Формы их взаимоотношений и роли в экосистемах – —

4. Взаимосвязи в экосистемах

Возможны два принципа классификации взаимосвязей в экосистемах. Первый и наиболее распространенный основан на типах взаимодействия между популяциями разных видов, на итоге действия одной популяции на другую. Соответственно, все взаимодействия делятся на взаимоотрицательные (конкуренция), на положительные для одной стороны и отрицательные для другой (хищничество и паразитизм), на положительные для одной стороны и нейтральные для другой (комменсализм), на положительные для обеих сторон (протокооперация, мутуализм). Мы сознательно не употребляем здесь термин «симбиоз», т.е. совместное сожительство, так как он включает в себя различные взаимодействия от паразитизма до мутуализма. Другой принцип – деление этих взаимосвязей по их содержанию, по их сути для популяции. Эта схема была предложена В.Н.Беклемишевым (1970), который подразделяет связи на топические (использование как местообитание или временное укрытие), трофические (пищевые «цепи» и «сети»), фабрические (использование в качестве строительного материала) и форические (использование других объектов в качестве транспорта при миграциях – форезия). Так как обе эти системы дополняют друг друга, рассмотрим их последовательно.

Негативные и позитивные взаимодействия в популяциях.

Межвидовая конкуренция – это взаимодействия между популяциями разных видов, претендующих на одни и те же ресурсы. Под ресурсами понимают обычно пищу и пространство, например места укрытий. Очевидно, что при изобилии ресурсов конкуренция не может возникнуть. Взаимодействия при конкуренции могут быть пассивными, когда один вид просто потребляет ресурсы, пригодные для другого. Однако гораздо чаще один вид активно вытесняет другой. Примеры конкуренции между разными видами насекомых были описаны выше. В целом взаимоотношения между разными видами насекомых в природе настолько хорошо «отлажены», настолько четко разграничены их экологические ниши, что жесткая межвидовая конкуренция проявляется лишь в редких случаях. Исключением здесь являются кратковременно существующие и богатые органикой пищевые субстраты (навоз, падаль, плодовые тела грибов), где имеет место острая конкуренция как между самими насекомыми, так и между насекомыми и клещами, нематодами и грибами. Конкуренция, как правило, отрицательно отражается на популяциях всех конкурирующих видов.

Хищничество – питание другим живым объектом, приводящее к быстрой гибели последнего. В отличие от паразита, хищник никогда не живет на теле или внутри тела своей жертвы. Среди насекомых есть немало специализированных хищников, таких как богомолы, многие жужелицы и божьи коровки, мухи–ктыри, ряд клопов и т.д. Во многих случаях хищничество сопровождается дополнительным питанием выделениями растении, в том числе нектаром. Иногда хищничество может быть более или менее случайным, когда, например, жуки, живущие в муке или крупе, поедают личинок или куколок других видов. Сюда же следует отнести случаи каннибализма. Так как хищники обычно поедают насекомых разных видов, то определенная зависимость их численности от численности жертвы данного вида отсутствует. Поэтому роль хищника в регуляции численности сводится к функциональной реакции, когда хищники увеличивают количество своих жертв лишь до определенного предела, обусловленного их агрессивностью и поисковыми способностями.

Паразитизмболее широко распространен, чем хищничество. Паразит губит своего хозяина далеко не во всех случаях, хотя и питается тканями или жидкостями тела последнего. Возможны два типа паразитизма:временный и стационарный. В первом случае паразит проводит на теле хозяина лишь то время, которое необходимо для питания. Типичный пример такого паразитизма – кровососание на позвоночных. Комар, нападающий на человека, может потратить на питание несколько секунд, иксодовый же клещ может оставаться присосавшимся сутками. Однако вся остальная жизнь временного паразита проходит либо в открытой природе, либо в гнезде, норе или в жилище человека. Таких паразитов иногда называют микрохищниками.

Стационарные паразиты всю свою жизнь или же определенный ее период проводят на хозяине, оставаясь там и после питания, или же обитают внутри хозяина. Типичные примеры такого паразитизма дают вши, блохи, мухи–кровососки, сбрасывающие крылья после достижения жертвы. Очевидно, что к категории стационарных паразитов можно отнести и всех насекомых–фитофагов, независимо от строения их ротового аппарата. Паразитические личинки многих перепончатокрылых, длительно обитая на теле хозяина или внутри него, обычно вызывают гибель последнего, что приближает их деятельность к хищнической. Перепончатокрылые паразиты нередко бывают моно– или олигофагами, что приводит к возникновению более жесткой связи между численностью хозяина и численностью паразита (численная реакция). Поэтому от такого паразита можно ожидать более выраженной регуляции численности хозяина, но с определенным запаздыванием.

Стационарный паразитизм можно рассматривать как определенный вид симбиоза, хотя многие авторы понимают под симбиозом только положительные взаимодействия популяций.

Очень близка по смыслу к паразитизму так называемая мюллеровская мимикрия– подражание по окраске и поведению, хорошо защищенным и несъедобным формам. Энтомологам известны примеры такой мимикрии, достигающей иногда удивительного сходства, как, например, у некоторых мух–сирфид и бабочек–стеклянниц, великолепно подражающих осам. Важный принцип такой мимикрии – модели подражания должны быть достаточно многочисленными. По–видимому, подражающий вид наносит своей модели определенный ущерб, снижая ценность предупреждающей окраски.

В случае так называемого, инквилинизма

насекомое использует укрытие, сделанное хозяином, а также запасы его пищи, предварительно убивая и съедая хозяина. Здесь хищничество сочетается с подобием паразитизма. Так, личинки некоторых ос–наездников сначала высасывают личинку–галлообразователя, а потом питаются стенками самого галла. Аналогичным образом самки некоторых муравьев проникают в гнезда других видов, убивают находящихся там самок и замещают их. Такое гнездо с чужой самкой живет не более двух лет, пока сохраняются рабочие гнезда–хозяина.

Другой пример симбиоза – комменсализм, в этом случае один партнер возлагает на другого регуляцию своих отношений с внешней средой, т.е. использует его в своих целях, но, в отличие от паразитизма не приносит ему существенного вреда. В принципе, все же при обитании на теле хозяина и питании его отмершими тканями комменсалы мало, чем отличаются от паразитов. Так, пухоеды, живущие на теле птиц, питаются чешуйками рогового слоя кожи, а иногда и перьями. При большом количестве пухоедов поедание ими перьев отрицательно сказывается на жизни птицы. Пухоеды, перемещаясь по коже, беспокоят своего хозяина. Наконец, эти насекомые могут заглатывать выступающие из расчесов капли крови.

Один из типов комменсализма – синойкия, т.е. обитание в жилище хозяина и питание остатками его пищи. Комменсалами такого рода являются тараканы многих видов, издавна заселившие жилье человека. Другой пример – обитание в гнездах рыжих лесных муравьев очень мелких муравьев

Formicoxenus nitidulusNyl. Эти сожители подбираются к рыжим муравьям в тот момент, когда последние обмениваются пищей, и уносят свою крохотную долю. Вообще в муравейниках живет множество самых различных насекомых, в том числе личинки жуков–бронзовок, листоедов–клитр, некоторых клопов. Большинство из них питается либо какими–то отходами муравейника, либо гниющим строительным материалом. Однако часть такихмирмекофилов выделяет специальные вещества, которые, как считается, «опьяняют» муравьев. В результате муравьи либо кормят своих нахлебников как личинок или друг друга, либо не препятствуют уничтожению ими яиц и личинок муравьев (G.LeMasne, 1994).

Очевидно, что эти примеры комменсализма могут быть истолкованы и как своеобразные варианты паразитизма, поскольку сожитель практически всегда наносит вред своему хозяину. К разряду редких случаев комменсализма, когда один вид пользуется защитой другого, не нанося последнему вреда, можно отнести пример Э.Пианки (1981). Некоторые тропические птицы очень охотно гнездятся поблизости от гнезд пчел и ос. Дело в том, что птицы страдают от одного из видов оводов, откладывающих яйца на птенцов. Личинки оводов проникают внутрь тела птенцов и часто их губят. По–видимому, пчелы и осы отгоняют или ловят оводов. По крайней мере заражение оводами близ пчелиных и осиных гнезд резко снижается.

В случае протокооперации(одного из видов симбиоза) пользу получают оба участника, однако их сотрудничество не является абсолютно необходимым и они могут прожить друг без друга. Приведем несколько примеров протокооперации. Так, муравьи многих видов охотно поедают сладкие выделения тлей, называемые медвяной росой. Но муравьи также приносят большую пользу тлям, оберегая их от хищников и паразитов. Утверждается даже, что муравьи уносят самок тлей на зиму и способны переносить тлей на сочные молодые побеги.

Другой пример протокооперации – тропические муравьи–ацтеки и деревья семейства цекропиевых. В стволах и ветках этих деревьев имеются большие полости, охотно заселяемые муравьями. Растение обеспечивает муравьям также и питание. В основании листовых черешков на специальных килевидных выростах появляются так называемые мюллеровские тельца. Кроме того, на черешках и нижней поверхности листьев имеются крохотные беловатые выросты – жемчужные железки. И те и другие содержат в значительном количестве гликоген –– основной запасный углевод животных и грибов, не свойственный высшим растениям. По–видимому, и муравьи тоже приносят пользу цекропиевым деревьям, защищая их от других насекомых, прежде всего от муравьев–листорезов, и даже откусывая верхушки побегов лиан, касающиеся дерева. Правда, некоторые исследователи утверждают, что деревья без муравьев совершенно не страдают.

Наконец, наиболее тесная облигатная связь возникает при ярчайшей форме симбиоза – мутуализме. Таков симбиоз термитов и специфических жгутиконосцев, обитающих в их кишечнике. Благодаря наличию этих жгутиконосцев, способных разлагать одно из наиболее стойких веществ – клетчатку, термиты способны жить даже на диете из чистой ваты. Жгутиконосцы под влиянием гормона линьки термита образуют цисты, прикрепленные к внутренней оболочке заднего отдела кишечника. После линьки термит съедает сброшенную им шкурку вместе с цистами и таким образом восстанавливает фауну своих симбионтов.

Подобные внутренние симбионты могут быть обнаружены и в кишечнике многих других насекомых. Однако симбиотические отношения, конечно не исчерпываются наличием внутренних симбионтов. В ряде случаев насекомые специально разводят полезные для них грибки, перенося их споры с места на место. Так, самки некоторых жуков–короедов в выгрызенном ими ходе под корой дерева приготовляют субстрат из опилок и собственных экскрементов, содержащих споры гриба определенного вида. Гриб разрастается под корой и служит единственной пищей для личинок. Споры гриба могут быть перенесены не только в кишечном канале, но и на поверхности тела жука в специальных порах кутикулы.

Муравьи–листорезы фактически создают специальную культуру грибов, выращиваемую ими на обрезках свежих листьев, удобренных выделениями муравьев. В экскрементах муравьев содержатся протеолитические, т.е. разрушающие белок ферменты, грибы же способны разлагать клетчатку.

В последних двух случаях один симбионт частично поедает другого, т.е. имеет место паразитизм. Однако такое сожительство оказывается исключительно полезным для обоих видов. Подобным же образом многие насекомые, поедающие пыльцу, одновременно и переносят ее с цветка на цветок. Взаимное приспособление цветов и насекомых достигает высшей степени совершенства, в результате чего выигрывают и насекомые, и растения.

Таким образом, четкие грани в классификации взаимосвязей между видами отсутствуют. Не всегда возможно, например, разграничение паразитизма и комменсализма, даже в явно мутуалистических связях возможны элементы паразитизма и хищничества. Комар – временный паразит, нападающий на хозяина, а также личинка наездника, убивающая хозяина, во многом сходны с хищниками.

Отметим, что эти формы взаимодействий присущи иногда всем активным стадиям в онтогенезе (вши), а иногда только определенным. Например, самки паразитических перепончатокрылых являются временными паразитами, так как обычно при откладке яиц питаются соками тела хозяина, а личинки – стационарные паразиты на том же хозяине, реже – хищники. Поскольку имаго перепончатокрылых ведут свободный образ жизни, их иногда называют паразитоидами. Этот термин неудачен, так как личиночная, и имагинальная стадия (самки) являются паразитами. У блох имаго являются стационарными паразитами, а личинки, живущие в подстилке гнезда хозяина, – пример типичной синойкии.

studfiles.net

IV.2. Связи организмов в экосистемах

Ни один организм в природе не существует вне связей со средой и другими организмами. Эти связи — основное условие функционирования экосистем. Через них, как было показано выше, осуществля­ется образование цепей питания, регулирование численности орга­низмов и их популяций, реализация механизмов устойчивости сис­тем и другие явления. В процессе взаимосвязей происходит погло­щение и рассеивание энергии и в конечном счете осуществляются средообразующие, средоохранные и средостабилизирующие функ­ции систем.

Подобные экосистемные связи обусловлены всем ходом эволю­ционного процесса. По этой причине и любое их нарушение не ос­тается бесследным, требует длительного времени для восстанов­ления. В связи с этим экологически обусловленное поведение че­ловека в природе невозможно без знакомства с этими связями и последствиями их нарушения. Целесообразно выделять взаимосвя­зи и взаимоотношения организмов в природе (экосистемах) как раз­личные понятия.

Взаимосвязи организмов. Взаимосвязи обычно классифици­руются по «интересам», на базе которых организмы строят свои отношения.

Самый распространенный тип связей базируется на интересах питания. Такие связи носят название пищевых или трофичес­ких(греч. трофо — питание). В данный тип связей выделяется пи­тание одного организма другим или продуктами его жизнедеятель­ности (например, экскрементами), питание сходной пищей (напри­мер, мертвым органическим веществом). Этим типом связей объединяются растения и насекомые, опыляющие их цветки. На базе трофических связей возникают цепи питания.

Связи, основанные на использовании местообитаний, носят на­звание топических(греч. топос — место). Например, топические связи возникают между животными и растениями, которые предо­ставляют им убежище или местообитание (насекомые, прячущие­ся в расщелинах коры деревьев или живущие в гнездах птиц, расте­ния, поселяющиеся на стволах деревьев (но не паразиты). Не толь­ко трофическими, но и топическими отношениями связаны парази­ты с организмами, на которых они паразитируют.

Рис.3

Трофическая (функциональная) структура экосистемы (цепь пи­тания) и круговорот вещества в ней

Следующий тип связей носит название форических (лат. форас -наружу, вон). Они возникают в том случае, если одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, пло­дов, спор). Животными это распространение может осуществлять­ся как на наружных покровах, так и в пищеварительном тракте.

Выделяют также тип связей, которые носят название фабрических (лат. фабрикатио — изготовление). Для них характерно ис­пользование одними организмами других или продуктов их жизне­деятельности, частей (например, растений, перьевого покрова, шер­сти, пуха) для постройки гнезд, убежищ и т. п.

Взаимоотношения организмов. Данная классификация стро­ится по принципу влияния, которое оказывают одни организмы на другие в процессе взаимных контактов. Эти взаимоотношения мож­но обозначить математическими значками «+», «–», «0» (положи­тельно, отрицательно, нейтрально).

Если взаимоотношения обоим партнерам выгодны, они обознача­ются значками (+,+) и носят название симбиоза или мутуализма. Степень этих связей различна. В ряде случаев организмы настолько тесно связаны, что функционируют как единый организм. Например, лишайники, представляющие симбиоз гриба и водоросли. Водоросль поставляет грибу продукты фотосинтеза, а гриб для водоросли явля­ется поставщиком минеральных веществ и, кроме того, субстратом, на котором она живет. В то же время сожительство грибов с корня­ми растений (микориза) носит хотя и взаимовыгодные, но не в такой степени тесные взаимоотношения. Тип взаимовыгодных отношений широко распространен. Сюда относятся и микроорганизмы, населя­ющие пищеварительный тракт животных, способствуя усвоению пищи; и, в ряде случаев, травоядные животные. Установлено, что исключение поедания трав животными может иметь следствием оскудение растительных сообществ, снижение ими продуктивности и устойчивости. Даже умеренное объедание листьев древесных ра­стений насекомыми или их гусеницами может быть положительным не только для животных, но и для растений.

Взаимоотношения, которые положительны для одного вида и отрицательны для другого (+,-), характеризуются как хищниче­ство и паразитизм. Хищник и паразит обычно приспосабливают­ся к использованию других организмов (их жертв и хозяев), а пос­ледние, в свою очередь, имеют адаптации, которые сохраняют им жизнь. Эти типы взаимоотношений обычно играют большую роль в регулировании численности организмов. Интенсивное размноже­ние хищников и паразитов обычно имеет следствием уменьшение численности их жертв или хозяев.

В свою очередь, уменьшение численности жертв и хозяев под­рывает кормовую базу хищников и паразитов, что ведет к сокра­щению их численности и т. д. В конечном счете имеет место обычно пульсирующая численность организмов, вступающих в такие типы взаимоотношений.

Хотя взаимоотношения типа хищничества и паразитизма сходны по результатам влияния на численность особей, они резко различа­ются по образу жизни и адаптациям. Во взаимоотношениях хищ­ник-жертва оба организма постоянно совершенствуются: первый в плане успешности охоты, второй — в отношении самосохранения. И в том и в другом случае требуется быстрая реакция, высокая скорость передвижения, хорошее зрение, обоняние и т. п.

Во втором типе взаимоотношений у паразита адаптации идут по пути специализации структур на использование хозяина как источ­ника пищи и «благоустроенного» местообитания. Результатом это­го является упрощение многих органов (пищеварительный тракт, накожные покровы, органы передвижения, чувств и др.). Вместе с тем, поскольку жизнь паразита очень тесно связана с хозяином, он адаптирован на выживание во внешней среде после смерти хозяи­на. Достигается это за счет большого количества зачатков (семян, спор, цист и т. п.), обычно долго сохраняющихся в среде.

Адаптации хозяина направлены, как правило, на уменьшение вре­да от паразита. Это проявляется в выработке активного иммуни­тета, заключении внутренних паразитов в различного вида капсулы (галлы, цецидии и т. п.).

В ряде случаев адаптации паразитов и хозяев приводят к их вза­имовыгодным отношениям типа симбиоза. Есть основание пола­гать, что в большинстве случаев симбиоз (мутуализм) вырос из паразитизма.

Взаимоотношения, невыгодные обоим партнерам (-,-), носят на­звание конкуренции. Последняя тем сильнее, чем ближе потреб­ности организмов к фактору или условию, за которые они конкури­руют. В этом отношении наиболее близки интересы организмов од­ного вида, и, следовательно, внутривидовая конкуренция рассмат­ривается как более острая по сравнению с межвидовой. Однако данное положение противоречит тому факту, что практически все механизмы существования вида направлены на его выживание. Такое противоречие решается тем, что на внутривидовом уровне есть механизмы, которые позволяют снять остроту конкурентной борьбы, в том числе жертвуя частью особей (см. разд.V.2). Кон­куренция и взаимоотношения типа хищник-жертва являются основными в совершенствовании видов, в то время как взаимоотно­шения типа мутуализма (симбиоза) способствуют оптимизации жизненных процессов, более полному освоению среды.

Менее распространенным типом взаимоотношений является комменсализм(франц. комменсал — сотрапезник) — отношения, положительные для одного и безразличные для другого партнера (+,0), его иногда делят на нахлебничество, когда один организм по­едает остатки пищи со «стола» другого (крупного) организма (на­пример, акулы и сопровождающие их мелкие рыбы; львы и гиены) и квартиранство, или синойкийю (греч. синойкос -сожительство), когда одни организмы используют другие как «квартиру», убежи­ще. Например, молодь некоторых морских рыб прячется под зон­тик из щупалец медуз, или некоторые насекомые живут в норах животных, гнездах птиц, используя их только для укрытия.

Не часто встречается также аменсализм(лат. аменс — безрас­судный, безумный) — отрицательный для одного организма и без­различный для другого (-,0). Например, светолюбивое растение, попавшее под полог леса. Отношения, при которых организмы, за­нимая сходные местообитания, практически не оказывают влия­ния друг на друга, носят названиенейтрализма(0,0). Например, белки и лоси в лесу. Сохранение разнообразия связей — важнейшее условие устойчивости экосистем.

studfiles.net

2013 Основные формы межвидовых взаимоотношений в экосистемах.

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный университет экономики и управления

Номер группы: _______МКО21____________________________________

Наименование специальности: ________Торговое дело «Маркетинг в торговле»_____________________

Студент: _____________________Колганова Виктория Сергеевна____________________________

(фамилия, имя, отчество)

Номер зачетной книжки (студенческого билета): __101897_____________

Учебная дисциплина: ___Экология__________________________________

Кафедра _____________Территориальной организации производительных сил и экономики природопользования____________________________________

Номер варианта контрольной работы: _____10_________________

Дата регистрации институтом: «_____» _______________ 200__ г.

Дата регистрации кафедрой: «_____» __________________ 200__ г.

Проверил: _______________________Катункина Е.В._________________________

(фамилия, имя, отчество преподавателя )

Содержание

1. Введение…………………………………………………….………………3

2. 1 раздел. Взаимоотношения растений и животных ……………………..5

3. 2 раздел. Взаимоотношения в системе «хищник-жертва»……………..…6

4. 3 раздел. Паразитизм. Конкуренция и мутуализм…………………..……7

5. Список литературы……………………………………………………..…..9

6. Ситуационные (практические) задачи по определению платы за загрязнение окружающей природной среды………………………………9

Введение

В мире существуют всевозможные виды организмов, в том числе не известных человечеству. Виды любых организмов, живущих на одной территории и контактирующих друг с другом, вступают в различные отношения между собой Взаимосвязи между организмами можно разделить на межвидовые и внутривидовые.. 

Основные термины:

Внутривидовые отношения — биотические связи между особями одного вида. Примеры: конкуренция между самцами из-за самки, борьба особей из-за лидерства в группе, забота родителей о потомстве, охрана самцами молодых животных и самок.  Межвидовые отношения — биотические связи между особями разных видов (хищничество, конкуренция, паразитизм, симбиоз).

Хищничество — прямые пищевые связи между организмами, при которых одни организмы уничтожаются другими организмами.

Конкуренция — тип взаимоотношений, возникающий между видами со сходными экологическими потребностями из-за пищи, территории и др.

Паразитизм — форма межвидовых отношений, при которых одни организмы существуют за счет других, питаясь их кровью, тканями или переваренной пищей. Многократное использование паразитом организма хозяина.

Симбиоз — тип межвидовых отношений, при котором оба организма получают взаимную пользу

Мутуализм – форма взаимодействия, при которой пользу получают обе популяции, причем они полностью зависят друг от друга.  Комменсализм – форма взаимодействия, при которой пользу получает одна из двух взаимодействующих популяций.  Вид – естественная биологическая единица, всех членов которой связывает участие в общем генофонде.  Аменсализм – форма взаимодействия, при которой одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния. 

Межвидовые отношения обычно классифицируются по “интересам”, на базе которых организмы строят свои отношения:

1.  пищевые (трофические) связи — формируют трофическую структуру экосистемы; помимо отношений, когда одни организмы служат пищей другим, сюда же можно отнести отношения между растениями и насекомыми-опылителями цветов, конкурентные отношения из-за похожей пищи и др.; это самый распространенный тип связей;

2. топические связи (от греческого слова топос — место) — основаны на особенностях местообитания, например, отношения между деревьями и гнездящимися на них птицами, живущими на них насекомыми, отношения между организмами и их паразитами и т.п.;

3. форические связи (от латинского слова форас — наружу) — отношения по распространению семян, плодов и т.п.;

4. фабрические связи (от латинского слова фабрикато — изготовление) — использование растений, пуха, шерсти для постройки гнезд, убежищ и т.п.

Различные формы взаимодействия между особями и популяциями:

Взаимоотношения	Вид А	Вид В
Взаимовредные: борьба за существование Внутривидовая конкуренция ( животные дерутся между собой до смерти. У растений – аллопатия – выделение токсинов ). межвидовая конкуренция  (главный биотический фактор для вида —  чем больше совпадают потребности, тем сильнее борьба).	—	—
Взаимополезные(симбиоз): протокооперация (крабы и кишечнополостные) — каждый из партнеров может существовать самостоятельно при разрушении симбиоза; мутуализм (лишайники) — оба партнера настолько взаимозависимы, что удаление одного из партнеров приводит к неминуемой гибели их обоих внутривидовая взаимопомощь и сотрудничество (стадо)	+	+
Полезнонейтральные (комменсализм): сотрапезничество -потребление разных частей или веществ одной и той же пищи или последовательная переработка одного и того же вещества; нахлебничество (львы и гиены) — один организм питается остатками пищи другого; квартирантство (лиана и опора) — одни организмы используют другие как убежища или транспорт; синоикия – собака и репей;	0	+
Вреднонейтральные(аменсализм): (травы растут под тенью дерева) — отношения отрицательны для одного вида, который угнетается другими видом, для которого эти отношения безразличны.	0	—
Полезновредные: хищничество (волк и заяц) —  оба организма постоянно совершенствуются;  паразитизм — адаптации паразита часто направлены на упрощение внутренней организации и приспособление к конкретному местообитанию на теле или в теле хозяина.	+	—

Подробное описание типов взаимодействий:

В природе часто встречается сожительство двух или более видов, которое в ряде случаев становится необходимым для обоих партнеров. Такое сожительство называют симбиотическим взаимоотношением организмов (от сочетания сим — вместе, био — жизнь) или симбиозом. Термин «симбиоз» является общим, им обозначают сожительство, обязательным условием которого является совместная жизнь, определенная степень сожительства организмов.

По степени соединения организмов и по их пищевой зависимости друг от друга различают несколько типов симбиоза:

1. Мутуализм (Тесные взаимовыгодные отношения, при которых присутствие каждого из двух видов-партнеров становится обязательным, называется мутуализмом(++))

Пример: взаимоотношения узкоспециализированных к опылению растений (инжир, купальница, дурман, орхидные) с опыляющими их видами насекомых.

Отношения термитов и живущих в их кишечниках одноклеточных жгутиковых. Эти простейшие производят фермент, разлагающий клетчатку на сахар. Термиты не имеют собственных ферментов для переваривания целлюлозы и без симбионтов погибли бы. А жгутиковые находят в кишечнике благоприятные условия, способствующие их выживанию.

2. Паразитизм (организмы одного вида (паразита) живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина) (+ ?)) Паразит изнуряет, но не губит хозяина, поскольку последний обеспечивает его существование. Популяция паразита, как правило, больше популяции хозяина. Обычно он использует живого хозяина как место своего временного или постоянного проживания.

3. Комменсализм (взаимоотношения, при которых один вид получает какое-либо преимущество, не принося другому ни вреда, ни пользы, называется комменсализмом (+0))

1. Нахлебничество (потребление остатков пищи хозяина).

Пример: Взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами.

2. Сотрапезничество (потребление разных веществ или частей одной и той же пищи).

Пример: взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий-сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом минеральные соли.

3. Квартирантство( использование одними видами других (их тел, их жилищ) в качестве убежища или жилища).

Пример: лианы и эпифиты (орхидеи, лишайники, мхи), поселяющиеся непосредственно на стволах и ветвях деревьев.

НЕ симбиотические взаимоотношения:

В природе встречаются и такие формы взаимоотношений между видами, когда совместное существование не является для них обязательным. Эти взаимоотношения не относятся к симбиотическим, хотя и играют важную роль в существовании организмов. Примером взаимополезных связей является протокооперация (первичное сотрудничество) (++), к которой можно отнести распространение муравьями семян некоторых растений леса или опыление пчелами разных луговых растений.

Если два и более вида используют сходные экологические ресурсы и обитают совместно, между ними может возникнуть конкуренция (? ?), или борьба за обладание необходимым ресурсом. Конкуренция происходит там, где экологические ресурсы находятся в недостатке, и между видами неизбежно возникает соперничество. Каждый вид при этом испытывает угнетение, что отрицательно сказывается на росте и выживаемости организмов, на численности их популяций.

Конкуренция чрезвычайно широко распространена в природе. Так, например, растения конкурируют за свет, влагу, питательные вещества почвы и, следовательно, за расширение своей территории. Животные борются за пищевые ресурсы и за убежища (если они в дефиците), то есть, в конечном счете, также за территорию. Конкурентная борьба ослабевает в местностях с редким населением, представленным малым числом видов: например, в арктических или пустынных областях почти нет конкурентной борьбы растений за свет

Хищничество (+ ?) ? такой тип взаимоотношений организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого. Хищничество одна из форм пищевых отношений.

Для типичного хищника (волка, рыси, норки) характерно охотничье поведение. Но кроме хищников-охотников существует большая группа хищников-собирателей, способ питания которых заключается в простом поиске и сборе добычи. Таковы, например, многие насекомоядные птицы, собирающие пищу на земле, в траве или на деревьях. Хищничество широко распространенная форма биотических отношений. В качестве ослабленной формы хищничества можно рассматривать паразитизм.

Если два вида не влияют друг на друга, то это нейтрализм (00). В природе истинный нейтрализм очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим в силу неполноты наших знаний.

Нередко в природе встречаются такие взаимоотношения, которые одновременно несут признаки различных типов. Например, переходными от хищничества к паразитизму являются взаимоотношения между кровососущими пиявками и их хозяевами.

Следует помнить, что типы взаимоотношений конкретной пары видов могут изменяться в зависимости от внешних условий или стадии жизни взаимодействующих организмов. К тому же в природе во взаимоотношения оказывается вовлеченной не пара видов, а гораздо большее число. Межвидовые связи в природе бесконечно разнообразны…

studfiles.net

типы, формы и примеры. Взаимодействие между живыми организмами в экосистеме

Природа прекрасна и многообразна. Существуя на одной планете, растения и животные вынуждены были научиться сосуществовать друг с другом. Взаимоотношение между организмами — это непростая, но интересная тема, которая поможет лучше понять окружающий мир.

Виды взаимоотношений

Есть различные виды взаимоотношений живых организмов между собой. Но ученые разделяют их на три крупные группы.

В первой группе объединены все те виды взаимоотношений между организмами, которые можно назвать положительными, результат которых помогает существовать без противоречий двум организмам.

Ко второй группе относятся те виды взаимоотношений, которые называются негативными. В результате взаимодействия двух организмов выгоду извлекает только один, а второй угнетен. Порой последний может даже погибнуть в результате подобных взаимоотношений. Ко этой группе относится также и такое взаимодействие организмов, которое негативно сказывается и на первой, и на второй особи.

Третья группа считается самой малочисленной. К этой группе относятся взаимоотношения между организмами, которые не приносят ни пользы, ни вреда обеим сторонам.

Позитивные виды взаимоотношений организмов

Для того чтобы существовать в мире, нужно найти союзников и помощников. Именно этим и занимаются многие растения и животные на протяжении своего эволюционного развития. В результате появляются связи, обе стороны которых получают выгоду от взаимоотношений. Или же те отношения, которые выгодны только одной стороне, а второй они не вредят.

Позитивные взаимоотношения, которые также называются симбиозом, многообразны. В настоящее время выделяют кооперацию, мутуализм и комменсализм.

Кооперация

Кооперация — это такие взаимоотношения между живыми организмами, когда выгоду извлекают обе стороны. Чаще всего эта выгода заключается в добыче пищи. Но иногда одна из сторон получает от другой не только пищу, но и защиту. Очень интересны такие взаимоотношения между организмами. Примеры можно увидеть в животном мире в разных частях планеты.

Одним из них становится кооперация рака-отшельника и актинии. Благодаря актинии, рак обретает жилище и защиту от других обитателей водного пространства. Без рака-отшельника актиния не может передвигаться. Но рак позволяет расширить радиус поиска пищи. Кроме того, то, что не съест актиния, спустится на дно и достанется раку. А значит, выгоду от этих отношений получают обе стороны.

Другим примером стали взаимоотношения носорогов и воловьих птиц. Такие взаимоотношения между организмами позволяют одной из сторон найти пищу. Воловьи птицы едят насекомых, которые в избытке живут на огромном носороге. Носорогу также полезны соседи. Благодаря этим птичкам он может вести здоровую жизнь и не беспокоиться из-за насекомых.

Комменсализм

Комменсализм — это те взаимоотношения между организмами в экосистемах, когда один из организмов получает выгоду, а второй от этих отношений не испытывает неудобств, но и не извлекает пользу. Такой вид взаимоотношений также называют нахлебничеством.

Акулы — жуткие морские хищники. Но для рыб-прилипал они становятся шансом выжить и защитить себя от других водных хищников, которые слабы по сравнению с акулами. Рыбы-прилипалы получают выгоду от акул. Но сами не приносят им никакой пользы. В то же время нет и вреда. Для акулы такие взаимоотношения остаются незамеченными.

В норах грызунов можно найти не только детенышей, но и огромное количество разных насекомых. Нора, созданная зверьком, становится для них домом. Именно здесь они находят не только приют, но и защиту от тех животных, которые любят ими полакомиться. В норе грызуна насекомому это не страшно. Кроме того, здесь они могут найти достаточно пищи для того, чтобы вести жизнь без бед. Грызуны же не испытывают никаких трудностей от таких видов взаимоотношений.

Отрицательные виды взаимоотношений между организмами

Существуя вместе на планете, животные могут не только помогать друг другу, но и причинять вред. Непросто выучить эти взаимоотношения между организмами. Таблица поможет школьникам и студентам.

Виды взаимоотношений, которые считаются отрицательными, в свою очередь также делятся на несколько типов. Среди них есть те, от которых одна сторона получает выгоду, а вторая вред, а есть те, когда страдают обе стороны. Отрицательными примерами считаются хищничество, паразитизм и конкуренция.

Хищничество

Что такое хищничество, каждый может рассказать без подготовки. Это то взаимоотношение между организмами, когда одна сторона получает выгоду, а вторая страдает. Для того чтобы лучше понять, кто кем питается, можно составить пищевые цепи. И тогда легко узнать, что многие травоядные животные становятся пищей других животных. В то же время и хищники тоже могут быть чьей-то пищей.

Несмотря на то, что ежей часто изображают на картинках с яблочками и грибами, они являются хищниками. Ежи питаются мелкими грызунами. Но тоже не могут чувствовать себя в безопасности. Они могут быть съедены лисами. Кроме того, лисы, как и волки, питаются зайцами.

Паразитизм

Паразитизм — это тот вид взаимоотношений, когда один организм извлекает пользу благодаря другому. Но при этом паразит чаще всего старается сделать так, чтобы второй организм не погиб. Ведь в противном случае паразиту придется искать для себя новое место обитания и новый источник пищи. Или погибнуть.

Паразиты встречаются среди животных и растений. Например, почти каждый обитатель средней полосы видел гриб трутовик. Это такой живой организм, который удобно устраивается на стволе дерева и порой разрастается до невероятных размеров. Этот гриб не так просто удалить со ствола. Он закрепляется очень надежно. Благодаря дереву гриб получает пищу, а также место жительства.

Есть огромное количество червей, которые живут за счет более сильного организма со сложной организацией. Пожалуй, самым известным червем-паразитом является аскарида человеческая. Белые черви могут быть разного размера. Они обитают не только в кишечнике. В особо запущенных случаях они могут найти приют в разных участках организма. Благодаря человеку у аскарид всегда есть пища. Кроме того, в теле человека та температура и те условия, которые необходимы для того, чтобы черви благополучно существовали и размножались. Наличие большого количества аскарид в теле человека становится причиной неудобств, а также многих проблем, решить которые сможет только доктор.

В телах других животных также часто селятся черви-паразиты. Среди них можно отметить, например, печеночных сосальщиков. Такое взаимоотношение между организмами становится настоящей бедой для людей. А особенно для тех, кто занимается животноводством или садоводством. Вред, наносимый сельскому хозяйству паразитами, неизмерим.

Конкуренция

Несмотря на кровожадных хищников, ведущих охоту за более слабыми зверьками днем и ночью, конкуренцию считают самым жестоким типом взаимоотношений между организмами. Ведь к таковым относится борьба за место под солнцем среди представителей одного вида. И средства для получения необходимого количества пищи или лучшего жилья у каждого вида свои.

В борьбе выигрывают более сильные и ловкие звери. Сильные волки получают хорошую добычу, другим же остается либо питаться другими, менее сытными животными, либо умирать от голода. Подобная борьба ведется и между растениями за то, чтобы получить как можно больше влаги или солнечного света.

Нейтральные взаимоотношения

Есть и такие типы взаимоотношений между организмами, когда обе стороны не получают ни пользы, ни вреда. Несмотря на то что они живут на одной территории, их совершенно ничто не объединяет. Если одна из сторон этих взаимоотношений исчезнет с лица планеты, то вторую сторону это напрямую не коснется.

Так, в теплых странах разные травоядные животные питаются листьями одного и того же дерева. Жирафы едят те листья, которые находятся на вершине. Они самые сочные и вкусные. А другие травоядные животные вынуждены питаться остатками, растущими ниже. Жирафы им не мешают и не отнимают еду. Ведь низкие животные не смогут дотянуться до тех листьев, которые едят высокие. А высоким нет смысла наклоняться и отнимать пищу у других.

Есть разные формы взаимоотношений между организмами. И выучить их все не так просто. Но важно помнить, что все в природе взаимосвязано. Чаще всего животные и растения влияют друг на друга положительно или отрицательно, реже не влияют никак. Но даже если они не связаны напрямую, это не значит, что исчезновение одного не сможет привести к гибели другого. Взаимоотношение между организмами — важная часть окружающего мира.

fb.ru

Лекция 14. Биотические отношения и роли видов в экосистеме

1. Формы биотических отношений.

2. Понятие «экологическая ниша».

Ареалы распространения и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды называются биотическими. Представители каждого вида способны существовать в таком окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни.

Выделяют различные формы биотических отношений. Если обозначить положительные результаты отношений для организма знаком «+», отрицательные результаты знаком «-«, а отсутствие результатов через «0», то встречающиеся в природе типы взаимоотношений между живыми организмами можно представить в виде таблицы 14.1.

Таблица 14.1

Формы биотических отношений

Тип взаимодействия	Результат взаимодействия для вида		Общий характер взаимодействия
	А	В
1. Конкуренция	—	—	Взаимное подавление обоих видов
2. Хищничество	+	—	Взаимодействие благоприятно для популяции хищника А и неблагоприятно для популяции жертвы В. Популяция хищника обычно больше, чем популяция добычи
3. Паразитизм	+	—	Взаимодействие благоприятно для популяции паразита А и неблагоприятно для популяции хозяина В. Популяция паразита обычно меньше, чем популяция хозяина
4. Аменсализм	—	0	Популяция В подавляет популяцию А, но сама не получает пользы от воздействия и не испытывает отрицательного влияния
5. Комменсализм	+	0	Популяция комменсала А получает пользу от объединения, популяции В это объединение безразлично
6. Симбиоз	+	+	Взаимодействие, благоприятное для популяций А и В
7. Нейтрализм	0	0	Ни одна популяция не влияет на другую

Эта схематичная классификация дает общее представление о разнообразии биотических отношений. Рассмотрим характерные особенности отношений различных типов.

Конкуренция является в природе наиболее всеохватывающим типом отношений, при котором две популяции или две особи в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно.

Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой. Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида, межвидовая конкуренция имеет место между особями разных видов. Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов. Преимущества в конкурентной борьбе достигаются видами различными способами. При одинаковом доступе к ресурсу общего пользования один вид может иметь преимущество перед другим за счет более интенсивного размножения, потребления большего количества пищи или солнечной энергии, способности лучше защитить себя, адаптироваться к более широкому диапазону температур, освещенности или концентрации определенных вредных веществ.

Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в ее основе, может привести либо к установлению равновесия между двумя видами, при котором ни один из видов не будет развиваться столь же успешно, как в отсутствии конкурента, либо к замене популяции одного вида популяцией другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же заставит его перейти на использование иной пищи. Установлено, что два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Это так называемый принцип исключения или принцип Гаузе.

Популяции некоторых видов живых организмов избегают или снижают конкуренцию переселением в другой регион с приемлемыми для себя условиями, либо переходом на более труднодоступную или трудноусваиваемую пищу, либо сменой времени или места добычи корма, так, например, ястребы питаются днем, совы — ночью; львы охотятся на более крупных животных, а леопарды — на более мелких; для тропических лесов характерна сложившаяся стратификация животных и птиц по ярусам.

Из принципа Гаузе следует, что каждый вид в природе занимает определенное своеобразное место. Оно определяется положением вида в пространстве, выполняемыми им функциями в сообществе и его отношением к абиотическим условиям существования. Это место, занимаемое видом или организмом в экосистеме, называется экологической нишей. Образно говоря, если местообитание — это как бы адрес организмов данного вида, то экологическая ниша — это профессия, роль организма в месте его обитания.

Вид занимает свою экологическую нишу, чтобы выполнять отвоеванную им у других видов функцию только ему присущим способом, осваивая, таким образом среду обитания и в то же время формируя ее. Природа очень экономна: даже два вида, занимающих одну и ту же экологическую нишу, не могут устойчиво существовать: в конкурентной борьбе один вид вытеснит другой.

Экологическая ниша как функциональное место вида в системе жизни не может долго пустовать — об этом говорит правило обязательного заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Экологическая ниша, как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать новые приспособления, заполнить эту нишу, однако иногда это требует значительного времени. Нередко кажущиеся специалисту пустующие экологические ниши — лишь обман. Поэтому человек должен быть предельно осторожен с выводами о возможности заполнения этих ниш путем акклиматизации. Акклиматизация — это комплекс мероприятий по вселению вида в новые места обитания, проводимый в целях обогащения естественных или искусственных сообществ полезными для человека организмами. Расцвет акклиматизаторства пришелся на двадцатые — сороковые годы нашего столетия. Однако, по прошествии времени стало очевидно, что либо опыты акклиматизации видов были безуспешны, либо, что хуже, принесли весьма негативные плоды — виды стали вредителями или распространяли опасные заболевания. Иначе и не могло быть: помещенные в чужую экосистему с фактически занятой экологической нишей новые виды вытесняли тех, кто уже выполнял аналогичную работу. Новые виды не соответствовали нуждам экосистемы, иногда не имели врагов и поэтому могли бурно размножаться.

Классическим примером тому является интродукция кроликов в Австралию. В 1859 г, в Австралию из Англии для спортивной охоты завезли кроликов. Природные условия оказались для них благоприятными, а местные хищники — динго — не опасными, так как бегали недостаточно быстро. В результате кролики расплодились настолько, что на обширных территориях уничтожили растительность пастбищ. В некоторых случаях введение в экосистему естественного врага заносного вредителя приносило успех в борьбе с последним, но здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Завезенный враг совершенно необязательно сосредоточится на истреблении своей привычной добычи. Например, лисы, интродуцированные в Австралию для уничтожения кроликов, нашли в изобилии более легкую добычу — местных сумчатых, не доставляя запланированной жертве особых хлопот.

Конкурентные отношения отчетливо наблюдаются не только на межвидовом, но и внутривидовом (популяционном) уровне. При росте популяции, когда численность ее особей приближается к насыщению, вступают в действие внутренние физиологические механизмы регуляции: возрастает смертность, снижается плодовитость, возникают стрессовые ситуации, драки и т.п. Изучением этих вопросов занимается популяционная экология.

Конкурентные отношения являются одним из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, пространственного распределения видов популяций и регуляции их численности.

Хищничество и паразитизм. Поскольку в структуре экосистемы преобладают пищевые взаимодействия, наиболее характерной формой взаимодействия видов в трофических цепях является хищничество, при котором особь одного вида, называемая хищником, питается организмами (или частями организмов) другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. В таких случаях говорят, что два вида вовлечены в отношения «хищник — жертва».

Виды — жертвы выработали целый ряд защитных механизмов, чтобы не стать легкой добычей для хищника: умение быстро бегать или летать, выделение химических веществ с запахом, отпугивающим хищника или даже отравляющих его, обладание толстой кожей или панцирем, защитной окраской или способностью изменять цвет.

У хищников тоже есть несколько способов добычи жертвы. Плотоядные, в отличие от травоядных, обычно вынуждены преследовать и догонять свою жертву. Одни хищники вынуждены быстро бегать, другие достигают своей цели, охотясь стаями, третьи отлавливают преимущественно больных, раненых и неполноценных особей. Еще один путь обеспечения себя животной пищей — это путь, по которому пошел человек — изобретение орудий лова и одомашнивание животных.

Еще один тип взаимодействия видов — паразитизм. Паразиты питаются за счет другого организма, называемого хозяином, однако в отличие от хищников они живут на хозяине или внутри его организма на протяжении значительной части их жизненного цикла. Паразит использует для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно ослабляя, а нередко убивая его.

Отметим, что когда два вида связаны отношениями паразитизма или хищничества, разрушительный эффект оказывается в общем небольшим в случае, когда популяции развивались вместе в стабильной в течение длительного времени среде. Однако действие окажется совершенно разрушительным, приводящим к полному исчезновению хозяина или жертвы, если два вида стали контактировать недавно или резко изменилась среда обитания. Например, распахивая и возделывая новые территории, а также сознательно или бессознательно перевозя организмы на большие расстояния, человек оказался главной причиной исчезновения многих видов.

От паразитизма отличается аменсализм, при котором один вид причиняет вред другому, не извлекая при этом для себя никакой пользы. Чаще всего это те случаи, когда причиняемый вред заключается в изменении среды. Так поступает человек, разрушая и загрязняя окружающую среду.

Симбиоз — это длительное, неразделимое и взаимовыгодное отношение двух или более видов организмов. Например, жвачные животные (коровы, олени) переваривают клетчатку с помощью бактерий. Стоит только удалить этих симбионтов, и животные погибнут от голода.

Другим вариантом положительных отношений между двумя видами является комменсализм. Извлекая из хозяина значительную пользу (пища, убежище), виды — комменсалы не приносят ему никакой выгоды или заметного вреда. Например, многочисленные виды насекомых встречаются исключительно в муравейниках, норах грызунов, гнездах птиц, используя их как местообитание с более благоприятным микроклиматом.

Нейтрализм — это такой тип отношений, при котором ни одна из популяций не оказывает на другую никакого влияния: никак не сказывается на росте его популяций, находящихся в равновесии, и на их плотности. В действительности бывает, однако, довольно трудно при помощи наблюдений и экспериментов в природных условиях убедиться, что два вида абсолютно независимы один от другого.

Обобщая рассмотрение форм биотических отношений, можно сделать следующие выводы:

— отношения между живыми организмами являются одним из основных регуляторов численности и пространственного распределения организмов в природе;

— негативные взаимодействия между организмами проявляются на начальных стадиях развития сообщества или в нарушенных природных условиях; в недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем в старых ассоциациях;

— в процессе эволюции и развития экосистем обнаруживается тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счет положительных, повышающих выживание взаимодействующих видов.

Иногда животных, например, многих насекомых, поедающих растения, а также паразитов, хищников рассматривают в качестве естественных врагов тех организмов, за счет которых они существуют. Такой подход в принципе неверен. Паразиты и хищники, зоофаги и фитофаги являются факторами среды по отношению к своим хозяевам, жертвам и т.п. Следовательно, с общеэкологических позиций все они необходимы друг другу. В естественных условиях ни один вид не стремится и не может привести к уничтожению другого. Более того, исчезновение какого-либо естественного «врага» из экологической системы может привести к вымиранию того вида, на котором развивается этот «враг».

Все эти обстоятельства человек должен учитывать при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями с целью использования их в своих интересах, а также учитывать косвенные последствия, которые могут при этом иметь место.

studfiles.net

13. Основные формы межвидовых связей в экосистемах

В основе форм взаимодействия популяций лежат трофические связи. Межвидовые отношения реализуются в виде взаимодействия конкретных видов в структуре отдельных биоценозов и выражаются:

1) в антибиозе— крайнем выражении конкурентных отношений. Вид полностью препятствует возможности поселения особей других видов в определенной зоне влияния;

2) нейтрализме— виды, взаимодействуя друг с другом, не оказывают друг на друга заметного биологического воздействия. Такой тип отношений встречается в отношениях между видами смежных трофических уровней;

3) симбиозе— тесными функциональными взаимовыгодными отношениями (мутуализм — выгода для обоих видов, комменсализм — выгода только для одного вида).

В результате взаимоотношений растений и животных и у тех и у других формировались адаптации. Это образование твердой коры, различного рода шипов, колючек, развитие химической формы защиты у живых организмов, что способствовало ограничению выедания растительности. Удобрение почвы экскрементами животных способствует развитию богатой растительности. Важные биологические функции осуществляются на основе прямых трофических связей в пищевых цепях, вызывая ускорение биологического круговорота биомассы, способствуя распространению растений.

Во взаимоотношениях хищник — жертва большую роль играет поведение во время охоты: простое собирательство, широкий поиск, подстерегание, преследование, умерщвление жертв ядом. Животные, выступающие в качестве жертв, выработали приспособления — морфологические (шипы, колючки и т.п.), поведенческие (убегание, затаивание) или физиологические (продукция ядовитых, отпугивающих веществ), а также используют покровительственную окраску. Хищники могут воздействовать на половую структуру, изымая из популяций жертв преимущественно самцов.

Форма взаимосвязей между видами, при которой организмы одного вида живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида в течение определенного времени, называется отношениями хозяин — паразит. Для паразита организм хозяина — территория его обитания, которая защищена не только от факторов абиотического характера, но и укрывает его от различного рода врагов. Различают постоянных и временных паразитов. Для фиксации в организме жертвы используются зацепки, крючья, присоски. Обоюдные адаптации приводят к сокращению фатальных случаев среди жертв. Жизненно важно для паразита надежное попадание в организм хозяина. Явление паразитизма на планете наиболее богато представлено среди микроорганизмов и примитивных многоклеточных.

14. Составные компоненты экосистем, основные факторы, обеспечивающие их существование

Правомерно вычленить в любой экосистеме взаимообусловленные совокупности биотических и абиотических компонентов, а также факторы среды (такие как солнечная радиация, влажность и температура, атмосферное давление, антропогенные факторы и др.).

Биоту, входящую в состав биогеоценоза, или элементарной экосистемы, принято называтьбиоценозом(от греч. bios «жизнь», koinos «сообщество»), а пространство, им занятое, —биотопом. Совокупности природных факторов, в свою очередь, определяют и лимитируют развитие экосистем. Таким образом, абиотические компоненты в совокупности с биотическими и природными факторами составляют экологические условия жизнеобитания.

Основой формирования и функционирования биогеоценозов, а следовательно, и экосистем являются продуценты — растения и микроорганизмы, способные производить из неорганического вещества органическое, используя энергию света или химические реакции.

Продуценты, использующие для продуцирования органического вещества солнечную энергию, называются автотрофами (от греч. avtos «сам», trof «питаться»), а использующие химическую энергию — хемотрофами.

В отличие от продуцентов, образующих первичную продукцию экосистем, организмы, использующие эту продукцию, получили название гетеротрофов(от греч. geteros — «разный»). Они используют для формирования своих органов готовое органическое вещество других организмов и продукты их жизнедеятельности.

Гетеротрофностью обладают консументы (от лат. копsymo — «потреблять») — потребители живого органического вещества, к которым относятся фитофаги и зоофаги.

Фитофаги— травоядные (от греч. fitos — «растение», fagos — «пожиратель») или растительноядные.

Зоофаги— хищники, поедающие фитофагов и более мелких хищников.

Симбиотрофы(от греч. simbios — «сожительство») — микроорганизмы и грибы, живущие на корнях растений и вокруг них и получающие часть продуктов фотосинтеза в виде выделяемых корнями органических веществ.

Паразиты— консументы, начиная от вирусов и бактерий (микропаразитов) и заканчивая крупными растениями-паразитами или насекомыми. Паразиты — организмы, обитающие внутри или на поверхности животных или растений, которые питаются за счет организма хозяина, но не съедают его до гибели, а пользуются длительное время.

В естественных экосистемах обеспечивается состояние динамического постоянства баланса: растения<>фитофагиохищники<>паразиты. Тем не менее колебания численности могут быть значительны.

Сапрофаги— животные, поедающие трупы и экскременты.

studfiles.net

53.Взаимодействия в экосистеме. Симбиоз и его формы — Общая биология — Каталог файлов по биологии

Многообразные  живые  организмы  нашей  планеты  встречаются не  в любом  сочетании,  а  в  определенных  сообществах,  в  которые входят  виды,  приспособленные  к  совместному  обитанию,  вступающие  друг  с  другом  в  разнообразные  отношения  как  с  отрицательными,  так  и  с  положительными  для  себя  последствиями.

В  1939 г.  ученые  Клементс  и  Шелфорд для  обозначения  взаимодействий  между различными  организмами  ввели  в  науку термин  «коакции»(т.е.  взаимодействия). 

Фредерик Клементс (1874-1945)

Виктор Эрнест Шелфорд (1877-1968)

Выделяют  2  типа  взаимодействий,  или  коакций:

I) гомотипическиереакции — взаимодействия, осуществляемые между осо­бями  одного  вида,  так  называемые  внутривидовые отношения;

2)  гетеротипические реакции —  взаимодействия  между особями  разных  видов,

или межвидовые отношения.

Внутривидовые  взаимоотношения.  Взаимодействия  между  особями одного и того же вида называются гомотипическими реакциями и проявляются в эффектах группы, массы и во внутривидовой конкуренции.

Эффект  группы  —  это  изменения  физиологических  процессов,связанные с объединением животных в группы и ведущие к повышению жизнеспособности при совместном существовании.

Проявляется эффект группы в ускорении темпов роста животных,  повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов и повышении  средней   продолжительности  жизни   индивидуума.

У многих животных вне группы  не реализуется  плодовитость (некоторые породы голубей, бакланы, кайры). Многие насекомые (сверчки,  тараканы,  саранчовые  и  др.)  в  группе  имеют  более  интенсивный, чем при одиночном образе жизни, метаболизм, быстрее растут  и  созревают. 

Саранча

При  совместной  жизни  легче  искать  и  добывать пищу, защищаться от врагов.

Объединенные в стаю волки способныубивать добычу  более  крупных размеров,  чем  действуя  в  одиночку.

Бизоны, мускусные быки и другие жвачные успешнее обороняются от  хищников,  если  они  объединены  в  стада.

Бизоны

Существует  определенная закономерность, известная как принцип минимального размера популяции.  Согласно этому принципу, для нормального функционирования  популяции  ее  численность  не  должна  опускаться ниже  определенного  предела,  т. е.  не  должна  переходить ту  грань,за  которой  следует  постепенное  вымирание  в  результате  близкородственного  скрещивания.  Данный  «минимум»  для  различныхвидов животных различен.  Для  выживания  африканских слонов  встаде  должно  быть  не  менее  25  особей,  а  стадо  северного  оленя должно  насчитывать  не  менее  300 — 400  голов.

Одним из наиболее ярких примеров эффекта группы является баклан Бугенвиля. Он гнездится на скалистых островах, расположенных вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки. Ученые выяснили, что баклан Бугенвиля успешно размножается только при условии, если в гнездовой колонии насчитывается не менее 10 тыс. птиц, причем на 1 м 2  поверхности колонии приходится не менее 3 гнезд. Поэтому даже тысячные колонии этого вида могут постепенно угасать.

Особенно  важно знание  минимальных размеров популяций для  изолированных  (островных,  высокогорных  и  т.п.)  вымирающих  видов  животных.  Однако  определенная  угроза  есть  и  для  сравнительно  крупных популяций  животных,  если  они  отличаются  высокой  степенью  генетического мономорфизма (например, гепард). Серьезные опасения вызывает состояние  мировой  популяции  синего,  или  голубого,  кита,  горбатого кита,  бамбукового  медведя,  суматранского тигра,  азиатского льва,  калифорнийского кондора, американского журавля, белого журавля, или стерха, и многих других видов животных. Под угрозой исчезнования находятся многие виды островных тропических птиц. Принцип минимального размера популяции объясняет, почему иногда невозможно спасти виды, ставшие  малочисленными,  существующие  в  виде  отдельных  изолированных микропопуляций.

Таким  образом,  эффект  группы  проявляется  у  многих  видов,которые  могут  нормально  размножаться  и  выживать  только  в  том случае,  если  представлены  достаточно  крупными  популяциями. И  наоборот,  у  видов,  ведущих  одиночный  образ  жизни,  эффект группы  не  проявляется.  Если таких животных искусственно заставить жить вместе,  у них повышается  раздражительность,  учащаются столкновения и многие физиологические показатели сильно уклоняются от оптимума. Однако положительный эффект группы проявляется лишь до  некоторого оптимального уровня  плотности  по­пуляции.  Большая  численность животных  грозит  недостатком  ресурсов  среды.  В  этом  случае  проявляется  эффект массы,  вызываемый  перенаселением среды.  В  отличие  от эффекта группы,  который  воздействует  благоприятно  на животных,  эффект  массы  влечет  вредные  для  животных  последствия.  Наиболее  полно  эффект массы  изучен  на  насекомых.

У  многих  птиц смертность молодняка прямо пропорциональнавеличине  выводка.  У некоторых млекопитающих  плотность популяции изменяет сроки наступления половой зрелости. Так, в таежной  зоне резко снижается численность особей полевок, достигаю­щих половой  зрелости в год рождения,  если плотность популяции в  мае  повышена.  Эффекты  группы  и  массы  играют  исключительную  роль  в  регуляции  численности  популяции.

Внутривидовая  конкуренция,  которую  Ч.Дарвин  рассматривал как  важнейшую  форму  борьбы  за  существование,  наиболее  обостряется  между сходными  особями вида.  Внутривидовая конкуренция проявляется в борьбе за пищу,  в территориальном поведении,когда отдельные животные охраняют индивидуальные участки (кормовые,  гнездовые,  брачные).  Территориальное  поведение  характерно для  многих видов птиц и  млекопитающих,  а также  известноу  рыб  (например,  у  колюшковых,  лабиринтовых  рыб,  лососевых,у  многих коралловых рыб).

Наиболее  ярко  территориальное  поведение  демонстрируется певчими птицами. Обычно функцию охраны территории выполняет самец,  который  в сезон размножения,  особенно  при образовании  пар,  активно  поет  и  облетает свой  гнездовой  участок,  совершая так называемые «рекламные полеты».  Пение самца привлекает самку,  стимулирует  физиологическую  готовность  к размножению,предупреждает других самцов  своего  вида о  занятости территории,о  готовности  хозяина  активно защищать  ее.  Возникающие  с  пришельцами  конфликты  нередко  ограничиваются  простой  «демон­страцией  силы»,  например  принятием  угрожающих  поз.

Млекопитающие активно метят территорию  (оставляя  пахучие,зрительные  метки,  а  также  используя  голосовые  возможности  —рев оленей,  вой  волков  и  пр.).  Так,  медведи,  тигры  оставляют на деревьях  когтевые метки  (царапины),  свидетельствующие о размерах  и  силе хозяина территории.

У  животных  с  общественным  поведением,  образующих  стаи,стада,  колонии,  внутривидовая  конкуренция  проявляется  в  форме социальной иерархии, характеризующейся появлением в популяции доминирующих и подчиненных особей.  Социальная иерархия  не только распространена среди  позвоночных,  но и  встречает­сяу  беспозвоночных  животных.  Например,  у  майского  жука  личинки  трехлетнего  возраста  подавляют  развитие  личинок двух-  иоднолетнего возраста.  В этом причина того, почему вылет взрослыхжуков  наблюдается только  раз  в  3  года.

Значение социальной иерархии для жизни вида наглядно демонстрируется примером с павианами.  Когда стадо обезьян  находится в походе,самки с детенышами и молодняк следуют в центре группы вместе с самцами-вожаками. Взрослые самцы низшего ранга находятся в авангарде иарьергарде стада, выполняя охранные функции. При появлении леопарда, получив сигналы от дозорных самцов,  вожаки  выдвигаются  вперед и создают неприступный для хищника барьер — ведь каждый из них способен  противостоять леопарду.

Павианы

У растений внутривидовая конкуренция, связанная с большой густотой  произрастания, вызывает у особей изменения морфологического характера — явление, очень редкое среди животных. Агрономы и лесоводы уже давно знакомы с такой  проблемой,  напрямую связанной с урожайностью  сельскохозяйственных  культур.

Внутривидовая конкуренция растений касается главным образом воды и света. В случае конкуренции из-за света растения при слишком большойгустоте затеняют друг друга.  Конкуренция выражается также в значительном  проценте  гибели  растений.  Это явление  хорошо  выражено  у такихкультур, как морковь, свекла. В лесу обычно молодых деревьев всегда больше, чем старых.

Уровень  конкуренции  непрерывно  меняется  в  зависимости  отконкретных  условий.  Так,  в  экологическом  вакууме  конкуренцияслабо выражена  или отсутствует,  а в насыщенной  среде она играетбольшую  роль  во  взаимоотношениях  между  особями.

Межвидовые  взаимоотношения.  Взаимоотношения  между  особями разных видов называются гетеротипическими реакциями. Влияние,  которое  оказывают друг  на друга два  вида,  живущие  вместе,может быть нейтральным, благоприятным и неблагоприятным. Отсюда  выделяют  следующие  типы  взаимоотношений  между  пред­ставителями разных видов: нейтрализм, конкуренцию, аменсализм,паразитизм,  хищничество,  комменсализм,  протокооперацию  имутуализм.

Нейтрализм — форма биотических взаимодействий,  когда  видыне  связаны  друг  с другом  непосредственно  и  даже  не  контактируют  между  собой,  но  зависят  от  состояния  сообщества  в  целом. Например,  белки и лоси  в одном лесу не связаны  между собой,  ноугнетение  леса  засухой  или  вредителями  сказывается  на  них.

Конкуренция — соперничество, любые антагонистические отношения  за  пространство,  пищу,  свет,  убежище.  Это  единственнаяформа  экологических  отношений,  отрицательно  сказывающаясяна обоих взаимодействующих видах — их росте и выживании.  Различают  две  основные  формы  конкуренции  —  прямую  и  косвенную.

Прямая,  или интерференциозная,  конкуренция осуществляется  путем  прямого,  непосредственного  влияния  особей  друг  на друга.  Проявляется  эта форма  конкуренции  в  агрессивных  столкновениях  между  животными  или  при  выделении  токсинов  (аллелопатия) у растений или микроорганизмов.  Опосредованная конкуренция не предполагает непосредственного взаимодействия  между особями. Она происходит косвенно — через потребление разными  животными  одного  и  того  же  ограниченного  ресурса  (пища,укрытия,  места  для  размножения  и  т.д.).  Поэтому  такую  конкуренцию  обычно  называют  эксплуатационной.  Часто  результатоммежвидовой  конкуренции  может  быть  взаимное  приспособлениеконкурирующих видов,  при  котором  разные  виды  —  антагонистымогут сосуществовать.  И  тем  не  менее  это  отрицательное  взаимодействие,  подавляющее  влияние  видов,  остается  и  не  позволяет полностью  раскрыть свои  возможности  каждому  из  них.

Если два  вида  с  одинаковыми  экологическими  потребностямиоказываются  в  одном  сообществе,  рано  или  поздно  один  конкурент  вытесняет  другого.  Известная  закономерность  получила  название  принципа  (или  правила)  конкурентного  исключения,  илипринципа  Г. Ф. Гаузе.  Известный  отечественный  ученый  провел опыт  по  содержанию  двух  близких  видов  инфузорий  —  туфельки хвостатой  (Paramecium  caudatum)  и  туфельки  ушастой  (P.  aurelia).

Инфузории содержались вместе и порознь. При совместном содержании  популяция  хвостатой  туфельки  со  временем  прекратила существование,  да и ушастая  туфелька была  менее  многочисленной,чем  когда  ее  содержали  отдельно  от  конкурента.

Аменсализм  — биотические  отношения,  при  которых для  одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания  отрицательны,  а  для  другого  —  безразличны.  Например,плесневые грибы угнетают бактерии,  но для  грибов это безразлично,  или  светолюбивые  растения  угнетены  кроной  ели,  для  которой  это  безразлично.  Корневые  выделения  пырея  угнетают  даже древесную растительность.  Выделения полыни горькой отрицательно воздействуют на многие  виды растений.  Эти примеры относятся  к аллелопатии (крайняя форма аменсализма),  нередко рассматриваемой  как  вариант  химической  конкуренции,  при  которой  растения  взаимодействуют посредством  выделения биологически активных  веществ  (фитонцидов,  колинов,  антибиотиков)  во  внешнюю среду.

Зарастание водоема сине-зелеными водорослями 

Паразитизм  —  тип  взаимоотношений,  при  котором  организмпотребитель  использует живого хозяина для  своей  пользы  (как  источник пищи, место постоянного или временного обитания). Паразиты  намного  мельче  своего  хозяина.  Паразитические  отношения складываются,  например,  между  насекомыми-вредителями  и  растениями,  кровососущими насекомыми и животными,  грибами-паразитами  и  растениями,  гельминтами  (паразитические  черви)  и человеком,  животными  или растениями,  в  организме  которых  эти черви паразитируют,  поражая различные органы и  вызывая заболевания  —  гельминтозы. 

Рыба, пораженная гельминтами

Проявлением  паразитизма  является  бейтсовская  мимикрия,  при  которой  вид в  одном  сообществе  с ядовитым  или  несъедобным  видом  извлекает  пользу,  будучи  похожим  на вид,  имеющий  предупреждающую  окраску,  оставаясь  неядовитым.

Следовательно, его окраска является ложной предупреждающей окраской. Например, некоторые виды бабочки белянки сходны с несъедобными  ярко  окрашенными  бабочками  из  семейства  геликонид,которые  обладают  неприятным  запахом  и  вкусом;  бабочка  «вицекороль»  имитирует  несъедобный  вид  —  бабочку  «монарх».

Интересная форма межвидовых отношений  встречается у муравьев Северного полушария, живущих в умеренном  климате,  — похищение  куколок у других видов муравьев,  рассматриваемое  некоторыми  учеными  как доведенный  до  крайности  материнский  инстинкт.

Хищничество  —  тип  взаимоотношений,  при  котором  представители  одного  вида  поедают  представителей  другого  вида,  которых  они  ловят  и  умерщвляют.  Хищничество  и  паразитизм  —  этопример  взаимодействия  двух  видов,  отрицательно  сказывающегося  на  росте  и  выживании  одного  и  положительно  —  другого.

Комменсализм  —  взаимоотношение  видов,  при  котором  имеетместо  одностороннее  использование  одним  видом  (комменсалом)другого  без  принесения  ему  вреда  (или  пользы),  при  постоянномили временном совместном обитании.

Различают две основные формы комменсализма: нахлебничество и квартиранство.

Нахлебничество  —  это  комменсализм,  основанный  на  потреблении  остатков пищи  другого  вида. Например,  гиены  подбирают  остатки  пищи львов;  в жидкости ловчих кувшиновидных цветков насекомоядных растений  непентосов  живут  личинки  комаров-кулицид,  которые питаются  попавшими  в цветок насекомыми;  мелкая  рыба-прилипала, прикрепившись с помощью специального плавника-присоски к коже крупных акул  и  рыб,  питается остатками  их  пищи,  получая при  этом  возможность защиты  и более быстрого передвижения  на большие расстояния.  При этом для основных видов (видов-хозяев)присутствие комменсалов безразлично. 

Рыба-прилипала на акуле

Квартиранство,  или синойкия (греч.Synoikia — совместное проживание), — использование дляубежищ одними  видами других  (их тел  или  построек).Например,  вокеанах  и  морях  в  каждой  раковине  обитают  организмы,  которыеполучают  здесь  укрытие,  но  не  причиняют  «владельцу»  этой  раковины никакого вреда; растения-эпифиты (орхидеи, лишайники, некоторые  папоротники  и  мхи)  селятся  на  стволах  и  ветвях  другихрастений,  получая  питательные  вещества  из  окружающей  среды,но не из организма растения-хозяина; растения-эпифилы  (некоторые  водоросли,  мхи,  реже  цветковые)  селятся  на листьях  вечнозеленых растений;  в  норах  грызунов  и  гнездах  птиц  постоянно  проживают разные  виды  членистоногих.  Белые трясогузки  иногда устраивают  свои  гнезда  в  огромных  гнездах  орлана-белохвоста. 

Протокооперации,  или  факультативный  мутуализм,  —  тип  межвидовых  взаимоотношений,  когда  совместное  существование  выгодно для  обоих  видов,  но  не  является  непременным  условием  их выживания.  Эти  взаимополезные,  но  необязательные  связи  двух видов представляют собой необлигатный симбиоз (от лат. obligatus —обязательный, непременный и от греч. symbiosis — совместная жизнь).

Например,  актинии  прикрепляются  к панцирю  краба:  краб  получает  защиту  (за  счет  стрекательных  клеток,  имеющихся  у  актинии)  и  маскировку,  актиния,  в  свою  очередь,  получает  остатки пищи  краба  и  возможность передвижения.

 

Облигатный мутуализм  —  неразделимые  взаимополезные  связи двух  видов. 

Это  тип  межвидовых  отношений,  при  котором  виды полностью  зависят друг  от друга,  представляют  собой  облигатный симбиоз. 

Примером  может  служить  сотрудничество  между  азотофиксируюшими  бактериями  и  бобовыми  растениями.

Азотфиксирующие бактерии живут на клубеньках бобовых растений

Азотофиксируюшие  бактерии,  снабжая  растение  азотом,  получают  от  него углеводы  тоже  в  виде  сахаров;  мутуалистические  отношения  между жвачными  (коровы),  симбиотическими  бактериями  и  простейшими,  обитающими  в  отделе  желудка  (в  рубце)  этих  животных,проявляются  следующим  образом:  бактерии  и  простейшие  получают благоприятную среду для  своей  жизнедеятельности  и,  в свою очередь,  выделяют  ферменты,  воздействующие  на  проглоченный растительный  корм, облегчая тем самым  переваривание клетчатки.

В  результате  ценные  продукты  бактериологического  сбраживания клетчатки  (уксусная,  янтарная  и  масляная  кислоты)  всасываютсяв  этом же  отделе  желудка.  Кроме  того,  в  кишечник животных наряду  с  растительной  массой  попадает  большое  количество  бактерий  и  простейших,  клетки  которых служат  источником  белкового питания.Широко  известным  примером  мутуализма  является  лишайник  —  мутуалистические  отношения  водоросли  и  гриба. 

Функциональная  и  морфологическая  связь  этих организмов  настолько тесна,  что лишайники  практически составляют  единый  организм.

Симбиоз, вероятно, возник из паразитизма гриба на водорослях. Гифы гриба (микроскопические нити, образующие его тело)образуют всасывающие отростки,  проникающие  внутрь протопласта клеток водорослей.  Через них гриб получает вещества,  ассимилированные  водорослями  в результате  фотосинтеза.  Воду  и  минеральные  вещества  водоросли  получают  изгиф  гриба.  Гриб  постепенно  убивает  клетки  водорослей,  а  затем  использует  их  остатки,переходя к сапрофитному питанию.  Всего в природе насчитывается  более  20  тыс.  видов  этих  организмов,  что  свидетельствует  обуспехе  такого  способа  существования.

Симбиоз.  Различные формы  совместного  существования  разноименных  организмов,  составляющих  симбионтную  систему,  называются симбиозом. Термин «симбиоз» был предложен А. Де Бари  в  1879  г.  Симбионты  часто  характеризуются  противоположны­ми признаками: подвижные и ведущие прикрепленный образ жизни,  обладающие  способами  и средствами  защиты  и лишенные  их.

Таким образом,  один из партнеров симбионтной системы или обавместе  приобретают возможность выигрыша  в борьбе за существование.  Некоторые отечественные авторы употребляют термин «симбиоз»  в  слишком  узких  границах,  используя  его лишь для  обозначения тесных мутуалистических связей,  исключая  возможность самостоятельного  существования  хотя  бы  одного  из  симбионтов.

Однако  в  современной  биологии  термин  «симбиоз»  принят  в  егопервоначальном  широком  значении  как  любая  форма  сожительства  с  образованием  системы  взаимосвязей;  мутуализм  в  данномслучае  обозначает  тип  симбиоза,  при  котором  эти  взаимосвязиобоюдно  выгодны  (положительны).  Комменсализм,  паразитизмявляются  иными  по  характеру  отношений  между  партнерами  типами  симбиоза.

 

 

 

 

 

 

 

www.xn--90aeobaarlnb3f3fe.xn--p1ai