ЛЕКЦИЯ 4.Типы взаимодействия организмов в природе

 

Типы взаимодействия организмов в природе

1 Биотические связи и их значение в природе. Прямые и косвенные связи.

2 Конкуренция как тип биотических отношений.

3 Отношения хищник – жертва, паразит – хозяин.

4 Положительные типы биотических взаимоотношений: комменсализм, протокооперация и симбиоз.

 

1. Биотические связи и их значение в природе. Прямые и косвенные связи. Жизнь любого живого существа невозможна без других. Его благополучие зависит от многих видов, которые так или иначе на него воздействуют.

Весь мир животных, грибов и значительная часть бактерий живет за счет тех соединений, которые создаются растениями. Но и растения не могли бы существовать без микроорганизмов, освобождающих мине­ральные соли из мертвого опада, животных - опылителей и распространителей семян, грибов, помогающих питанию корней, или других растений, создающих необходимый микроклимат.

Такие связи, складывающиеся в природе между разными организмами, называют биотическими. Эти связи могут оказывать положительное воздействие (+), отрицательное (-), либо быть нейтральными (0).

Вся живая природа пронизана этими связями. Они необыкновенно разнооб­разны в деталях, могут быть прямыми или косвенными и имеют разное значение в жизни видов.

Прямые связи осуществляются при непосредственном влиянии одного вида на другой (например, хищника на жертву). Косвенные - через влияние на внешнюю среду или на другие виды.

Хотя взаимодействия организмов очень разнообразны, они приво­дят лишь к трем главным результатам:

1) обеспечению пищей,

 2) изме­нению среды обитания,

3) расселению видов в пространстве.

В результате сложности и переплетенности связей между видами не­осторожное вмешательство человека в жизнь природы может вызвать цепную реакцию событий, которые приведут к неожиданным и нежела­тельным последствиям.

Пример экологической цепной реакции, вызванной нарушением связей между видами, - «цветение» водоемов. До 40% вносимых на поля удобрений смывается в озера, пруды, реки, водохранили­ща, где служат причиной массового размножения одноклеточных водорослей. Потребители водорослей не успевают их уничтожать, в результате чего большая масса отмерших клеток разлагается бак­териями. Вода мутнеет, приобретает неприятный запах. В ней рез­ко снижается содержание кислорода, иногда появляются токсиче­ские вещества. Происходят массовая гибель и отравление рыб, моллюсков и других водных обитателей. Снижение качества воды отражается на здоровье людей и приводит к необходимости боль­ших затрат на очистку.

2. Конкуренция как тип биотических отношений. Конкуренция (--) – это тип биотических взаимоотношений, который складывается в природе между видами с одинаковыми экологическими требованиями. При этом популяции видов в борьбе за пищу, местообитание и другие, необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно.

Конкуренция связана с тем, что представители совместно живущих видов сообща используют одни и те же ресурсы, которые обычно ограничены. Ресурсы могут быть как пи­щевые (например, одни и те же виды жертв у хищников или растений -у травоядных), так и другого рода, например, наличие мест для выведе­ния потомства, убежищ для защиты от врагов и т. п. В этих случаях, даже если конкурирующие виды мирно сосуществуют, присутствие дру­гого вида неблагоприятно для каждого из них, так как часть необходи­мых ресурсов используется другим.

Конкурировать могут в природе как близкие виды, так представи­тели очень далеких групп. Например, суслики в сухой степи выедают до 40% растительного прироста. Это значит, что пастбища могут прокор­мить меньшее число овец или сайгаков. А в годы массового размноже­ния саранчи пищи не хватает ни сусликам, ни овцам.

3. Отношения хищник – жертва, паразит – хозяин. Отношения по типу хищник – жертва, паразит – хозяин ( +– ) - это прямые пищевые связи, которые для одного из партнеров имеют отрицательные, а для другого положительные последствия.

Хищничество – форма межвидовых взаимоотношений, при котором особь одного вида (хищник) питается организмами другого вида (жертвы), причем хищник живет отдельно от жертвы. Обычно в научной литературе связь хищник – жертва понимается в широком смысле и включает все формы добывания пищи. Они, в свою очередь, подразделяются на несколько категорий:

1)                 истинное хищничество (хищные млекопитающие)

2)                 собирательство (насекомоядные птицы)

3)                 пастьба (копытные)

Паразитизм – форма межвидовых взаимоотношений, при котором один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве среды обитания и источника пищи. Паразит в отличие от хищника не убивает своего хозяина, а длительное время питается за его счет.

Паразиты всю жизнь проводят в одном или двух, реже - трех хо­зяевах. Они живут в условиях избытка пищи, которую не надо активно добывать, и используют хозяев как среду своего обитания. У них ослаблены связи с внешним миром.

Также у паразитов вырабатывается ряд приспособлений к данному образу жизни:

1.упрощение организации, редукция (исчезновение) органов чувств, пищеварения (гельминты), утрата крыльев (вши, блохи) и т. д.

2.появление специфичных органов фиксации – крючки, присоски, зацепки и т.д.

3. чрезвычайно высокая плодовитость – аскарида – 200 тыс. яиц в сутки, печеночный сосальщик – 1 млн. яиц в неделю.

Паразиты могут быть:

1.                  внешними (эктопаразиты) – т.е. паразитирующими на наружных покровах тела хозяина – вши, комары, блохи, клещи,

2.                  внутренними (эндопаразиты) – паразитирует внутри хозяина (гельминты – аскарида, острица, эхинококк, бычий цепень, свиной солитер и т.д.).

 4. Положительные типы биотических взаимоотношений: комменсализм, протокооперация и симбиоз. Положительным типом биотических взаимоотношений в природе являются комменсализм, протокооперация и симбиоз. Рассмотрим их подробнее.

Комменсализм (+0) – это такая форма взаимоотношений между видами, когда один вид извлекает пользу, а для другого вида эти отношения безразличны. При комменсализме происходит одностороннее использование одного вида другим, без принесения ему вреда. При этом один вид использует другой в качестве среды обитания, средства передвижения или питаются за его счет.

Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев, называется нахлебничеством. Таковы взаимоотношения львов и гиен, белых медведей и песцов, подбирающих остатки их пищи

Протокооперация (++) – это такая форма взаимоотношений между видами, при которых оба организма извлекают выгоду от объединения, но при этом не находятся в полной зависимости друг от друга. Примерами являются взаимоотношения между раком отшельником и актинией. Актиния защищает рака - отшельника от хищников, а он, в свою очередь, обеспечивает актинии перемещение (рис. 1).

Рис. 1. Протокооперация: Актиния и рак – отшельник 

Симбиоз (++) – это взаимовыгодные и взаимообязательные отношения между различными видами организмов. В эколо­гии такие связи называют также мутуалистическими или мутуализмом. Для ряда видов эти отношения настолько важны, что они даже не могут выжить без другого. Многие цветковые растения, например, не могут расти без связи с грибами или клубеньковыми бактериями. Симбиоз с грибами или бак­териями улучшает корневое питание растений, которые, со своей сторо­ны, обеспечивают их растворимыми сахарами и другими продуктами фотосинтеза. Лишайники, как известно, представляют собой взаимное сожительство грибов и водорослей (рис. 2).

   Рис. 2. Лишайник кладония – пример симбиоза: 1 – клетки водорослей; 2 – грибные гифы.

 Множество животных не смогли бы переваривать пищу без одноклеточных симбионтов пищева­рительного тракта - бактерий и простейших. Такие полезные связи объединяют самые разные группы организмов: рас­тения, животных, грибы и бактерии - и широко распространены в при­роде.