2014年1月4日 星期六

異營性有機體的營養攝取 Nutrient Procurement in Heterotrophic Organisms

探索生命《生物學》141
Luciano Pavarotti sings "Che gelida manina"
1.     異營性機體無法從低能量的無機物,製造出身體需要的高能量化合物。然而,異營性有機體與所有生物一樣,需要高能量的化合物維持生理運作與成長。因此,異營性有機體必須攝取預先合成好的高能量營養物。
2.     異營性有機體可分為四類:不行光合作用的細菌nonphotosynthetic bacteria、原生生物protozoa、真菌fungi動物animals
3.     不行光合作用的細菌和真菌,缺少體內消化系統,主要靠著從環境吸收養分來進食,屬於吸收型異營性生物absorptive heterotrophs
4.     吸收型異營性生物通常若不是腐生性的saprophytic(靠攝取死掉的有機體物質為生),就是寄生性的parasitic(靠攝取活的有機體物質為生);
5.     另外一方面,動物和原生動物的主要模式為攝取大塊的食物,再予以消化。這類有機體為攝食型異營性生物ingestive heterotrophs
6.     動物和原生動物有可能是草食性的herbivores,吃綠色植物獲得高能量化合物,有些是肉食性的carnivores,有些是雜食性的omnivores,植物和動物都吃。
7.     不論異營性有機體是腐食性或寄生性,草食性、肉食性或雜食性,它們的能量原始來源都是綠色植物,由綠色植物利用太陽的輻射能合成營養物。
8.     「吸收型有機體」與「攝食型有機體」彼此的差異,與它們和綠色植物之間的差異一樣大,生物的多樣性,反映出生命為了適應環境,演化出三種攝取營養的模式—光合型、吸收型攝食型

Roberto Alagna "Che gelida manina" (La Boheme) 
所有異營性生物都需要大量食物提供的養分 All Heterotrophs Require Certain Nutrient in Bulk
9.     碳水化合物、脂質、蛋白質和水,是異營性生物的主要營養物。碳水化合物—葡萄醣與其他醣類—是主要的能量來源,提供有機體醣解作用glycolysis有氧呼吸所需的燃料。
10. 碳水化合物還有另一個非常重要的功能,它們提供碳骨架,作為合成新的有機分子所需的材料。
11. 有些異營性生物—其中包括數種細菌和真菌,與少數的原生動物—光靠攝取碳水化合物和礦物質,便能生長得很好,不需要蛋白質;因為它們跟植物一樣,能將「無機氮」與碳水化合物提供的「碳骨架」結合,製造出「胺基酸」。
12. 這些異營性生物—其中包括數種細菌和真菌,與少數的原生動物—也能為自己合成生命所需的其他化合物(蛋白質、脂質和胺基酸)。
13. 然而大部分的異營性生物,如果只攝取「碳水化合物」和「礦物質」是不夠的,動物無法自行合成許多生命必需的複合有機分子。
14. 大部分的動物特別需要「有機氮」(胺基酸和蛋白質),它們如果只攝取「碳水化合物」很快就會死亡,因此,動物必須吸收植物合成的大型營養化合物(含有胺基酸和蛋白質)。
15. 動物演化出許多特殊的適應特徵,像是身體結構、消化道與各種不同的進食方式,將從環境攝取的養分,作最有效的利用。
16. 最近十年,營養科學能精確地判斷出,飲食應當含有多少份量的脂質、蛋白質、碳水化合物、維他命,才能促進人體健康。
17. 人類的日常飲食必須含有足夠的熱量與充足的水、蛋白質、脂質、維他命、礦物質。如果攝取的熱量太低,身體儲存的蛋白質與脂肪會斷裂,以釋出能量供應身體;如果攝取的熱量太多,身體會過度肥胖。
18. 美國中產階級40~50%的熱量來自於碳水化合物,3540%的熱量來自於脂肪,15%的熱量來自於蛋白質。美國心臟協會建議,為了健康起見,我們日常飲食攝取的卡路里不應超過30%

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/Thegreenforks.comNature.commicrobiologyonline.org.ukdailymail.co.uk

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