Минерално хранене на растения и животни 1990 Green N, Stout W, Taylor D
9.12. Минерално хранене на растения и животни
Автотрофното хранене е не само синтезът на въглехидрати от CO2 и подходящ донор на водород, като вода, но и пълното задоволяване на всички нужди от други органични вещества, като протеини и нуклеинови киселини, поради прости неорганични вещества (нитрати, сулфати, фосфати и др.). Някои минерали също са необходими на хетеротрофните организми като съществена добавка към органичната храна. В повечето случаи са необходими едни и същи елементи, така че тук е по-удобно да разгледаме целия проблем на минералното хранене като цяло; това ще ни позволи да преодолеем празнината от автотрофното хранене (Глава 9) към хетеротрофното хранене (Глава 10).
Елементите, без които е невъзможен растежът и развитието на организма, се наричат основни елементи. Основните са въглерод, водород, кислород, азот, сяра, фосфор, калий, натрий, магнезий, калций и хлор. В допълнение, някои елементи (микроелементи) са необходими само в много малки количества (от порядъка на няколко части на милион). Всички организми се нуждаят от манган, желязо, кобалт, мед и цинк, а някои се нуждаят и от молибден, ванадий, хром и други тежки метали, както и от бор, силиций, флуор и йод в определени комбинации (виж таблица 5.1). Зелените растения получават всички необходими елементи от почвата, с изключение на въглерод, водород и кислород. Ще разгледаме механизма на усвояване на минералните соли в гл. 14.
Неорганичните микроелементи, необходими на хетеротрофните организми (животни и гъби), понякога се комбинират с витамини. Това се дължи на факта, че както витамините, така и микроелементите са необходими само в много малки количества и играят подобна роля в метаболитните процеси, като често действат като коензими. Витамините ще бъдат обсъдени в следващата глава. автотрофенОрганизмите синтезират нужните им витамини. Елементите, необходими в не толкова малки количества, се наричат макронутриенти. Липсата на някое от хранителните вещества причинява определено заболяване.
В табл. 9.10 са дадени като примери за някои от функциите на най-важните елементи. Както се вижда от таблицата, минералните елементи се абсорбират от растенията под формата на йони - или аниони (отрицателно заредени йони), или катиони (положително заредени йони). Това се отнася и за микроелементите, въпреки че техните йони не са посочени в таблицата.
Всички катиони могат да бъдат разделени на две големи групи, а именно йони на леки метали, чиято роля в клетъчния метаболизъм е свързана с тяхната висока мобилност, и йони на тежки метали, като желязо и мед, които обикновено са фиксирани в мембраните на митохондриите и хлоропластите. Животните не получават всички необходими елементи под формата на неорганични соли. Например, те получават по-голямата част от азота си, като ядат протеинови храни.
Географското разпределение на отделните елементи, особено микроелементите, е много неравномерно. Това е един от факторите, от които зависи разпространението на различни растения и следователно животни. За да бъде почвата плодородна, тя трябва да съдържа всички необходими микроелементи и освен това в определено съотношение. Вярно е, че са известни и изключения, когато растенията растат бурно дори в райони, силно замърсени с тежки метали, например на купища отпадъци или на места, където има находища на естествени минерали. Такива растения могат да бъдат отровни за тревопасните; обратно, те могат да бъдат многополезни за хората, тъй като ще помогнат за покриване и декориране на грозни преди това места.