Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Питание 217
лым людям не нужен гистидин, хотя он, по-видимому, требуется всем другим изученным высшим животным (Rose, 1949). Особенно поражает то, что у рыб, многих насекомых и даже простейших потребности в незаменимых аминокислотах практически перекрываются (Тагг, 1958; Taylor, Medici, 1966).
Растения в отличие от животных синтезируют белки из неорганического азота (аммонийных солей или нитратов), а некоторые микробы могут использовать даже молекулярный азот. Азотфик-сирующие бактерии содержатся в корневых клубеньках клевера и других бобовых, которые в связи с этим особенно важны для повышения белкового выхода сельскохозяйственной продукции.
Мы уже упоминали, что термиты и другие сверлящие древесину насекомые используют азотфиксирующих бактерий кишечника, чтобы обеспечить себе добавку к тому чрезвычайно малому количеству белка, которое имеется в их пище. Возможно, что пользу из азотфиксирующих бактерий извлекает гораздо большее число животных, которые сами не способны утилизировать молекулярный азот. С этим связана, в частности, высокая биологическая продуктивность коралловых рифов, поражавшая биологов в течение многих лет. Для тропических водных масс характерно очень низкое содержание растворенных питательных веществ, и, что особенно важно, низкое содержание связанного азота часто бывает главным фактором, лимитирующим продуктивность фитопланктона. Как выяснилоеь, при обтекании водой мелководных коралловых рифов в ней заметно возрастает содержание азота, и за это ответственна главным образом азотфиксирующая сине-зеленая водоросль Colothrix. Без ее помощи в снабжении азотом было бы трудно объяснить высокую продуктивность рифовых сообществ (Webb et al., 1975).
В конечном счете все животные белки имеют растительное происхождение. Это относится даже к белкам, синтезируемым из аммиака и мочевины в рубце жвачных, так как без микробов этот синтез не имел бы места. Микробный синтез белка в рубце имеет одно интересное следствие: он делает жвачных независимыми от содержания в пище незаменимых аминокислот, поскольку они синтезируются микроорганизмами. Жвачные не нуждаются в получении таких аминокислот с пищей, хотя для метаболизма они «столь же необходимы (Loosli et al., 1949; White et al., 1964).
ДОБАВОЧНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ВЕЩЕСТВА: ВИТАМИНЫ
В начале этого века было установлено, что диета из углеводов, жиров и белков не удовлетворительна, если в ней нет незначительных количеств других компонентов, которые получили название витаминов. Необходимые количества их очень малы — они измеряются миллиграммами или микрограммами. По этой причине такие соединения называют также добавочными пищевыми
218 Глава 5. Пища, топливо и энергия
факторами. Открытие первого витамина было связано с изучением болезни бери-бери (полиневрит), которая вызывается отсутствием тиамина (витамина B1). Вначале витамины обозначались буквами алфавита, но по мере того, как выяснялись их химическая структура и биохимическая роль, становилось все более принятым использовать вместо этого их химические названия. Подробный перечень витаминов с указанием их роли в обмене веществ можно найти в любом руководстве по вопросам питания, и поэтому здесь мы его приводить не будем.
Потребности в витаминах не одинаковы у разных животных. Например, аскорбиновая кислота (витамин С) нужна человеку, но не нужна другим млекопитающим, кроме некоторых приматов, летучих мышей и морских свинок. Остальные млекопитающие синтезируют аскорбиновую кислоту сами и могут не получать ее с пищей, тогда как рыбам этот витамин нужен (Hegsted, 1971).
Удивительные различия существуют в отношении холестерола, который позвоночные легко синтезируют. Для человека холестерол даже считают нежелательным компонентом пищи, так как он играет важную роль в развитии артериосклероза. Однако насекомые не могут синтезировать холестерол и поэтому должны получать его с пищей; для насекомых он является витамином (Horning, 1958). Все до сих пор изученные насекомые не способны синтезировать холестерол из нестероидных предшественников и нуждаются в пище, содержащей стеролы. Это относится и к ракообразным, хотя они занимают среди исследованных животных одно из первых мест по концентрации холестерола в тканях. Некоторым другим беспозвоночным тоже нужны источники стеролов; среди простейших одни нуждаются в стеролах, другие — нет.
Важными источниками витаминов часто служат симбиотиче-ские организмы. Например, витамин К, который необходим позвоночным для нормального свертывания крови, у млекопитающих синтезируется бактериями пищеварительного тракта. Его физиологическая роль была выяснена в опытах на птицах, которым давали пищу без холестерола с целью изучения биосинтеза этого вещества. У таких птиц возникали обильные кровотечения, и была установлена связь их с недостатком определенного витамина. Только после этого было выяснено, что тот же витамин нужен и млекопитающим. Но это явилось следствием случайного открытия его значения для птиц, которые должны получать его с пищей.
Симбиотический синтез витаминов особенно важен для жвачных, которые, по-видимому, не нуждаются в некоторых витаминах группы В. Именно микробный синтез обеспечивает независимость жвачных от пищевого источника этих веществ (McElroy, Goss, 1940).
