1 Запасные вещества в клетке

Во всех клетках находятся простые органические соеди­нения, играющие роль "строительных блоков", из которых синтезируются более крупные - макромолекулы. Макро­молекула — это гигантская молекула, построенная из многих повторяющихся единиц; следовательно, она представляет собой полимер, звенья которого называются мономерами. Существует три типа макромолекул: белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты. Мономерами для них служат соответственно амино­кислоты, моносахариды и нуклеотиды.

Белки. Белки - это сложные органические соединения, состо­ящие из углерода, водорода, кислорода и азота. В некоторых белках содержится еще и сера. Часть белков и образует ком­плексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк и медь. Молекулы белков - цепи, построенные из аминокислот, - очень велики; это макромолекулы, молеку­лярная масса которых колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Потенциальное разнообразие белков безгранично, поскольку каждому белку свойственна своя ами­нокислотная последовательность; генетически контролируемая, т.е. закодированная в ДНК клетки, вырабатывающей данный белок. Белков в клетках больше, чем каких бы то ни было других органических соединений; на их долю приходится свы­ше 50% общей сухой массы клетки. Они - важный компонент пищи животных и могут превращаться в животном организме как в жир, так и в углеводы. Большое разнообразие белков позволяет им выполнять в живом организме множество различ­ных функций, одна из которых питательная или запасающая функция. Ктаким белкам относятся резервные белки, являющиеся источником питания для развития плода, белки яйца (яичный альбумин) и основной белок молока (казеин). Ряд других белков используется в качестве источника для аминокислот.

Углеводы – вещества с общей формулой Сх(Н2О)у.

Полисахариды. Эти соединения играют, главным образом, роль резерва пищи и энергии, например, крахмал и гликоген ( в процессе окисления 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж), а также используются в качестве строительных материалов (например, целлюлоза). Полисахариды - это макромолекулы, с высокой молекулярной массой; несладкие; нерастворимые или плохо растворимые в воде; не кристаллизуются. Они удобны в качестве запасных веществ по ряду причин: большие размеры молекул делают их практически нерастворимыми в воде и, следовательно, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния; их цепи могут компактно сверты­ваться; при необходимости они могут легко быть превращены в сахара путем гидролиза.

Крахмал. Это полимер глюкозы. У растений крахмал слу­жит главным запасом "горючего", но его не бывает у животных, у которых его функцию выполняет гликоген. Молекулы крах­мала состоят из двух компонентов — амилозы и амилопектина. Линейные цепи амилозы, состоящие из нескольких тысяч остатков глюкозы, способны спирально свертываться и, таким образом, принимать более компактную форму. У разветвлен­ного полисахарида амилопектина компактность обеспечивается интенсивным ветвлением цепей. Амилопектин содержит при­мерно вдвое больше глюкозных остатков, чем амилоза.

Крахмал запасается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Их можно видеть в первую очередь в хлоропластах листьев, а также в органах, где запасаются пита­тельные вещества, например, в клубнях картофеля или семенах злаков и бобовых. Крахмальные зерна имеют слоистую струк­туру и у разных видов растений различаются как по форме, так и по размерам.

Гликоген. Это эквивалент крахмала, синтезируемый в животном организме, т.е. это тоже резервный полисахарид, построенный из остатков глюкозы; встречается гликоген и в клетках многих грибов. У позвоночных гликоген содержится, главным образом, в печени и в мышцах, иными словами, мес­тах высокой метаболической активности, где он служит источ­ником глюкозы, используемой в процессе дыхания. По своему строению гликоген весьма схож с амилопектином, но его цепи ветвятся еще сильнее. В клетках гликоген отлагается в виде крошечных гранул, которые обычно бывают связаны с гладкой эндоплазматической сетью.

Липиды – это органические вещества, которые можно извлечь из клеток органическими растворителями. Основная функция липидов – запасающая.

При окислении липидов выделяется больше энергии, чем при окислении равной массы углеводов (окисление 1 г липидов до СО, и Н2О освобождает 38,9 кДж). В организме животных, впадающих в спячку, накапливается перед спячкой избыточный жир. У позвоночных жир отлагается еще и под кожей, где он служит для теплоизоляции. Например, у китов, у которых он играет еще и другую роль, способствует плавучести. В растениях обычно накапливаются масла, а не жиры. Семена, плоды и хлоропласты часто весьма богаты мас­лами, а некоторые семена, как, например, семена сои и под­солнечника, служат сырьем для получения масла промышлен­ным способом. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для некоторых оби­тателей пустыни, в частности для верблюда; жир, запасаемый в его горбах, используется именно для этой цели.

2 Типы взаимоотношений между организмами

Многие организмы создают среду для организмов других видов или меняют условия их обитания. Такие связи между организмами называ­ются топическими. Например, де­ревья в лесу служат местом кормеж­ки и постройки гнезд для многих птиц; на их листьях живут тли и гусеницы, под корой — личинки жуков; на поверхности корней обита­ет особое сообщество грибов и бакте­рий. Задерживая часть солнечных лучей, влияя на температуру и влаж­ность, деревья меняют условия оби­тания травянистых растений. Все это — топические связи между де­ревьями и другими организмами.

Другой тип связей — трофичес­кие, или пищевые. Они возникают, когда одни организмы служат источ­ником пищи для других. Трофические связи существуют между деревом и многоножками-кивсяками, поедаю­щими его опавшую листву; между лисой и полевками; между лошадьми и жуками-навозниками.

По составу пищи всех гетеротрофов можно разделить на детритофагов (они питаются мертвым органи­ческим веществом) и потребителей живой добычи. Связи между послед­ними и их пищевыми объектами обозначаются как отношения «жерт­ва — эксплуататор». Сюда входят отношения между хищниками и их жертвами, между паразитами и хозя­евами, между травоядными животны­ми и растениями и т. п.

Особые отношения возникают между видами, которые используют одни и те же ресурсы (пищу, террито­рию, свет и т. п.). Эти отношения — межвидовая конкуренция. Виды-кон­куренты, создавая нехватку ресурсов, оказывают друг на друга угнетающее воздействие (вызывают снижение численности, замедление роста осо­бей и др.). В некоторых случаях разные виды непосредственно «меша­ют» друг другу. Например, некоторые растения выделяют в почву вещества, угнетающие рост растений других видов. Муравьи на своей охотничьей территории убивают муравьев других видов. Такие взаимоотношения назы­ваются интерференцией.