიას მათ ორგანულ ნივთიერებებად - ნახშირწყლებად გადაქცევად ნახშირორჟანგიდან ფოტოსინთეზის შედეგად. ფოტოავტოტროფების სხვა მაგალითებია ციანობაქტერიები და წყალმცენარეები.
- ქიმიოავტოტროფები იძენენ ორგანულ ნაერთებს მეშვეობითქიმიური რეაქციები, რომლებიც მოიცავს გარკვეულ არაორგანულ ნაერთებს: ამიაკი, წყალბადის სულფიდი, წყალბადი.
ეს არის ავტოტროფები, რომლებიც განიხილება ჩვენი პლანეტის ნებისმიერი ეკოსისტემის საფუძვლად. ისინი მრავალი საკვები ქსელისა და ჯაჭვის ნაწილია და ენერგია, რომელიც მიიღება ქიმიოსინთეზის ან ფოტოსინთეზის დროს, მხარს უჭერს ეკოლოგიური სისტემების სხვა ორგანიზმებს.
წყალმცენარეების კვების ტიპზე საუბრისას აღვნიშნავთ, რომ ისინი ფოტოავტოტროფების ტიპიური წარმომადგენლები არიან. თუ ვსაუბრობთ ღირებულებაზე კვების ჯაჭვებში, მაშინ ავტოტროფებს უწოდებენ მწარმოებლებს ან მწარმოებლებს.
ჰეტეროტროფები
რა ახასიათებს ასეთ კვებით ჯაჭვს? წყალმცენარეები იყენებენ ქიმიურ ან მზის ენერგიას ნახშირორჟანგისგან საკუთარი საკვების (ნახშირწყლების) წარმოებისთვის. ჰეტეროტროფები მზის ენერგიის ნაცვლად იღებენ ენერგიას ქვეპროდუქტების ან სხვა ორგანიზმების გამოყენებით. მათი ტიპიური მაგალითებია სოკოები, ცხოველები, ბაქტერიები, ადამიანები. არსებობს ჰეტეროტროფების რამდენიმე ვარიანტი მრავალფეროვანი ეკოლოგიური ფუნქციით, მწერებიდან სოკოებამდე.
წყალმცენარეების კვება
წყალმცენარეები, როგორც ფოტოტროფული ორგანიზმები, შეიძლება არსებობდნენ მხოლოდ მზის შუქის, მინერალებისა და ორგანული ნაერთების თანდასწრებით. მათი მთავარი ჰაბიტატი წყალია.
არსებობს წყალმცენარეების თემები:
- პლანქტონური;
- ბენთური წყალმცენარეები;
- ადგილი;
- ნიადაგი;
- ცხელიწყაროები;
- თოვლი და ყინული;
- მარილიანი წყალი;
- ცაცხვის სუბსტრატში
მათი კვების სპეციფიკა მდგომარეობს იმაში, რომ ცხოველებისა და ბაქტერიებისგან განსხვავებით, ევოლუციის პროცესში წყალმცენარეებს განუვითარდათ უნარი გამოიყენონ სრულად დაჟანგული არაორგანული ნაერთები მათი კვებისათვის: წყალი და ნახშირორჟანგი..
წყალმცენარეები იკვებება მზის ენერგიით, რომელსაც თან ახლავს მოლეკულური ჟანგბადის გამოყოფა.
სინათლის ენერგიის გამოყენება წყალმცენარეებში რთული ბიოლოგიური სინთეზისთვის შესაძლებელია იმის გამო, რომ მცენარეებს აქვთ პიგმენტების კომპლექსი, რომლებიც შთანთქავენ სინათლეს. მათგან ქლოროფილს განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს.
მცენარეთა ნახშირბადის და მსუბუქი კვების პროცესს ფოტოსინთეზი ეწოდება. ზოგადად, წყალმცენარეების კვება შეესაბამება შემდეგ ქიმიურ განტოლებას:
CO2+12H2O=C6H2O6+6H2O+2815680 J
ყოველი 6 გრამი წყლისა და მჟავის მოლეკულაზე სინთეზირდება გლუკოზის ერთი გრამი მოლეკულა. პროცესის დროს გამოიყოფა 2815680 J ენერგია, წარმოიქმნება 6 გრამ მოლეკულა ჟანგბადი.
პროცესის ფუნქციაა სინათლის ენერგიის ბიოქიმიური გადაქცევა ქიმიურ ენერგიად.
მნიშვნელოვანი ქულები
კვების ჯაჭვის ყოველი ვერსია მთავრდება მტაცებლით ან სუპერმტაცებლით, ანუ არსებით, რომელსაც არ ჰყავს ბუნებრივი მტრები. მაგალითად, ეს არის ზვიგენი, ნიანგი, დათვი. მათ საკუთარი ეკოლოგიური სისტემების „ოსტატებს“უწოდებენ. თუ რომელიმე ორგანიზმი იღუპება, მას ჭამენ დეტრიტივორები (ჭიები, ვულკანები, კიბორჩხალები, ჰიენები). დანარჩენი იშლებაბაქტერიები და სოკოები (დამშლელები), ენერგიის გაცვლა გრძელდება.
წყალმცენარეების თალუსის მორფოლოგიური დიფერენციაციის სახეები
წყალმცენარეების კვებას თან ახლავს ენერგიის ნაკადი, მისი დაკარგვა დამახასიათებელია კვებითი ჯაჭვის თითოეული რგოლისთვის.
ერთუჯრედიანი ფლაგელატები ხასიათდებიან გარკვეული ორგანიზაციით. ამებოიდი თანდაყოლილია იმ სახეობებში, რომლებსაც არ აქვთ მკვრივი გარსი და იყენებენ ციტოპლაზმურ პროცესებს მოძრაობისთვის. პალმელოიდი წარმოიქმნება უჯრედებისგან, რომლებიც ჩაეფლო ტეტრასპორში (საერთო ლორწოს).
Cenobia არის ერთუჯრედიანი კოლონიები, რომლებშიც ფუნქციები იყოფა ინდივიდთა ჯგუფებს შორის.
ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების განყოფილება
მას აქვს დაახლოებით ორი ათასი სახეობა. ეს წყალმცენარეების უძველესი ჯგუფია, რომელთა ნაშთები გვხვდება პრეკამბრიულ საბადოებში. მათთვის დამახასიათებელია კვების ფოტოავტორული გზა. ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული წყალმცენარეების ეს ჯგუფია.
მათ შორის არის უჯრედული ფორმები. ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებში არ არის მკაფიო ბირთვი, მიტოქონდრია, წარმოქმნილი პლასტიდები და პიგმენტები განლაგებულია ლამელებში - სპეციალურ ფოტოსინთეზურ ფირფიტებში.
სპეციალური ფუნქციები
რეპროდუქცია ხორციელდება უჯრედის მარტივი გაყოფით ერთუჯრედიანი სახეობებისთვის, ძაფისებრი სახეობებისთვის - დედა ძაფის ფრაგმენტების წყალობით. მათ შეუძლიათ აზოტის დაფიქსირება, ამიტომ ისინი სახლდებიან ისეთ ადგილებში, სადაც პრაქტიკულად არ არის საკვები ნივთიერება. წყალმცენარეების კვების ეს გზა მათ საშუალებას აძლევს კომფორტულად იარსებონ კიდეცვულკანები მათი ამოფრქვევის შემდეგ.
მწვანე წყალმცენარეებს აქვთ ქლოროფილები "a" და "b". ასეთი ნაკრები გვხვდება უფრო მაღალ და ეგლენას მცენარეებში. მათ ასევე აქვთ დამატებითი პიგმენტების გარკვეული ნაკრები, მათ შორის ქსანტოფილები: ზეაქსანტინი, ლუტეინი.
მათ ახასიათებთ წყალმცენარეების კვების ფოტოაუტოტროფული ტიპი, რომელიც დაკავშირებულია ფოტოსინთეზთან მნიშვნელობისა და მასშტაბის თვალსაზრისით. სხვადასხვა განყოფილებაში არის სახეობები, რომლებსაც შეიძლება ეწოდოს მკაცრი ფოტოსინთეზი.
ქიმიური შემადგენლობის თავისებურებები
წყალმცენარეების კვება შეიძლება აიხსნას მათი ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით. ის ჰეტეროგენულია. მწვანე წყალმცენარეებში აღინიშნება ცილების მომატებული შემცველობა - 40-45%. მათ შორისაა ალანინი, ლეუპინი, ბიკარბოქსილის მჟავები, ალგინინი. 30%-მდე შეიცავს ნახშირწყლებს, 10%-მდე - ლიპიდებს. ფერფლი შეიცავს სპილენძს, თუთიას.
წყალმცენარეების კვება განუყოფლად არის დაკავშირებული მზის ენერგიასთან და ფოტოსინთეზთან. ამჟამად წყალმცენარეების მიმართ ინტერესი მნიშვნელოვნად გაიზარდა არა მხოლოდ როგორც საკვები ნივთიერებების წყაროს, არამედ როგორც შესანიშნავი ნედლეულის ბიოდიზელის წარმოებისთვის.
რელევანტურია მცენარეები ყავისფერი წყალმცენარეების მოსაყვანად, რომლებიც შემდეგ გადამუშავდება ეკოლოგიურად სუფთა ბიოდიზელის საწვავად.
წყალმცენარეები კოსმოსური კვლევის შეუცვლელი თანაშემწეები არიან. მათი დახმარებით ხომალდის ეკიპაჟი იღებს ჟანგბადს. ასეთი მიზნებისათვის შესაფერისია უმარტივესი წყალმცენარეები - ქლორელა, რომელიც ხასიათდება ფოტოსინთეზის მაღალი აქტივობით. ექსპერიმენტული წყალმცენარეები უკვე მოქმედებს როგორც ჩვენს ქვეყანაში, ასევე ევროპულშიშტატები.
როგორც ავტოტროფები, ასინთეზირებენ ორგანულ ნაერთებს არაორგანული ნივთიერებებისგან, ისინი მზის შუქს იყენებენ სწორი კვების მისაღებად. ეს ხდება ფოტოსინთეზის გზით - სერიოზული პროცესი, რომელიც შედგება ორი ფაზისგან: სინათლისა და ბნელის.
პირველი ფაზა დაკავშირებულია ქლოროფილის ქრომატოფორის გამოდევნასთან ელექტრონების სინათლის სხივებით, რომლებიც საჭიროა ზოგიერთი პროცესისთვის: ფოტოფოსფორილირება (გარდაქმნის ADP-ს ATP-ად), წყლის ფოტოლიზი (ჰიდროქსილის ჯგუფების გამოთავისუფლება), NADP-ის დაგროვება, ნახშირორჟანგი, წყალბადი.
ბნელი ფაზის დროს, ყველაფერი, რაც დაგროვდა დღის განმავლობაში, გამოიყენება კალვინის ციკლში. ბიოქიმიური რეაქციების პროდუქტია გლუკოზა, რომელიც წყალმცენარეების საკვებია.
