Polyfage (gr. polys – mange; phagein – spise) er generalister som spiser mange forskjellige typer mat e.g. insekter som bruker forskjellig næringsplanter.
Monofage (gr. monos - en) er spisespesialister som bare spiser en hovedtype mat e.g. sporozooer som bare lever og piser i en celletype.
Oligofage (gr. oligos - få) spiser noen få typer mat. jfr. stenofage (gr. stenos - smal, trang). Det ufordøyde av maten skilles ut av kroppen som feces og urin. Avføringen brytes ned av insketer, sopp og bakterier og inngår i kretsløpet for karbon, nitrogen og svovel. Livet dreier seg om åpise eller å bli spist, samt å reprodusere seg.
Avhengig av type mat kan dyrene, de heterotrofe organismene, til forskjell av de med selvforsyning, de autotrofe, deles inn i :
Herbivore (planteetere)
Plantespisere (planteetere, herbivore , l. herba - grønn plante, urt) som spiser bare plantemateriale. Planteetere, primærkonsumenter, omfatter beitende hovdyr og klovdyr, smågnagere, planteplanktonspisende krepsdyr og muslinger, samt plantespisende fisk, fugl, insekter (bier, humler, veps (veps er også karnivore), sommerfugllarver, bladskjærermaur,...
Plantekost som ikke er varmebehandlet (stekt eller kokt) er tungt fordøyelig, kan inneholde mange giftige stoffer, og derfor benytter planteetere enten ei vom med bakterier eller har en meget lang blindtarm for å kunne omsette plantekosten, samt de har effektive avgiftningsenzymer.
Planteetere inndeles i:
Fruktspisere (frugivore, l. frux - frukt).
Grasspisere (graminivore, l. gramen - gras). Dinsosaurene spiste ikke gras, det fantes ikke.
Bladspisere (folivore, l. folium - blad).
Rotspisere (radiksivore l. radix- rot)
Frøspisere (granivore, l. granum - korn).
Nektarspisere (nektarivore, gr. nektar - nektar). Nektarspisende bier og humler kan også samle pollen.
Pollenspisere (palynivore), gr. palynein - spre, palé - pollen).
Vedspisere (lignivore, l. lignum - ved) eller, xylofage (gr. xylon - ved).
Karnivore (kjøttetere)
Kjøttspisere eller kjøttetere (karnivore, l. caro - kjøtt; vorare - spise) spiser bare kjøtt e.g. rovdyr som ulv, gaupe, jerv, løve, tiger, jaguar, gepard, leopard, samt rovfugl som ørner og ugler. Kjøttetere kan spise fugl (avivore, l. avis - fugl, fugleetere), insekter (insektivore, insektetere), fisk (piscivore, piskivore, fiskespisere, fiskeetere, l. piscis - fisk).
Avhengig av hvor mye kjøtt som inngår i kosten kan kjøttspisere inndeles i hyperkarnivore som kun spiser kjøtt og i store mengder, mesokarnivore eller hypokarnivore. Insektfangende planter kan defineres som karnivore, men har plantene klorofyll er de i tillegg autotrofe.
Omnivore (altetere)
Altetere (omnivore, l. omnis - alt; vorare - spise) spiser både plantekost og kjøtt. Mennesket og de andre primatene er omnivore. Andre eksempler er bjørn og kråke. Mennesket har under evolusjonen skiftet fra planteetere til å bli mer kjøttetere, noe som har gjort at vi bare har rester igjen av blindtarmen (appendiks). Kjøtt dekker behovet for alle næringsstoffene som et menneske eller dyr trenger. Planteetere som alle de store hjortedyrene, klovdyrene og husdyr som kveg og hester viser at det går helt greit å bygge opp en stor kropp og skjelett bare basert på plantekost slik som vegetarianere. Verdens husdyrproduksjon er en av truslene mot natur og naturmiljø
Andre etere (l. vorare - spise, ete)
Hos encellete dyr skjer spising ved endocytose og fagocytose. Autofagi er selvspising hvor cellene "spiser" og omsetter cellens egne bestanddeler. Amøber tar opp næring via pseudopodier.
Koprofage (avføringsspisere)
Koprofage dyr spiser sin egen avføring e.g. hare, og påvirker således mikrobiomet og det endogene økosystemet i fordøyelsessystemet. Haredyr lever på tungt fordøyelig bark og knopper med høyt innhold av lignin, cellulose, og garvestoffer, og hører samtidig med til enmagedyrene som ikke har en fermentorvom som kan hjelpe med til fordøyelsen, til forskjell fra drøvtyggere. Man legger også merke til at hunder kan spise avføring som de finner i skog eller langs veikant.
Hematofage (blodspisere)
Hematofage (gr. haima - blod) spiser blod e.g. noen blodsugende flaggermus, blodigler, og noen insekter.
Durofage
Durofage (l. dura - hard) spiser mat som er dekket av et hardt skall eller eksoskjelett som først må knuses.
Saprofage
Saprofage l. sapros - råtten) spiser dødt nedbrutt organisk materiale. Fjæremygglarver og tubifex spiser dødt organisk mat fra bunnen av vannet.
Åtseletere
Åtseletere spiser åtsler. Fler karnivore arter spiser åtsler.
Jordspisere
Slamspisere og jordspisere spiser detritus (detritiusspisere). Noen fisk e.g. cichlider fra slekten Geophagus er geofage (jordspiser, gr. ge - jord) og spiser jord eller slam fra bunnsedimentene og filtrerer ut uspiselig materiale gjennom gjellene. Afrikanske skogselefaner spiser slam oppblandet med vann, hvor en av teoriene er å skaffe ekstra mineraltilførsel og bedre fordøyelse.
Bakteriespisere
Bakterivore (bakteriespisere) spiser bakterier. Bakterietrofe nematoder spiser bakterier. Bakteriofager er virus som infekterer bakterier og bruker bakterien til å mangfoldiggjøre seg seg selv. Bakterien sprekker og dør.
Kannibalister
Kannibaler spiser individer fra sin egen art. Seksuell kannibalisme hos insekter og edderkoppdyr (edderkopper, skorpioner) hvor hunnen spiser hannen under eller like etter kopulering, for eksempel kneler. Det er en forskjell i reproduktiv strategi hos hunner og hanner, siden de har assymmetrisk fordeling av kostnader ved reproduksjon og oppfostring av avkom. Ved at hannen blir spist er det en paternal investering i avkommet.
Filterspisere
Filterspisere tar opp næringspartikler oppløse i vann. Knottlarver, nettspinnende vårfluelarver filtrer fra vannet. Blåskjell (Mytilus edulis) som lever på grunt i marine økosystemer er filterspiser som ernærer seg på fytoplankton og bakterier og kan filtrere fra 1-3 liter vann med fytoplankton per time. Noen tenker seg bruk av rev med blåskjell anvendt i fjerning av alger i hypereutrofe kyster og estuarier, for å redusere problemer med algeoppblomstring, hypoksis og forurensninger. Brugde (Cetorhinus maximus) har gjellebuer som filterer ut plankton fra vannet. Bardehval er filterspiser som presser venn ut gjennom barder som filtrerer ut krepsdyr, dyreplankton og småfisk.
Fungivore (soppspisere)
Fungivore (l. fungus - sopp) spiser sopp, for eksempel insekter som spiser soppsporer; soppmygg (Mycetophilidae) hvor larvestadiet kan være i sopp eller muggspisende fruktfluer.
Makrofager
Makrofager i immunsystemet spiser skadete og infiserte celler kroppen.
Sopp "spiser" ved å ved skille ut ekstracellulære enzymer som bryter ned omgivelsesmateriale til stoffer og næring som sopphyfene kan absorbere.
Mikroorganismer kan lage komplekse næringsnett.
Funksjonell inndeling av spising
Monofage spiser en byttedyrtype. Furubarveps, bjørkemåler, og neslesommerfugl er tilknyttet en art. Mange plantepatogener lokalisert til en art. Panda og bamus.
Polyfage spiser mange forskjellige bytter. Oligofage spiser få bytter. Spesialister er monofage eller oligofage. Ekte predator fanger og dreper byttet e.g. løve, ulv, frøspisere. Dyr har en matpreferanse, men kan ofte utnytte komplementære utskiftbare ressurser.
Beitere tar deler av byttet, byttet overlever og kan regenerere.
Parasitter (gr. parasitos, para - ved siden av; sitos - parasitt) spiser deler av byttet og byttet overlever. Kan være ektoparasitter ellerendoparasitter, og nekrotrofe eller biotrofe parasitter. Mikroparasitter kan intracellulært eller ekstracellulært. Makroparasitter i magetarmsystem e.g. bendelorm eller på gjellene hos fisk.
Parasittoider skifter mellom å være frittlevende eller å være parasitt (gr. parasitos - parasitt; eidos - form) e.g. snylteveps som legger egg i larver.
Det er innenartskonkurranse om mat. Skyte kråke som bestandsregulering har ingen effekt hvis det er mattilgangen som reduserer bestanden. Homo sapiens er en predator på mange arter. Herbivore er predator på grønne planter, frø og frukt. Plantene blir ikke drept. Karnivore er predator på herbivore og andre karnivore. Parasitter på dyr og planter dreper ikke bytte og ligner således på herbivore. Kannibalisme er hvis predator og bytte er samme art. Predasjon på skadedyr er nyttig, men predasjon på nyttedyr er skadelig. Predasjon påvirker samfunnstrukturen till populasjonen. Predasjon gir adapsjon bl.a. er vernefarger et resultat av predator (bytteeter) og bytte. Migrasjon er spredning og vandring tilknyttet mattilgang.
Tenner og tygging
Tenner, tannsett, kjever, munnapparat og fordøyelsessystem hos dyr er tilpasset det kostholdet og maten som har vært dominerende for arten under evolusjonen av organismen. For eksempel rovdyrtenner hos rovdyrene som brukes til å drepe og dele opp byttet.
Fugler mangler tenner og bruker istedet en tyggemage. Ved ikke å ha tenner sparer de vekt som er en fordel ved flyving. Fugl har ikke tenner, og skogsfugl spiser grus som de bruker i tyggemagen (kråsen) til å fordøye barnåler og knopper.
Krypdyr som slanger og øgler har små tenner som ikke egner seg til tygging, og svelger istedet byttet. Noen dyr som frosk og øgler bruker tungen til å fange bytte. Katter og hunder bruker tungen til å lepje i seg flytende mat. Insekter har stikkende, sugende, bitende munndeler eller proboskis. Cilier og ciliapparat kan bidra til å føre maten inn mot munnen.
Kleptoparasitter
Kleptoparasitter (gr. klapenai - stjele) stjeler mat fra andre, for eksempel tyvjo (Tercorarius parasiticus) som stjeler mat fra måker eller lundefugl. Gråmåke (Larus argentatus) er en omnivor predator, åtselfugl og kleptoparasitt. Interspesifikk kleptoparasittisme er stjeling fra andre arter, mens intraspesifikk kleptoparasittisme er stjeling av mat fra andre individer fra samme art, men her finnes både opportunister og spesialister. Hyener kan stjele byttedyr fanget av gepard eller andre katterovdyr.
Furasjoneringsteori
Ved optimal furasjeringsstrategi (optimal furasjeringsteori) velges den formen for spiseatferd som sikrer størst mulighet for overlevelse og reproduksjon. Flere dyr gjemmer og lagrer mat fra overskuddstider, til årstider med dårlig næringstilgang.
Siden ca. 90% av næringsinnholdet forsvinner i hvert trinn i en næringskjede har disse sjelden mer enn fire trinn.
Det omnivore menneske og mattrender
Hos det omnivore mennesket som i utgangspunktet er en alteter, har det i nyere tid i velstands- og overflodssamfunn utviklet seg spisetrender og moteretninger som vegetarianere, veganere, laktovegetarianere, ovolaktovegetarianere, glutenfrittspisere, "spise sunt"-spisere, samt "Ut å spise"-spisere som holder liv i restauranter og tavernaer. Ved å følge kostholdsråd fra myndighetene skal dette borge for et langt liv med mindre sykdom. I noen sammenhenger har dette resultert i et "sykelig" forhold til mat og spising. Industrimat med mye karbohydrater kombinert med stillesittende liv koblet til genetisk anlegg for lagring av fett gir vektproblemer. Noen velger å ikke å følge rådene og har skiftet til å bli rene kjøttetere (karnivore) og spiser mye mettet fett, og selv om "kostholdseksperter" mener at dette vil resultere i sykdom, er det flere som mener at kjøttspising gir en rekke fordeler. Imidlertid, ved å spise kjøtt beveger man seg ett trinn opp i næringspyramiden, noe som kan ha miljømessige effekter (klima, landbruk, dyrevelferd og kjøttindustrien) hvis mange gjør det
Mat og fysiologisk regulering av matlyst
Tilbakekoblingsmekanismer fra fettvev med signalinformasjon om fettreserver kan virke endokrint og påvirker hjernen og spiseatferd. Fettvev med fettceller (lipocytter) som inneholder lipider lager peptidhormoner, adipokiner (l. adeps – fett; gr. kinein - bevege) som kan virke lokalt, autokrint eller parakrint (gr. para- ved siden av), eller systemisk på hele kroppen (endokrint, gr. endon – inn i; krinein - atskille).
Leptin (l. leptos – tynn) er et adipokin som via blodbanen sender signal til hjernen om energireservene. Høy konsentrasjon av leptin hemmer spising og syntese av fett, og gir økt oksidasjon av fettsyrer via β-oksidasjon i peroksisomene. Leptin øker blodtrykket og hjerterytmen via det sympatiske nervesystemet og gir økt varmeproduksjon via avkoblerproteinet UCP1 i mitokondriene som gjør at det ikke lages ATP i elektrontransportkjeden, men energien blir i stedet frigitt som varme (termogenese, jfr, termogenese og cyanidresistent respirasjon varmeproduksjon hos Arum-liljer. Lav konsentrasjon av leptin øker matlysten og matinntaket. Reseptorer for leptin i hypothalamus i hjernen regulerer spiseatferd og energiforbruk. Leptin aktiverer AMP-aktivert protein kinase (AMPK) i hypothalamus som deltar i regulering av forholdet mellom oppbygging (anabolisme) og nedbygging (katabolisme). Forholdet mellom ATP og AMP i cellene gir informasjon om energitilstanden. Adenylat kinase katalyserer reaksjonen:
2ADP → AMP + ADP
Under hypothalamus koblet til en stilk ligger hypofysen (hjernevedhenget), bestående av en forlapp (posterior, adenohypofyse, kjertelhypofyse) og en baklapp (anterior, nevrohypofysen) . En lang rekke hormoner fra hypothalamus samvirker med hypofysen i utskillelse av hypofysehormoner, hormonfrigivende faktorer og andre metabolske signalstoffer. I hypofysen er det forskjellige områder arkuatkjernen, ventromedial kjerne og paraventrikulær kjerne med spesialfunksjoner. I arkuatkjernen med en samling nerveceller er det nevrosekretoriske celler som kontrollerer metabolisme og matinntak, og mottar blant annet leptin fra blodet.
Apetittstimulerende oreksigene nevroner (l. os- munn; gr. orexis – matlyst, appetitt - rhexis – brudd; gene – skape, føde) i arkuatkjernen stimulerer spising ved å skille ut nevropeptid Y (NPY) som øker sultfølelsen, og som via signalveier gir beskjed om å spise. Ghrelin øker mengden NPY, mens insulin (l. insula – øy, henspiller på beta-cellene i de Langerhanske øyer i pankres) og peptidhormonet PPY3-36 reduserer mengden NPY.
Anoreksigene nevroner (gr. a – uten; orexis – matlyst) i arkuatkjernen virker motsatt og senker appetitt og matlyst , og lager α-melanocyttstimulerende hormon (α-MSH og melanokrotin. Leptin øker mengden α-MSH.
Insulin i arkuatkjernen er et av hormonene som regulerer spiseatferd Peptidhormonet adiponektin sirkulerer i blodet øker følsomheten for insulin via AMPK, og påvirker omsetningen av fett og karbohydrater. AMPK blir allosterisk aktivert av AMP, og blir fosforylert og aktivert av en serin-threonin proteinkinase. AMPK hemmer fettsyresyntese og syntese av kolesterol.
Peptidhormonet ghrelin skilles ut fra celler i veggen på magesakken og gir korttidsvirkende stimulering av matlyst. Ghrelinreseptorer i hypofysen virker via G-proteinkoblete reseptorer og inositol-trifosfat (IP3). Høy konsentrasjon av ghrelin gir stor matlyst.
Peptidhormonet PYY3-36 består av 34 aminosyrer og blir laget i celler i tarmveggen på tynntarmen og tykktarmen når mat kommer inn i magesekken. PPY3-36 blir fraktet med blodet til arkuat kjerne og virker på oreksigene nevroner,
Enzymet O-acetylglukosamin transferase (O-GlcNAc trnsferase, OGT) overfører et aminosukker til hydroksylgruppen på aminosyrene threonin og serin. Danner en β-glykosidbinding mellom hydroksylgruppen og N-acetylglukosamin , en O-lenket β-N-acetylglukosamin. Enzymet deltar i cellesyklus og apoptose, og man har grublet på om det kan ha funksjon i energimetabolismen.
Økt mengde noradrenalin aktiverer protein kinase og via β3-adrenerge reseptorer går signalveien via G-proteiner til syklisk AMP (cAMP).
Leptin og evolusjonær tilpasning til sult og matmangel
Leptin og tilhørende signalveier er under evolusjonen et system utviklet for å kunne tilpasse kroppen til sult og matmangel, en vanlig tilstand i menneskets tidlige utvikling før landbruket. Ved matmangel må kroppen spare ressurser, hindre vekst og vektøkning via somatotrope celler i hypofyseforlappen som reduserer mengden veksthormon (somatotropin), senke metabolismen og varmeproduksjonen via thyroideastimulernde hormon /TSH), redusere kjønnslysten ved å redusere produksjonen av kjønnshormoner fra gonadotrope celler i hypofyseforlappen. Det er lite gunstig med reproduksjon under tider med matmangel.
Endocannabinoider og matlyst
Endocannabinoider er signalstoffer som bindes til reseptorer i hjernen og øker apetitt og lysten på søt og fettrik mat, humøret stiger. Mat i munnen gir signal til hjerne og vagusnerve til tynntarmen hvor det frigis endocannabinoider. Signalveien går via G-proteinkoblete reseptorer som styrer ionekanaler på sensoriske nevroner og endrer membranpotensialer. Eksempler på endocannabinoider er anandamid og 2-arakidonoylglycerol. Tetrahydrocannabinol (THS) fra hampplanten Cannabis sativa var. indica kan stimulere appetitt som en av responsene.
Mat er en elektronkilde
Mat inneholder organisk karbon og er en karbonkilde og et lager med elektroner som virker som en elektrondonor. Organiske stoffer inneholder elektroner som kommer fra vann i fotosyntesen. Energien i maten blir frigitt med aerob respirasjon (cellerespirasjon) hvor oksygen virker som elektronakseptor og omdannes til vann. Maten kan bli omsatt av anerobe organismer i anaerob respirasjon, hvor bakterier og arkebakterier bruker andre elektronakseptorer enn vann. Organismene er dissipative strukturer som lever på negentropi som krever en kontinuerlig tilførsel (fluks) av stoff og energi og avgir varme og avfall. Uten mat og vann (drikke) dør organismen, entropien øker og bestandelene resirkuleres (karbon-, nitrogen-. fosfor- kation- og svovelsyklus). Entropi er informasjon og vi lever på informasjonen som befinner seg i molekylene i maten vi spiser. Denne fluksen av stoff og energi gjør at vi slipper unna likevektstilstanden = døden
Litteratur
Wikipedia