Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп. По направлению действия на организм все они подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные.
Кластер – это графическая организация материала, показывающая смысловые поля того или иного понятия. Слово «кластер» в переводе – пучок, созвездие. Составление кластера позволяет свободно и открыто думать по поводу какой – либо темы. В центре листа записывается ключевое понятие, а от него рисуются стрелки – лучи в разные стороны, которые соединяют это слово с другими, от которых лучи расходятся всё далее и далее.
Виды любых организмов, живущих на одной территории и контактирующих друг с другом, вступают в различные отношения между собой. Положение вида при разных формах взаимоотношений обозначается условными знаками. Знак «минус» () обозначает неблагоприятное влияние (особи вида испытывают угнетение). Знак «плюс» (+) обозначает благоприятное влияние (особи вида извлекают пользу). Знак «ноль» (0) показывает, что отношения безразличны (отсутствует влияние). Все биотические взаимоотношения можно разделить на 6 групп: (00) – Нейтральные: организмы не оказывают влияния друг на друга. (++) – Взаимополезные: между организмами существуют взаимовыгодные, симбиотические отношения. (+0) – Полезно – нейтральные: один из организмов получает пользу, другой не испытывает вреда. (+-) – Полезно – вредные: один из организмов испытывает выгоду, другой испытывает угнетение. (--) – Взаимо – вредные: отношения, вредные для обоих организмов. (-0) – Вредно – нейтральные: один из видов угнетается, другой не извлекает пользы.
При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом, однако угнетение леса засухой сказывается на каждом из них, хотя и в разной степени. (00)
Лишайник ВЗАИМОПОЛЕЗНОЕ СОЖИТЕЛЬСТВО, КОГДА ПРИСУТСТВИЕ ПАРТНЁРА СТАНОВИТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ УСЛОВИЕМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Лишайники – сожительство гриба и водоросли. Гриб получает от водоросли продукты фотосинтеза и, видимо, специфические ростовые вещества. Сине – зелёные водоросли, входящие в состав некоторых лишайников, способны фиксировать атмосферный азот. Такие лишайники могут расти там, где азота мало, не испытывая его дефицита. Грибница гриба доставляет водорослям воду с минеральными веществами. (++) СИМБИОЗ
Самое глубоководное зеркало. В тканях коралловых полипов живут микроскопические организмы – водоросли зооксантеллы, которые получают питательные вещества в процессе фотосинтеза. При этом они помогают кораллам усваивать из воды кальций, необходимый для формирования известкового скелета. Зооксантелла для нормального функционирования нуждается в постоянном освещении. А кораллы обитают на больших глубинах, где света мало и они увеличивают освещённость своих симбионтов «зеркалами»: в качестве которых работает особый слой отражающего пигмента, который лежит непосредственно под водорослями. Симбиоз (++)
Бобовые растения и азотфиксирующие бактерии. Азотфиксаторы способны включать атмосферный азот в состав органических соединений, в частности аминокислот. Они снабжают растение соединениями азота, а от него получают углеводы, т.е. продукты фотосинтеза. Такой симбиоз позволяет селиться растениям на почвах, бедных азотом. Когда содержание азота в почве служит лимитирующим фактором, симбиоз с азотфиксаторами может обеспечить преимущество в конкуренции. Симбиоз (++)
Симбиотические отношения, при которых наблюдается устойчивое взаимовыгодное сожительство двух организмов разных видов. Общеизвестно сожительство раков- отшельников с коралловыми полипами - актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой, пораженная стрекательными клетками актинии, падает на дно и поедается раком. (++) МУТУАЛИЗМ
Копытень европейский - распространенное растение. Увидеть цветущим его сложно т.к. цветки мелкие, бурого цвета, невзрачные, находятся близко к земле, но богаты нектаром, который и привлекает муравьев и они их опыляют. Когда семена созреют, муравьи их собирают и несут в муравейник. Сами семена их не интересуют, покров семени прочный и до содержимого они не достают. Платой за распространение служит ариллус – сочное образование семени, богатое углеводами, маслами и др. питательными веществами. Привлеченные этой приманкой, муравьи растаскивают семена копытня. Съедая ариллус, они бросают семена, которые на следующий год прорастают. Подобный способ распространения и у тимьяна (чабреца). Принесенные семена прорастают прямо на муравейнике. Чабрец(тимьян) Копытень Протокооперация (++)
Полезно-нейтральные отношения: ВЗАИМООТНОШЕНИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОДИН ВИД ПОЛУЧАЕТ ПОЛЬЗУ ОТ СОЖИТЕЛЬСТВА, А ДРУГОМУ ЭТО БЕЗРАЗЛИЧНО. Нахлебничество – потребление остатков пищи хозяина. Рыба – прилипала, обитающая в тропических и субтропических морях, прикрепляется к рыбам, черепахам, китам. Они за их счет не питаются, а используют лишь как транспорт и покидают их, оказавшись на месте с подходящим кормом. Для этого у рыб спинной плавник преобразован в присоску. Насытившись, рыбы вновь ищут к кому бы прикрепиться. В дороге они пользуются остатками корма своих возниц. Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении передвижения и расселения этих рыб. (+0) КОММЕНСАЛИЗМ
Удобное соседство. В Центральной и Южной Америке живут колониальные птицы – классики. Они сооружают «многоквартирный дом», где каждая пара имеет своё отдельное гнездо. Общий вид постройки напоминает длинную плетёную корзину. Среди гнёзд классиков можно увидеть гнёзда колониальных ос. Цель такого странного соседства проста: подрастающие птенцы классиков – лёгкая добыча для хищников, а жалящая гвардия защищает птенцов классиков, отпугивая любых чужаков. Квартиранство(+0)
Квартиранство Под крылом у друга. Личинки комаров звонцов поселяются под «крышей» личинки подёнки. Под зачатками крыльев, которые есть у будущих подёнок, развивающиеся комары строят свои хоромы. Натаскивают мелких песчинок и панцирей мелких водорослей диатомей. В результате чего возникает под «импровизированной» крышей дом, напоминающий кармашек, где живёт личинка комара – звонца. Она сидит там, фильтруя воду, и спокойно ждёт, когда подрастёт настолько, что может выйти к поверхности воды и превратиться в маленького чёрного комарика. (+0)
Сова ястреб Полезно-вредные отношения. Это способ добывания пищи животными, реже растениями, при котором они ловят, умерщвляют и поедают других животных У хищников в процессе эволюции выработались 3 стратегии для поимки жертвы: 1)маскировочная окраска, 2) гибкое поджарое сильное тело, 3)ловчие сети пауков и насекомоядных растений. Волк (+-) ХИЩНИЧЕСТВО
Хищничество связано с овладением сопротивляющейся и убегающей добычей. При нападении на птиц сокола-сапсана большинство жертв погибает мгновенно от внезапного удара когтей сокола. Мыши-полевки также не могут оказать сопротивления сове или лисице. Но иногда борьба хищника и жертвы превращается в ожесточенную схватку. ХИЩНИЧЕСТВО (+-)
Многие многоножки, в частности, сколопендра - также типичные хищники с чрезвычайно широким спектром жертв: от насекомых до мелких позвоночных животных. Крупные лягушки нападают на птенцов и могут наносить серьезный ущерб разведению водоплавающей домашней птицы. Змеи охотятся на амфибий, птиц и мелких млекопитающих. Нередко объектами их охоты бывают не только взрослые особи, но и яйца птиц. Гнезда птиц, расположенные как на земле, так и на ветвях деревьев, буквально опустошаются змеями. ХИЩНИЧЕСТВО (+-)
Кувшиночник (непентес) В эволюции связи хищник-жертва происходит постоянное совершенствование и хищников, и их жертв. Потребность в азоте у растений, произрастающих на бедных питательными веществами почвах, промываемый водой, привела к возникновению у них очень интересного явления. Эти растения обладают приспособлениями для ловли насекомых. Венерина мухоловка (+-) ХИЩНИЧЕСТВО
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ВИДАМИ, ОБИТАЮЩИМИ В СХОДНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ. Это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций. (--) КОНКУРЕНЦИЯ ВНУТРИВИДОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ
Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть весьма разнообразными: от жесткой борьбы до почти мирного сосуществования. Но, как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой. Конкуренты могут активно действовать друг на друга. У растений это может быть перехват минеральных солей и влаги корневой системой, солнечного света - листьями. В смешанных посадках деревьев быстрорастущие экземпляры будут затенять и угнетать медленно растущие деревья. (--) МЕЖВИДОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ
Обыкновенная (вверху) и песчаная лисицы в некоторых частях света встречаются вместе. Конкуренция вынудила эти виды перейти на разную добычу: в результате их зубы сильно различаются. У хищников, живущих вместе, различия зубов гораздо сильнее, чем у живущих порознь. Межвидовая конкуренция (--)
В результате конкуренции в биогеоценозе совместно уживаются только те виды, которые смогли разойтись в своих требованиях к условиям жизни. Например, копытные африканских саванн по- разному используют пастбищный корм. Зебры обрывают верхушки трав; антилопы кормятся тем, что оставляют им зебры, выбирая при этом определенные виды растений; газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топпи едят сухие стебли, ocтавшиеся после других травоядных. Межвидовая конкуренция (--)
АМЕНСАЛИЗМ – ВЗАИМООТНОШЕНИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОДИН ВИД ИСПЫТЫВАЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ, А ДРУГОМУ ЭТО БЕЗРАЗЛИЧНО. Вредно – нейтральные взаимоотношения. Примером аменсализма может служить влияние темнохвойных деревьев на виды мохового и травяного ярусов. Под пологом деревьев уменьшается освещенность, повышается влажность воздуха. При разложении опада деревьев почвы обедняются, поскольку при этом образуются кислоты, способствующие вымыванию элементов минерального питания в глубь почвенного слоя. Этот процесс особенно активен в таежном еловом лесу, так как ель сильный средообразующий вид. (-0)
АМЕНСАЛИЗМ Примером аменсализма являются отношения сфагновых мхов и сосудистых растений на сфагновом болоте. Сфагновые мхи довольно быстро растут, повышают уровень поверхности болота и постепенно погребают в своей толще многолетние живые органы цветковых растений, выступая как ингибиторы. Это приводит к угнетению цветковых растений, которые вынуждены перемещать свои корневища и корни как вверх, так и к участкам болота, где поверхность нарастает не столь быстро. (-0)
Биотические взаимоотношения Взаимополезные (++) Полезно – нейтральные (+0) Нейтральные (00) Полезно – вредные (+-) Взаимовредные (--) Вредно – нейтральные (-0) Межвидовая Квартиранство НахлебничествоСотрапезничество Комменсализм Внутривидовая Конкуренция Хищничест во Паразитизм Протокоопер ация Симбиоз Мутуализм Аменсализм Нейтра лизм
Географическое положение и климатические особенности саванн Африки
Саванна - зональный тип ландшафта тропических и субэкваториальных поясов, где ясно выражена смена влажного и сухого сезона года при неизменно высоких температурах воздуха (15-32°С). По мере удаления от экватора период влажного сезона с 8-9 месяцев уменьшается до 2-3, а осадки - от 2000 до 250 мм в год. Буйное развитие растений в сезон дождей сменяется засухами сухого периода с замедлением роста деревьев, выгоранием травы. В результате характерно сочетание тропической и субтропической засухоустойчивой ксерофитной растительности. Некоторые растения способны запасать влагу в стволах (баобаб, бутылочное дерево). В травах господствуют высокие злаки до 3-5 м, среди них редко растущие кустарники и одиночные деревья, встречаемость которых увеличивается в направлении к экватору по мере удлинения влажного сезона до редколесий.
Обширные пространства этих удивительных природных сообществ находятся в Африке, хотя саванны есть и в Южной Америке, и в Австралии, и в Индии. Саванна - наиболее широко распространенный и самый характерный ландшафт Африки. Зона саванн широким поясом окружает центрально - африканский дождевой тропический лес. На севере с тропическим лесом граничат гвинейско-суданские саванны, протянувшиеся полосой шириной 400-500 км почти на 5000 км от Атлантического до Индийского океана, прерываемые лишь долиной Белого Нила. От реки Тана саванны поясом шириной до 200 км спускаются к югу до долины реки Замбези. Затем пояс саванн поворачивает уже на запад и, то сужаясь, то расширяясь, простирается на 2500 км от берегов Индийского океана до Атлантического побережья.
Леса в приграничной полосе постепенно разреживаются, состав их становится беднее, среди массивов сплошного леса появляются пятна саванн. Постепенно влажный тропический лес ограничивается только речными долинами, а на водоразделах они замещаются лесами, сбрасывающими листья на сухое время года, или саваннами. Изменение растительности происходит в результате сокращения влажного периода и появления сухого сезона, который по мере удаления от экватора становится все более продолжительным.
Зона саванн от северной Кении до морского побережья Анголы самое большое по площади растительное сообщество нашей планеты, занимающее не менее 800 тыс. км 2 . Если же добавить еще 250 тыс. км 2 гвинейско-суданской саванны, то окажется, что более миллиона квадратных километров поверхности Земли занято особым природным комплексом - африканской саванной.
Отличительной особенностью саванн является чередование засушливого и влажного сезонов, которые занимают примерно по полгода, сменяя друг друга. Дело в том, что для субтропических и тропических широт, где располагаются саванны, характерна смена двух разных воздушных масс - влажной экваториальной и сухой тропической. Значительно влияют на климат саванн муссонные ветры, приносящие сезонные дожди. Поскольку эти ландшафты расположены между очень влажными природными зонами экваториальных лесов и очень сухими зонами пустынь, то постоянно испытывают влияние и тех, и других. Но влага недостаточно долго присутствует в саваннах, чтобы там вырастали многоярусные леса, а засушливые «зимние периоды» в 2- 3 месяца не позволяют саванне превратиться в суровую пустыню.
Годовой ритм жизни саванн связан с климатическими условиями. Во влажный период буйство травяной растительности достигает максимума - всё пространство, занятое саваннами, превращается в живой ковёр разнотравья. Картину нарушают лишь кряжистые невысокие деревья - акации и баобабы в Африке, веерные пальмы равенала на Мадагаскаре, кактусы в Южной Америке, а в Австралии - бутылочные деревья и эвкалипты. Почвы саванн плодородны. В дождливый период, когда господствует экваториальная воздушная масса, и земля, и растения получают достаточно влаги, чтобы прокормить многочисленных животных, обитающих здесь.
Но вот муссон уходит, а его место занимает сухой тропический воздух. Теперь начинается пора испытаний. Выросшие в человеческий рост травы иссушаются, вытаптываются многочисленными животными, перемещающимися с места на место в поисках воды. Злаки и кустарники очень подвержены огню, который часто сжигает значительные площади. Этому «помогают» и коренные жители, промышляющие охотой: специально поджигая траву, они гонят свою добычу в нужном им направлении. Так поступали люди на протяжении многих веков и сильно способствовали тому, что растительность саванн приобрела современные черты: обилие огнестойких деревьев с толстой корой, как у баобабов, широкое распространение растений с мощной корневой системой.
Густой и высокий травяной покров обеспечивает обильные корма крупнейшим животным, таким, как слоны, жирафы, носороги, бегемоты, зебры, антилопы, которые в свою очередь привлекают таких крупных хищников, как львы, гиены и другие. В саваннах обитают самые большие птицы - страус в Африке и южноамериканский кондор.
Таким образом, Саванны в Африке занимают 40% континента. Саванны обрамляют лесные массивы Экваториальной Африки и простираются через Судан, Восточную и Южную Африку за южный тропик. В зависимости от длительности сезона дождей и годовых сумм осадков в них различают высокотравные, типичные (сухие) и опустыненные саванны.
В саванновых зонах:
Длительность дождливого периода составляет от 8-9 месяцев у приэкваториальных границ зон до 2-3 месяцев на внешних границах;
Водность рек резко колеблется; в дождливый сезон наблюдается значительный твердый сток, склоновый и плоскостной смыв.
Параллельно уменьшению годового количества осадков меняется растительный покров от высокотравных саванн и саванновых лесов на красных почвах до опустыненных саванн, ксерофильных редколесий и кустарников на коричнево-красных и красно-бурых почвах.
Растительный мир саваннИзобилие высоких трав, позолоченных солнцем, редкие деревья и кустарники, встречающиеся чаще или реже в зависимости от района, - такова саванна, занимающая большую часть Африки к югу от Сахары.
Зоны саванн достаточно обширны, поэтому на их южных и северных границах растительность несколько различается. Саванны, граничащие с зоной пустынь на севере зоны в Африке, богаты засухоустойчивыми низкими травами, молочаями, алоэ и акациями с сильно разветвлёнными корнями. К югу их сменяют влаголюбивые растения, а по берегам рек в зону саванн заходят галерейные леса с вечнозелёными кустарниками и лианами, похожие на влажные экваториальные. В рифтовой долине Восточной Африки расположены самые большие озёра материка - Виктория, Ньяса, озера Рудольфа и Альберта, Танганьика. Саванны на их берегах чередуются с заболоченными участками, где растут папирус и тростники.
В африканских саваннах находятся многие известные заповедники и национальные парки. Один из самых знаменитых - Серенгети, расположенный в Танзании. Часть его территории занимает кратерное нагорье - известное плато с древними кратерами потухших вулканов, один из которых - Нгоронгоро имеет площадь около 800 тыс. га.
Растительность саванны соответствует жаркому, с продолжительными засушливыми периодами климату, который преобладает в тропических местах. Потому саванна и распространена в разных частях света, в том числе в Южной Америке и Австралии. Но самые обширные территории она занимает, конечно, в Африке, где представлена во всем своем разнообразии.
Общий облик саванн различен, что зависит, с одной стороны, от высоты растительного покрова, а с другой стороны - от относительного количества злаков, других многолетних трав, полукустарников, кустарников и деревьев. Травянистый покров иногда очень низок, даже прижат к земле.
Особенную форму саванн составляют так называемые льяносы, где деревья или совершенно отсутствуют, или встречаются в ограниченном числе, за исключением лишь сырых мест, где пальмы (Mauritia flexuosa, Corypha inermis) и другие растения образуют целые леса (впрочем, эти леса не принадлежат к саваннам); в льяносах встречаются иногда одиночные экземпляры Rhopala (деревья из семейства Proteaceae) и других деревьев; иногда злаки в них образуют покров в рост человека; между злаками растут сложноцветные, бобовые, губоцветные и др. Многие льяносы в дождливое время года затопляются разливами реки Ориноко.
Растительность саванн вообще приспособлена к сухому континентальному климату и к периодическим засухам, бывающим во многих саваннах по целым месяцам. Злаки и другие травы редко образуют ползучие побеги, а обыкновенно растут дерновинами. Листья у злаков узки, сухи, жестки, волосисты или покрыты восковым налетом. У злаков и осоковых молодые листья остаются свернутыми в трубку. У деревьев листья мелки, волосисты, блестящи («лакированы») или покрыты восковидным налетом. Растительность саванн имеет вообще резко выраженный ксерофитный характер. Многие виды содержат большое количество эфирных масел, в особенности виды семейств вербеновых, губоцветных и миртовых пылающего континента. Особенно своеобразен рост некоторых многолетних трав, полукустарников (и кустарников), а именно тем, что основная часть их, находящаяся в земле (вероятно, стебель и корни), сильно разрастается в неправильное клубневидное деревянистое тело, от которого отходят потом многочисленные, в основном неразветвленные или слабоветвистые, отпрыски. В сухое время года растительность саванн замирает; саванны желтеют, а высохшие растения зачастую подвергаются пожарам, по причине которых кора деревьев обычно является опалённой. С началом дождей саванны оживают, покрываясь свежею зеленью и испещряясь многочисленными различными цветками.
На юге, на границе с экваториальными тропическими лесами, начинается переходная зона - лесная саванна. Трав там не очень много, деревья растут густо, но они невелики. Затем идет редколесная саванна - обширные пространства, поросшие высокими травами, с рощицами или отдельно стоящими деревьями. Здесь преобладают баобаб, а также пальма, молочай и различные виды акации. Постепенно деревья и кустарники становятся все более редкими, а травы, в особенности гигантские злаки, густеют.
И наконец, вблизи пустынь (Сахара, Калахари) саванна уступает место иссохшей степи, где произрастают лишь пучки сухой травы да низкорослые колючие кустарники.
Животный мир саваннЖивотный мир саванны - явление уникальное. Ни в одном уголке Земли на памяти человечества не было такого изобилия крупных животных, как в африканских саваннах. Еще в начале XX ст. бесчисленные стада травоядных животных кочевали на просторах саванн, переходя с одного пастбища на другое или в поисках водопоев. Их сопровождали многочисленные хищники - львы, леопарды, гиены, гепарды. За хищниками шли пожиратели падали - грифы, шакалы.
Сезонно-сухие тропические районы Африки от светлых листопадных лесов и редколесий до низкорослых колючих лесов и разреженной сахельской саванны отличаются от вечнозеленых лесов, прежде всего, наличием хорошо выраженного неблагоприятного для животных сухого периода. Это и определяет четкий сезонный ритм большинства форм, синхронный с ритмом увлажнения и вегетации растительности.
В сухое время года большая часть животных прекращает размножение. Некоторые группы, в основном беспозвоночные и амфибии, во время засухи укрываются в убежищах и впадают в спячку. Другие делают запасы пищи (муравьи, грызуны), откочевывают (саранчовые, бабочки, птицы, слоны и копытные, хищные звери) или же сосредоточиваются на небольших по площади территориях - стациях переживания (окрестности водоемов, пересыхающие русла с близко расположенными грунтовыми водами и т. п.).
В больших количествах появляются животные, сооружающие основательные убежища. Бросаются в глаза прочные конусовидные термитники, которые бывают высотой более 2 м. Стены этих сооружений кажутся сделанными из цемента или обожженной глины, и их с трудом можно пробить ломом или киркой. Надземный купол защищает расположенные ниже многочисленные камеры и ходы как от иссушения в жаркий сезон, так и от ливней во влажное время. Ходы термитов вглубь достигают водоносных слоев грунта, во время засухи в термитнике сохраняется благоприятный режим влажности. Здесь же грунт обогащается азотом и зольными элементами питания растений. Поэтому часто деревья возобновляются на разрушенных и около жилых термитников. Из позвоночных животных ряд грызунов и даже хищников сооружает норы, наземные и древесные гнезда. Обилие луковиц, корневищ и семян трав и деревьев позволяет им заготавливать эти корма впрок.
Ярусная структура животного населения, свойственная вечнозеленым лесам, в сезонно-сухих лесах, редколесьях и особенно в саваннах несколько упрощается за счет уменьшения доли древесных форм и увеличения обитающих на поверхности и в травяном ярусе. Однако существенная неоднородность растительности, вызванная мозаикой древесных, кустарниковых и травянистых фитоценозов, вызывает соответствующую неоднородность животного населения. Но последняя, имеет динамический характер. Большая часть животных бывает попеременно связана то с одной, то с другой растительной группировкой. Причем перемещения бывают не только в масштабе сезонов, но даже в пределах суток. Они охватывают не только стада крупных зверей и стаи птиц, но также мелких животных: моллюсков, насекомых, амфибий и рептилий.
В саваннах с их огромными кормовыми ресурсами много травоядных животных, особенно антилоп, которых насчитывается более 40 видов. До сих пор в некоторых местах встречаются стада самых крупных антилоп гну с большой гривой, мощным хвостом и загнутыми вниз рогами; распространены также антилопы куду с красивыми винтообразными рогами, канны и др. Есть и карликовые антилопы, достигающие в длину немногим более полуметра.
Замечательны спасенные от вымирания животные африканских саванн и полупустынь - жирафы, они сохранились, главным образом, в национальных парках. Длинная шея помогает им доставать и обгладывать молодые побеги и листья с деревьев, а способность быстро бегать - единственное средство защиты от преследователей.
Во многих районах, особенно на востоке континента и к югу от экватора, в саваннах и степях распространены африканские дикие лошади зебры. На них охотятся главным образом из-за прочных и красивых шкур. В некоторых местах одомашненные зебры заменяют лошадей, так как они не восприимчивы к укусам мухи цеце.
До сих пор сохранились африканские слоны - самые замечательные представители фауны Эфиопской области. Их издавна истребляют из-за ценных бивней, и во многих районах они совершенно исчезли. В настоящее время охота на слонов запрещена по всей Африке, но запрет этот часто нарушается браконьерами, торгующими слоновой костью. Сейчас слоны водятся в наименее населенных горных областях, в частности на Эфиопском нагорье.
Кроме того, они живут на территории национальных парков Восточной и Южной Африки, где их поголовье даже увеличивается. Но все же существование африканского слона как биологического вида в последние десятилетия оказалось под реальной угрозой, предотвратить которую может только активная совместная деятельность национальных и международных организаций. К числу исчезающих животных относятся носороги, обитавшие в восточных и южных частях материка. Африканские носороги имеют два рога и представлены двумя видами - черным и белым носорогом. Последний - самый крупный из современных видов и достигает в длину 4 м. Сейчас он сохранился только на охраняемых территориях.
Гораздо шире распространены бегемоты, живущие по берегам рек и озер в разных частях Африки. Этих животных, а также диких свиней истребляют из-за съедобного мяса, а также из-за кожи.
Травоядные животные служат пищей для многочисленных хищников. В саваннах и полупустынях Африки водятся львы, представленные двумя разновидностями: берберийским, живущим к северу от экватора, и сенегальским, распространенным в южной части материка. Львы предпочитают открытые пространства и в леса почти не заходят. Распространены гиены, шакалы, леопарды, гепарды, каракалы, сервалы. Есть несколько представителей семейства виверровых. В равнинных и горных степях и саваннах много обезьян, принадлежащих к группе павианов: настоящие павианы Раиго, гелады, мандриллы. Из тонкотелых обезьян характерны гверецы. Многие их виды обитают только в прохладном горном климате, так как не переносят высоких температур низменностей.
Среди грызунов следует отметить мышей и несколько видов белок.
Многочисленны в саваннах птицы: африканские страусы, цесарки турачи, марабу, ткачи, очень интересна птица-секретарь, которая питается змеями. У водоемов гнездятся чибисы, цапли, пеликаны.
Пресмыкающихся не меньше, чем в северных пустынях, часто они представлены теми же родами и даже видами. Много различных ящериц и змей, сухопутных черепах. Характерны также некоторые виды хамелеонов. В реках водятся крокодилы.
Большая подвижность животных делает саванну высокопродуктивной. Дикие копытные почти постоянно на ходу, они никогда не выбивают пастбища так, как это делает домашний скот. Регулярные миграции, т. е. передвижения, травоядных животных африканской саванны, охватывающие сотни километров, позволяют растительности полностью восстановиться за сравнительно короткий срок. Не удивительно, что в последние годы возникло и окрепло представление о том, что разумная, на научной основе эксплуатация диких копытных сулит большие перспективы, нежели традиционное скотоводство, примитивное и малопродуктивное. Сейчас эти вопросы интенсивно разрабатываются в ряде стран Африки.
Таким образом, животный мир саванны на протяжении длительного времени развивался как единое самостоятельное целое. Поэтому степень приспособленности всего комплекса животных друг к другу и каждого отдельного вида к конкретным условиям очень высока. К таким приспособлениям относится в первую очередь строгое разделение по способу питания и составу главных кормов. Растительный покров саванны только потому может прокормить огромное количество животных, что одни виды используют траву, другие - молодые побеги кустарников, третьи - кору, четвертые - почки и бутоны. Более того, те же побеги разные виды животных берут с разной высоты. Слоны и жирафы, например, кормятся на высоте кроны дерева, жирафовая газель и большой куду дотягиваются до побегов, расположенных в полутора-двух метрах от земли, а черный носорог, как правило, срывает побеги у самой земли. Такое же разделение наблюдается и у чисто травоядных животных: то, что нравится гну, совершенно не привлекает зебру, а зебра, в свою очередь, с удовольствием щиплет траву, мимо которой газели проходят равнодушно.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Географо-биологический Факультет
Кафедра биологии, экологии и методики их преподавания
Курсовая работа
Симбиоз в животном мире
Екатеринбург 2013
Введение
Симбиоз или сожительство двух организмов,-- одно из интереснейших и до сих пор еще во многом загадочных явлений в биологии, хотя изучение этого вопроса имеет уже почти столетнюю историю.
Явление симбиоза впервые было обнаружено швейцарским ученым Швенденером в 1877 г. при изучении лишайников, которые, как выяснилось, представляют собой комплексные организмы, состоящие из водоросли и гриба. Термин “симбиоз” появился в научной литературе позднее. Он был предложен в 1879 г. Де Пари. Сразу после появления термина ученые стали его интерпретировать каждый по-своему. Это разногласие в науке прослеживается и в наши дни.
Поэтому основной целью работы являлась:
1. классификация видов симбиоза;
2. подбор к каждому виду симбиоза примера;
3. раскрытие, объяснение сути видов симбиоза;
4. выявить значение симбиоза в природе.
1. Типы взаимодействий
Гетеротипические реакции -- это взаимоотношения между особями разных видов. Влияние, которое оказывают друг на друга два вида, живущих вместе, может быть нейтральным, благоприятным или неблагоприятным. Отсюда типы взаимоотношений могут быть следующими:
Нейтрализм -- оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.
Конкуренция -- каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках пищи, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими.
Мутуализм -- симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают взаимную пользу.
Протокооперация (буквально: первичное сотрудничество) -- простой тип симбиотических связей. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т.е. не является непременным условием выживания видов (популяций).
Комменсализм (дословно - "питание вместе за одним столом") -- взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося ущерб другому.
При комменсализме как полезно-нейтральных взаимосвязях выделяют:
Сотрапезничество -- потребление разных веществ или частей одной и той же пищи.
Нахлебничество -- потребление остатков пищи хозяина.
Амменсализм -- тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.
Хищничество -- такой тип взаимоотношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы одного вида служат пищей для другого.
Следует помнить, что типы взаимоотношений конкретной пары могут изменяться в зависимости от внешних условий или стадий жизни взаимодействующих организмов. К тому же в природе во взаимоотношения оказывается вовлечённой не пара, а гораздо большее число. Межвидовые отношения в природе бесконечно разнообразны.
2. Нейтрализм
Если два вида не влияют друг на друга, то имеет место нейтрализм.
При нейтрализме особи не связаны друг с другом непосредственно. Оба вида живут на одной территории, не вступая в контакт, поэтому их сожительство не влечёт для них как положительных, так и отрицательных последствий, но зависит от состояния сообществ в целом. Так, лоси и белки (или дятлы и дрозды), обитающие в одном лесу, практически не контактируют. Отношения типа нейтрализма развиты в насыщенных видами сообществах.
Истинный же нейтрализм в природе очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим в силу неполноты наших знаний.
3. Конкуренция
Конкуренция весьма широко распространена в природе. Она 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.
Конкурентные отношения представляют собой один из наиболее важных типов природных биотических взаимодействий. Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию (соревнование, борьбу) за пищу, пространство и другие ресурсы.
Одним из проявлений внутривидовой конкуренции является территориальность. Большое влияние на исход конкуренции оказывают внешние факторы и свойства популяций конкурирующих видов. Исход конкуренции представляет огромный интерес не только для экологов, изучающих процессы формирования состава природных сообществ, но и для эволюционистов, изучающих механизмы естественного отбора.
Для вида, испытывающего конкурентное давление, это означает, что плотность его популяции, а также роль, которую он играет в природном сообществе, снизятся или будут регулироваться под действием конкуренции. Конкурентные отношения играют важную роль в распространении организмов, в формировании видового состава природных сообществ и повышении их устойчивости.
Конкурентная борьба ослабевает в местностях с редким населением, предоставленным малым числом видов: например, в арктических и пустынных областях почти нет конкурентной борьбы.
3.1 Внутривидовая конкуренция. Территориальность
Внутривидовая конкуренция -- это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций.
У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за жизненное пространство сформировался интересный тип поведения -- территориальность. Она свойственна многим птицам, некоторым рыбам, другим животным.
Внутривидовая конкуренция проявляется в территориальном поведении, когда, например, животное защищает место своего гнездовья или известную площадь в его округе. Так, в период размножения птиц самец охраняет определённую территорию, на которую кроме своей самки не допускает ни одной особи своего вида. Такую же картину можно наблюдать и у многих рыб (например, колюшки)
Защита территории вовсе не обязательно сопровождается активной борьбой. Громкого пения и угрожающих поз обычно достаточно для того, чтобы прогнать конкурента. Однако если один из партнёров-родителей погибает, его быстро замещает птица из числа ещё не обосновавшихся особей. Таким образом, территориальное поведение можно считать регулятором, не допускающим как перенаселения, так и недоселённости.
У некоторых видов внутривидовое регулирование начинается задолго до того, как обнаруживается серьёзная конкуренция. Так, высокая плотность животных является фактором угнетения, снижающим скорость воспроизводства этой популяции даже при изобилии пищевых ресурсов.
Внутривидовая конкуренция является важным регулятором, контролирующим рост популяций. Благодаря этой конкуренции возникает определённая зависимость между плотностью популяции и скоростью процессов отмирания (смертность) или размножения (рождаемость) особей. Это, в свою очередь, приводит к возникновению определённой связи между численностью родительских пар и количеством производимого ими потомства. Подобные связи действуют как регуляторы колебаний численности популяций.
Также проявлением внутривидовой конкуренции является существование у животных социальной иерархии, которая характеризуется появлением в популяции доминирующих и подчинённых особей. Например, у майского жука личинки трёхлетнего возраста подавляют личинок одно- и двухлетнего возраста. Это является причиной того, что вылет взрослых жуков наблюдается только раз в три года, тогда как у других насекомых (например, посевных щелкунов Agriotes) продолжительность личиночной стадии также составляет три года, а выход имаго происходит ежегодно из-за отсутствия конкуренции между личинками.
Конкуренция между особями одного вида из-за пищи по мере увеличения плотности популяции становится более острой. В некоторых случаях внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, к распадению его на несколько популяций, занимающих разные территории. Так, о саванной овсянки (Passerculus sandwichensis) один экологический подвид размещается на сухих холмах, другой -- на прибрежных солончаках. Конкуренция нередко является причиной переселения части популяции особей из одного географического района в другой. Этим объясняют перелёты различных зерноядных птиц, так называемых узких стенофагов тайги -- кедровок, свиристелей, совершающих налёты в Западную Европу, когда не хватает пищи в районах их обычного распространения.
3.2 Межвидовая конкуренция
Межвидовой конкуренцией называют активный поиск двумя или несколькими видами одних и тех же пищевых ресурсов среды обитания. Конкурентные взаимоотношения, как правило, возникают между видами со сходными экологическими требованиями. Конкуренция между видами чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически их всех, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны особей иных видов. При совместном обитании каждый из них находится в невыгодном положении в связи с тем, что присутствие другого вида уменьшает возможности в овладении пищевыми ресурсами, убежищами и другими средствами к существованию, имеющимися в местообитании. Экология рассматривает межвидовую конкуренцию в конкретном, более узком смысле -- только как взаимоотрицательные отношения видов, занимающих сходную экологическую нишу.
Конкурентные взаимоотношения могут быть весьма разнообразными: от прямой физической борьбы до почти мирного совместного существования. И вместе с тем, если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Например: в Европе в поселениях человека серая крыса совершенно вытеснила другой вид того же рода - чёрную крысу, которая теперь живёт в степных и пустынных районах. Серая крыса крупнее, агрессивнее, лучше плавает, поэтому сумела победить. В России, наоборот, сравнительно мелкий рыжий таракан - пруссак начисто вытеснил более крупного чёрного таракана только потому, что сумел лучше приспособиться к специфическим условиям человеческого жилья. В Австралии обыкновенная пчела, завезённая из Европы, вытеснила маленькую туземную пчелу, не имеющую жала.
Межвидовую конкуренцию можно продемонстрировать на простых лабораторных опытах. Так, в исследованиях русского учёного Г. Ф. Гаузе культуры двух видов инфузорий - туфелек со сходным характером питания помещали по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещённый отдельно, успешно размножался, достигая оптимальной численности. Однако при совместной жизни численность одного из видов постепенно уменьшалась, и его особи исчезали из настоя, в то время как инфузории второго вида сохранились. Был сделан вывод, что длительное совместное существование видов с близкими экологическими требованиями невозможно. Как оказалось, через некоторое время в живых остаются особи только одного вида, выжившие в борьбе за пищу, так как его популяция быстрее росла и размножалась. Этот вывод получил название -- правило конкурентного исключения.
Но исход конкуренции зависит не только от свойств взаимодействующих видов, но и от условий, в которых происходит конкурентная борьба. В зависимости от условий, складывающихся в конкретном местообитании, победителем конкурентной борьбы может оказываться либо один, либо другой вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, а следовательно, и большую приспособленность к условиям окружающей среды.
Исследователи выясняли влияние температуры и влажности на исход межвидовой конкуренции между двумя видами мучных жуков. Сосуды с мукой, содержащиеся при определённом сочетании тепла и влаги, помещали по нескольку особей того и другого видов. Здесь жуки и начинали размножаться, но через некоторое время оставались особи только одного вида. Примечательно, что при высоких показателях тепла и влаги победу одерживал один вид, а при низких -- другой.
В ряде случаев это приводит к сосуществованию конкурирующих видов. Ведь тепло и влажность, как и остальные экологические факторы, распределены в природе отнюдь не равномерно. Даже в пределах небольшого участка (леса, поля или иного местообитания) можно обнаружить зоны, различающиеся по микроклимату. В этом разнообразии условий каждый вид осваивает то место, где ему обеспечено выживание.
Таким образом, в сообществе совместно уживаются только те конкурирующие виды, которые приспособились хотя бы немного разойтись в экологических требованиях. Так, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по - разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают растения определённых видов, газели выщипывают только нижние травы, а антилопы топи кормятся высокими стеблями.
В нашей стране насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.
Конкуренция является одной из причин того, что два вида, слабо различающихся спецификой питания, поведения, образа жизни и т. д., редко сожительствуют в одном
сообществе. Здесь конкуренция носит характер прямой вражды. Самая жестокая конкуренция с непредвиденными последствиями возникает, если человек вводит в сообщества виды животных без учёта уже сложившихся отношений.
Чаще же конкуренция проявляется косвенно, носит незначительный характер, так как различные виды неодинаково воспринимают одни и те же факторы среды. Чем разнообразнее возможности организмов, тем менее напряжённой будет конкуренция.
Значение конкуренции, как экологического фактора.
Как уже было сказано, конкурентные отношения играют чрезвычайно важную роль в формировании видового состава и регуляции численности видов в сообществе.
Экологам известно, что организмы, ведущие похожий образ жизни, обладающие сходным строением, не обитают в одних и тех же местах. А если и живут рядом, то используют разные ресурсы и активны в разное время. Их экологические ниши как бы расходятся во времени и пространстве.
Расхождение экологических ниш при совместном обитании родственных видов хорошо иллюстрирует пример с двумя видами морских рыбоядных птиц -- большим и длинноносым бакланами, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся по соседству. Учёным удалось выяснить, что состав пищи этих птиц существенно различается: длинноносый баклан ловит рыбу, плавающую в верхних слоях воды, тогда как большой баклан добывает её в основном у дна, где преобладают камбалы, камбалы донные беспозвоночные, например креветки.
Конкуренция оказывает огромное влияние на распределение близкородственных видов, хотя зачастую об этом свидетельствуют лишь косвенные данные. Виды с очень сходными потребностями обитают обычно в разных географических областях или разных местообитаниях в одной и той же области либо избегают конкуренции каким-либо иным образом, например, благодаря различиям в пище или различиям в суточной, а то и в сезонной активности.
Экологическое действие естественного отбора, видимо, направлено на исключение или предотвращение продолжительной конфронтации видов со сходным образом жизни. Экологическое разобщение близкородственных видов закрепляется в ходе эволюции. В Центральной Европе, например, существует пять близких видов синиц, изоляция которых друг от друга обусловлено различиями в местообитаниях, иногда в местах кормёжки и размерах добычи. Экологические различия отражаются и в ряде небольших деталей внешнего строения, в частности в изменениях длины и толщины клюва. Изменения строения организмов, сопровождающие процессы расхождения их экологических ниш, позволяют говорить о том, что межвидовая конкуренция является одним из важнейших факторов эволюционных преобразований. Если межвидовая конкуренция выражена слабо, то под влиянием внутривидовой конкуренции популяции данного вида расширяют границы своего местообитания.
Таким образом, межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Порождая и закрепляя разнообразие организмов, она способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию имеющихся ресурсов.
4. Мутуализм
Мутуализм -- широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них.
Взаимовыгодные связи могут формироваться на основе поведенческих реакций, например, как у птиц, совмещающих собственное питание с распространением семян. Иногда виды-мутуалисты вступают в тесное физическое взаимодействие, как при образовании микоризы (грибокорня) между грибами и растениями.
Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды-мутуалисты совместно расселяются.
Например, рыба-клоун живет вблизи актиний. В случае угрозы рыба находит убежище в щупальцах актиний. При этом рыбы-клоуны отгоняют других рыб, которые любят полакомиться актиниями.
Таким образом, оба организма получают взаимную выгоду от этого соседства. Разновидность такого вида мутуализма -- когда один вид кормит другой: например, человек выращивает сельскохозяйственные растения и рогатый скот; муравьи выращивают грибы. Самая тесная форма мутуализма -- когда один организм живет внутри другого.
Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Коровы, как и человек, не способны переварить целлюлозу - вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Но у жвачных животных есть особый орган - рубец. Он представляет собой полость, в которой живет множество микробов. Растительная пища, после того как животное ее прожевало, попадает в рубец, и там эти микробы разрушают целлюлозу. (Животное может отрыгнуть и вновь прожевать частично расщепленную пищу - именно этим и занимаются коровы, когда пережевывают свою жвачку.) Рубец коровы -- это замкнутая микроэкосистема, образованная множеством различных микроорганизмов, задача которых состоит в переваривании целлюлозы для своего хозяина. Аналогично корневая система высших растений образована переплетением корневой ткани и грибных нитей, так что грибы снабжают растение минеральными веществами.
Особенно интересна, если говорить о мутуализме, эволюция современных сложных клеток. В современном мире встречаются два типа клеток: прокариоты («доядерные клетки») - примитивные клетки, ДНК которых свободно распределена по всей клетке, и эукариоты («истинно ядерные клетки»), ДНК которых хранится в специальной клеточной структуре - ядре. Все многоклеточные организмы, включая человека, состоят из эукариотических клеток.
Как это ни странно, существуют ископаемые одноклеточные организмы, возраст которых составляет не менее 3,5 миллиардов лет. Хотя в клетках нет твердых частиц, которые могут превратиться в окаменелость в традиционном смысле слова эти клетки могли задержаться между слоями ила и наносов на дне реки или океана. При превращении ила в породу остается отпечаток клетки, подобный изображению листа. Эти микроскопические отпечатки можно исследовать, и они расскажут, какой была жизнь на Земле до формирования скелетов. Эти ископаемые свидетельства говорят нам о том, что около миллиарда лет тому назад клетки претерпели существенное изменение. Именно тогда стали появляться эукариотические клетки.
Помимо ядра в эукариотических клетках имеется множество изолированных внутренних структур, называемых органеллами. Митохондрии, органеллы одного типа, генерируют энергию и поэтому считаются силовыми станциями клетки. Митохондрии, как и ядро, окружены двухслойной мембраной и содержат ДНК. На этом основании предложена теория возникновения эукариотических клеток в результате симбиоза. Одна из клеток поглотила другую, а после оказалось, что вместе они справляются лучше, чем по отдельности. Такова эндосимбиотическая теория эволюции.
Эта теория легко объясняет существование двухслойной мембраны. Внутренний слой ведет происхождение от мембраны поглощенной клетки, а наружный является частью мембраны поглотившей клетки, обернувшейся вокруг клетки-пришельца. Также хорошо понятно наличие митохондриальной ДНК - это не что иное, как остатки ДНК клетки-пришельца. Итак, многие (возможно, все) органеллы эукариотической клетки в начале своего существования были отдельными организмами, и около миллиарда лет тому назад объединили свои усилия для создания клеток нового типа. Следовательно, наши собственные тела - иллюстрация одного из древнейших партнерских отношений в природе.
Открытие симбиотического происхождения эукариотической клетки нанесло сильнейший удар по представлениям о независимом развитии видов.
Со времен Дарвина процесс видообразования представлялся в виде ветвящегося дерева. Исходный вид делится на насколько ветвей - новых видов. Каждая ветвь может делиться дальше, и так до бесконечности. Отсутствие поперечных перемычек между ветвями показывает, что каждый вид эволюционирует сам по себе. Он должен сам "изобретать" все полезные адаптации, он не может "посоветоваться" с другими видами, перенять их опыт, заимствовать их полезные "открытия".
Однако сейчас уже очевидно, что клады эволюционируют вовсе не независимо. Горизонтальный обмен информацией между ветвями "эволюционного древа" существует.
5. Протокооперация
Как следует из приведенного выше определения, протокооперация -- это необязательные взаимовыгодные отношения между двумя популяциями. Связанные этими отношениями виды могут встречаться как вместе, так и порознь.
Вероятно, протокооперация распространена значительно шире, чем об этом принято думать. Эти отношения не заканчиваются классическим школьным примером «симбиоза» -- раками-отшельниками, усаживающими на свои раковины актиний.
Зачастую грань между протокооперацией и мутуализмом провести весьма нелегко. К какой категории относится опыление насекомыми цветковых растений? Если наблюдается глубокая специализация между определенными видами, такие отношения надо классифицировать как мутуалистические. Если же одни и те же растения могут опыляться разными насекомыми, а те питаются пыльцой и нектаром разных видов и могут использовать иную пищу, следует говорить о протокооперации. Иногда наблюдаются промежуточные между этими двумя категориями отношения, когда один из видов может встречаться и без второго, а второй в своем распространении всецело зависит от первого.
Когда фитосоциолог (специалист по растительным сообществам) или зоогеограф изучают характерный видовой состав тех или иных экосистем, они регистрируют следствия протокооперации между многими видами, не регистрируя их непосредственные причины. То, что два вида чаще встречаются совместно, а не порознь, может быть следствием их сходных запросов к среде, а может отражать существование между ними протокооперации.
Рассматриваемое нами отношение может быть связано непрерывным переходом не только с мутуализмом, но и с комменсализмом. В случае взаимовыгодных отношений, выгода, получаемая двумя видами, далеко не всегда является одинаковой. Если для одного из видов отношения становятся практически безразличными, их следует классифицировать как проявление комменсализма.
6. Комменсализм
Взаимоотношения, при которых один из партнёров получает пользу, не нанося ущерба другому, как уже было отмечено ранее, называются комменсализмом. Проявления комменсализма разнообразны, поэтому в нём выделяют ряд вариантов:
Нахлебничество -- потребление остатков пищи хозяина. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами.
Сотрапезничество -- потребление разных веществ или частей одной и той же пищи. Например: 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.
Квартиранство -- использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища.
Наглядный пример комменсализма дают некоторые усоногие рачки, прикрепляющиеся к коже кита. Они получают при этом преимущество -- более быстрое передвижение, а киту не причиняют практически никаких неудобств.
В целом же у партнёров нет никаких общих интересов, и каждый отлично существует сам по себе. Однако подобные союзы облегчают одному из участников передвижение или добывание пищи, поиск убежища и т.д. Иногда такие союзы могут быть абсолютно фиктивными. Так, в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных порой встречаются различные виды мшанок. Этот союз совершенно случаен, так как мшанки способны прикрепляться к любой твёрдой поверхности, и всё же многие животные, ведущие сидячий образ жизни, оказываются в выигрыше, прикрепившись к живому существу. Хозяин переносит их с места на место. Нередко при движении поток воды облегчает им добывание пищи.
Комменсализм особенно часто встречается среди морских животных. Хорошо известны отношения, связывающие некоторых рыб с акулами. Рыбки-лоцманы, питающиеся объедками со «стола» акулы, беспрестанно снуют небольшими косячками у её носа. Другим примером являются животные, нора которых служит убежищем для различных «гостей», питающихся объедками со стола хозяина. В норах млекопитающих, гнёздах птиц и жилищах общественных насекомых (см. приложение рис. 6.6.) насекомые-комменсалы представлены большим числом видов (например, в норах альпийского сурка до 110 видов жуков).
Среди комменсалов различают фолеоксенов, которые в норах и гнёздах встречаются случайно; фолеофилов, встречающихся в этих убежищах чаще, чем в окружающей среде, и фолеобистов, которые проводят в них всю жизнь.
Отношения типа комменсализма играют важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.
Живые организмы как среда жизни.
Клещевой энцефалит -- заболевание, поражающее центральную нервную систему человека. Оно вызывается вирусом, переносчиком и хранителем которого являются иксодовые клещи. Излюбленные места обитания клещей -- южная часть таёжных лесов на всём протяжении европейской и азиатской частей России.
Вторым важным экологическим преимуществом для обитателей живых организмов
Полифаги -- нападающие на большое число видов. К ним относятся многие хищные млекопитающие и насекомые.
Принцип совпадения.
8. Хищничество
Хищничество -- такой тип взаимоотношений организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого. Хищничество -- одна из форм пищевых отношений.
Часто хищничеством называют всякое выедание одних организмов другими. Следовательно, к одной из форм хищничества может быть отнесена и растительноядность. В природе хищнические взаимоотношения широко распространены. От их исхода зависит не только судьба отдельного хищника или его жертвы, но и некоторые важные свойства таких крупных экологических объектов, как биотические сообщества и экосистемы.
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 распространённая форма биотических отношений.
Значение хищничества можно понять лишь рассматривая это явление на уровне популяций. Длительная связь между популяциями хищника и жертвы порождает их взаимозависимость, которая действует подобно регулятору, предотвращая слишком резкие колебания численности или препятствуя накоплению в популяциях ослабленных или больных особей. В ряде случаев хищничество может существенно ослаблять отрицательные последствия межвидовой конкуренции, повышать устойчивость и разнообразие видов в сообществах.
Взаимоотношения: хищник -- жертва.
Интерес человека к проблеме хищничества вызван и тем, что часто он сам ведёт себя как типичный хищник. В целях получения сырья он эксплуатирует популяции диких животных, что нередко приводит к их полному уничтожению.
Длительные контакты природного хищника и его жертвы не имеют столь катастрофических последствий, несмотря на то, что хищники сами убивают тех особей, которыми они питаются.
Установлено, что при длительном совместном существовании взаимодействующих видов животных их изменения протекают согласованно, так, что эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого. Такая согласованность в процессах совместного развития организмов разных видов называется коэволюцией.
Многие экологи высказывают мнение, что когда взаимодействующие виды претерпевают совместное эволюционное развитие, отрицательные влияния одного из них на другой становятся слабее.
По мере того как жертва приобретает опыт избегать врагов, хищники вырабатывают более эффективные приспособления для её поимки. Иными словами, в эволюции связи между хищником и жертвой жертва действует так, чтобы освободиться от действий хищника, а хищник -- чтобы постоянно поддерживать своё влияние на жертву. Это приводит к возникновению разнообразных приспособлений у хищников и у жертв.
Можно вспомнить сложное общественное охотничье поведение волков или львов; длинные липкие языки и точный прицел некоторых рыб, жаб и ящериц; загнутые ядовитые зубы гадюк с аппаратом впрыскивания яда; пауков и их ловчую паутину; глубоководную рыбу - удильщика; змей - удавов, которые душат свою жертву.
У жертв также исторически выработались защитные свойства в виде анатомо - морфологических, физиологических, биохимических особенностей. Например, выросты тела, шипы, колючки, панцири, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, зарываться в рыхлый грунт, строить недоступные хищникам убежища, прибегать к сигнализации об опасности. Вследствие таких обоюдных приспособлений формируются определённые группировки организмов в виде специализированных хищников и специализированных жертв. Так, основной пищей рыси (Felix Lynx) служат зайцы, а волк (Canis Lupus) -- типичный многоядный хищник.
Замечено, что в действиях многих хищников присутствует то, что можно назвать расчетливостью. Хищнику, например, невыгодно полное уничтожение всех особей жертвы, и, как правило, этого в природе не случается.
Хищничество -- трудоёмкий процесс, требующий больших затрат энергии. Например, группа из двух львиц и восьми детёнышей проходит за ночь расстояние в несколько километров, даже если самым молодым щенятам всего месяц от роду. Львята при этом испытывают те же лишения, которым подвергаются взрослые животные. Многие из них погибают, в том числе и от голода.
Во время охоты хищники нередко подвергаются опасностям не меньше, чем их жертвы. Иногда хищники гибнут от столкновения с другими хищниками в ходе борьбы за добычу.
Но главный враг хищника -- время. Только самые быстрые и сильные хищники способны преследовать жертву на большом расстоянии, успешно ловить её затрачивая на это минимальное время. Менее проворные не выдерживают конкуренции и обречены на голодную смерть.
Значение хищничества в природе.
Является ли воздействие хищника только отрицательным? На этот вопрос можно было бы ответить безусловно «да», если принимать во внимание лишь судьбу конкретного животного, оказавшегося в зубах хищника. Экологов, однако, гораздо больше интересует судьба популяций, а не отдельных организмов.
Хищники уничтожают ту часть популяции, которая по тем или иным причинам оказывается более слабой в соревновании за подходящие территории.
Хищник, убивая более слабых, действует подобно селекционеру, ведущему отбор семян, дающих наилучшие всходы. Влияние хищника приводит к тому, что обновление популяции жертвы происходит быстрее, ведь быстрый рост ведёт к более раннему участию особей в размножении. Одновременно увеличивается потребление жертвами их пищи. Таким образом, воздействие хищников увеличивает поток энергии в экосистеме.
Хищники избирательно уничтожают животных с низкой способностью добывать себе корм, то есть медлительных, хилых, больных особей. Выживают сильные и выносливые. Это относится ко всему живому миру: хищники улучшают (в качественном отношении) популяции жертв. Такую же услугу ондатре оказывает норка, грызунам -- хищные птицы, оленям -- волки.
Хищничество является одним из ведущих факторов, определяющих регуляцию численности организмов.
Разумеется, в сельскохозяйственных районах необходимо регулировать численность хищников, так как последние могут причинять вред домашнему скоту. Однако в районах, недоступных для охоты, хищники должны быть сохранены для пользы как популяций жертв, так и взаимодействующих с ними растительных сообществ.
Заключение
Как удается природе примирить и оптимизировать интересы многих миллионов живых существ, сказать окончательно трудно. Но один из удачных вариантов совместной борьбы организмов за выживание известен. Это симбиоз.
Симбиоз в мире животных - частое явление. Он играет важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.
В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза. От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений, чью пыльцу может распространять лишь один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми.
...Подобные документы
Основные формы взаимополезного сожительства живых организмов. Особенности кооперации, мутуализма, микориза, симбиоза, комменсализма, нахлебничества, квартиранства. Совместная эволюция видов при симбиозе. Полезность сосуществования различных организмов.
презентация , добавлен 11.03.2015
реферат , добавлен 17.01.2010
презентация , добавлен 21.02.2014
реферат , добавлен 04.09.2009
презентация , добавлен 07.12.2015
Определение среды обитания и характеристика ее видов. Особенности почвенной среды обитания, подбор примеров организмов и животных ее населяющих. Польза и вред для почвы от существ, обитающих в ней. Специфика приспособления организмов к почвенной среде.
презентация , добавлен 11.09.2011
Клеточные и неклеточные формы живых организмов, их основные отличия. Животные и растительные ткани. Биоценоз - живые организмы, имеющие общее место обитания. Биосфера Земли и ее оболочки. Таксон - группа организмов, объединенных определенными признаками.
презентация , добавлен 01.07.2011
Среды обитания, освоенные живыми организмами в процессе развития. Водная среда обитания – гидросфера. Экологические группы гидробионтов. Наземно-воздушная среда обитания. Особенности почвы, группы почвенных организмов. Организм как среда обитания.
реферат , добавлен 07.06.2010
реферат , добавлен 08.07.2010
Понятие и свойства обратной связи, ее распространенность и значение в живой природе, технике и обществе. Сущность теории двойственной связи как важной стороны управления в живых системах. Отличительные признаки положительных и отрицательных связей.
Биологам удалось пронаблюдать за интересной экологической войной. На одной стороне воевали крупнейшие сухопутные животные планеты - африканские слоны, на другой - муравьи. И насекомые эту битву выиграли. Среди биологов бытует призказка: «На ваших глазах животное из Красной книги поедает растение из Красной книги. Что Вы будете делать?» Шутка эта вполне жизненна: в дикой природе столкновение интересов - не редкость. Один размножившийся вид наносит ущерб другому виду и всей экосистеме. Для жителей средней полосы самый болезненный пример – бобры, которые, если их чересчур много, не только валят отдельные деревья, но и заболачивают лес и полностью меняют ландшафт. В африканской саванне свои проблемы: ландшафты страдают от африканских слонов, которые благодаря охране сильно расплодились. Африканский слон – самое большое наземное млекопитающее, для пропитания каждой особи требуется растительность с площади около 5 км². узнайте много интересного на http://twitter.com/malno2003 прямо сейчас. Очень интересно и познавательно. Они объедают с деревьев ветки и листья, сдирают кору, вытаптывают траву и уничтожают кустарники. В прошлом слоны имели возможность мигрировать на дальние расстояния, и за время их отсутствия поврежденная растительность успевала восстановиться. Теперь эти животные сосредоточены в национальных парках на ограниченной территории. Поэтому они сильно меняют ландшафт саванны, местами превращая ее в безлесную равнину.За «стол и дом» муравьи работают на охране виды в природесимбиозТесное и продолжительное сосуществавание разных видов. Рахновидности: мутуализм (взаимовыгодные отношения), паразитизм (отношения, выгодные одному, но вредные для другого), комменсализм (отношения, полезные одному, но бесполезные для другого).Впрочем, у африканских деревьев нашлись защитники - маленькие муравьи четырех видов (Crematogaster mimosae, C. nigriceps, C. sjostedti,и Tetraponera penzigi). Они вступают в симбиоз с деревьями – в основном, с акацией Acacia drepanolobium. Насекомые получают от дерева пищу (нектар) и убежище в виде вздутий у основания шипов. А польза насекомых для деревьев выясняется постепенно. Как установили в полевых и лабораторных экспериментах Тодд Палмер (Todd Palmer) из Исследовательского центра Мпала (Mpala Research Centre) в Кении и Якоб Гоин (Jacob Goheen) из Университета Флориды (University of Florida), муравьи не дают поедать деревья слонам и тем самым сохраняют местную экосистему. Так что симбиоз акаций с муравьями можно отнести к мутуализму - взаимовыгодным отношениям. «Это похоже на историю Давида и Голиафа, - комментирует Тодд Палмер. – Крошечные муравьи весом около 5 мг противостоят огромным животным в миллиард раз больше себя, защищают деревья и оказывают большое влияние на экосистему, в которой живут». В районе Лайкипии, на территории Кении, где работали биологи, они заметили, что слоны поедают все виды деревьев в саванне, кроме тех, что живут в симбиозе с муравьями. Самая лучшая косметика для волос на этом сайте. Будьте самой красивой. Акация A. drepanolobium доминирует на участках с глинистой почвой, в то время как на участках с песчаной чередуются деревья разных видов. Ученые поставили долговременный эксперимент: они огородили высокими заборами участки саванны на тех и других почвах, перекрыв доступ к ним крупным животным. За шесть лет плотность популяции слонов в Лайкипии увеличилась в 2,5 раза. Биологи оценили изменения в древесном покрове саванны на всей территории и на огороженных участках. На песчаной почве в зоне, свободной от слонов, древесное покрытие увеличилось на 6%, а на контрольных участках оно уменьшилось на 8,8%. На глинистой же почве, где доминировала «муравьиная» акация, огороженные и контрольные участки не различались - слоны не трогали ни те, ни другие.Слоны муравьев не едятБиологи настригли веток с акации A. drepanolobium, с которой сожительствовали муравьи С. nigriceps, и с акации другого вида A. mellifera, живущей без муравьев. Затем они удалили муравьев с части веток A. drepanolobium и переселили их на ветки A. mellifera. Шести слонам предложили на выбор два вида акации с муравьями и без них. Оказалось, что слоны охотно поедают акацию любого вида без насекомых, а приправа из муравьев делает для них любой вид несъедобным. Эксперимент повторили в природе. Муравьев выкуривали из их пристанищ дымом горящей травы, после чего освобожденные деревья огородили от ползающих насекомых. И посмотрели на состояние участков через 6 и 12 месяцев. Лишенные защитников деревья стали объедать слоны. Некоторые деревья лишили муравьев не до конца, а на 30% и на 60%, и степень их обгрызенности оказалась пропорциональна количеству оставшихся симбионтов. Количество муравьев на дереве оценивали по числу насекомых, карабкающихся по стволу за минуту.Муравьи в хоботе – очень неприятноОказалось, что «ахиллесова пята» слона – его хобот, который делает гиганта уязвивым перед насекомыми. Хотя снаружи хобот покрыт грубой кожей, внутри он очень нежный и чувствительный, его внутренняя поверхность имеет массу нервных окончаний. Муравьи заползают в хобот и кусаются, и слону это очень неприятно и больно. В отличие от слонов жирафы более терпимы к муравьям – они слизывают насекомых с морды длинным языком. Поэтому жирафы спокойно объедают «муравьиные акации». Но поскольку жирафы не сопоставимы по размерам со слонами, они не наносят такой ущерб саванне. Заходите сюда. Аренда элитных апартаментов в Одессе. Центр. Дорого. Вам понравится. Вы не пожалеете. Рекомендую Муравьи стабилизируют ландшафтДеятельность муравьев сказывается на всей экосистеме. Саванна представляет собой устойчивое сообщество трав и деревьев, но обитающие в ней животные смещают равновесие либо в одну, либо в другую сторону. Уменьшение численности слонов может трансформировать саванну в сплошной лес. И наоборот, увеличение численности слонов превращает саванну в открытую степь. Муравьи в данном случае служат стабилизатором, смягчая влияние крупных животных на растительность. И преобладание на большей части кенийской саванны почти исключительно акациевых лесов – их заслуга. Статья о войне муравьев со слонами опубликована в журнале Current Biology.
Реферат по экологии подготовила Морозова Наталья
10 класс школы №1328
В природе каждый живой организм живёт не изолированно. Его окружает множество других представителей живой природы. И все они взаимодействуют друг с другом. Взаимодействия между организмами, а также влияния их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов.
Биотические факторы – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие.
Среди них обычно выделяют:
1.Влияние животных организмов (зоогенные факторы)
2. Влияние растительных организмов (фитогенные факторы)
3. Влияние человека (антропогенные факторы)
Действие биотических факторов может рассматриваться как действие их на среду, на отдельные организмы, населяющие эту среду, или действие этих факторов на целые сообщества.
Типы взаимодействий.
Гетеротипические реакции - это взаимоотношения между особями разных видов. Влияние, которое оказывают друг на друга два вида, живущих вместе, может быть нейтральным, благоприятным или неблагоприятным. Отсюда типы взаимоотношений могут быть следующими:
Нейтрализм - оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.
Конкуренция - каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках пищи, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими.
Мутуализм - симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают взаимную пользу.
Сотрудничество - оба вида образуют сообщество. Оно не является обязательным, так как каждый вид может существовать отдельно, изолированно, но жизнь в сообществе им обоим приносит пользу.
Комменсализм (дословно - «питание вместе за одним столом») - взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося ущерб другому.
Амменсализм - тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.
Хищничество - такой тип взаимоотношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы одного вида служат пищей для другого.
Протокооперация (буквально: первичное сотрудничество) - простой тип симбиотических связей. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т.е. не является непременным условием выживания видов (популяций).
При комменсализме как полезно-нейтральных взаимосвязях выделяют:
Сотрапезничество - потребление разных веществ или частей одной и той же пищи.
Нахлебничество - потребление остатков пищи хозяина.
Квартиранство - использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища.
Следует помнить, что типы взаимоотношений конкретной пары могут изменяться в зависимости от внешних условий или стадий жизни взаимодействующих организмов. К тому же в природе во взаимоотношения оказывается вовлечённой не пара, а гораздо большее число. Межвидовые отношения в природе бесконечно разнообразны.
Нейтрализм.
Если два вида не влияют друг на друга, то имеет место нейтрализм.
При нейтрализме особи не связаны друг с другом непосредственно. Оба вида живут на одной территории, не вступая в контакт, поэтому их сожительство не влечёт для них как положительных, так и отрицательных последствий, но зависит от состояния сообществ в целом. Так, лоси и белки (или дятлы и дрозды), обитающие в одном лесу, практически не контактируют. Отношения типа нейтрализма развиты в насыщенных видами сообществах.
Истинный же нейтрализм в природе очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим в силу неполноты наших знаний.
Конкуренция.
Конкуренция весьма широко распространена в природе. Она 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.
Конкурентные отношения представляют собой один из наиболее важных типов природных биотических взаимодействий. Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию (соревнование, борьбу) за пищу, пространство и другие ресурсы. Одним из проявлений внутривидовой конкуренции является территориальность. Большое влияние на исход конкуренции оказывают внешние факторы и свойства популяций конкурирующих видов. Исход конкуренции представляет огромный интерес не только для экологов, изучающих процессы формирования состава природных сообществ, но и для эволюционистов, изучающих механизмы естественного отбора. Для вида, испытывающего конкурентное давление, это означает, что плотность его популяции, а также роль, которую он играет в природном сообществе, снизятся или будут регулироваться под действием конкуренции. Конкурентные отношения играют важную роль в распространении организмов, в формировании видового состава природных сообществ и повышении их устойчивости.
Конкурентная борьба ослабевает в местностях с редким населением, предоставленным малым числом видов: например, в арктических и пустынных областях почти нет конкурентной борьбы.
Внутривидовая конкуренция. Территориальность.
Внутривидовая конкуренция - это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций.
У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за жизненное пространство сформировался интересный тип поведения - территориальность. Она свойственна многим птицам, некоторым рыбам, другим животным.
Внутривидовая конкуренция проявляется в территориальном поведении, когда, например, животное защищает место своего гнездовья или известную площадь в его округе. Так, в период размножения птиц самец охраняет определённую территорию, на которую кроме своей самки не допускает ни одной особи своего вида. Такую же картину можно наблюдать и у многих рыб (например, колюшки)
Защита территории вовсе не обязательно сопровождается активной борьбой. Громкого пения и угрожающих поз обычно достаточно для того, чтобы прогнать конкурента. Однако если один из партнёров-родителей погибает, его быстро замещает птица из числа ещё не обосновавшихся особей. Таким образом, территориальное поведение можно считать регулятором, не допускающим как перенаселения, так и недоселённости.
У некоторых видов внутривидовое регулирование начинается задолго до того, как обнаруживается серьёзная конкуренция. Так, высокая плотность животных является фактором угнетения, снижающим скорость воспроизводства этой популяции даже при изобилии пищевых ресурсов.
Внутривидовая конкуренция является важным регулятором, контролирующим рост популяций. Благодаря этой конкуренции возникает определённая зависимость между плотностью популяции и скоростью процессов отмирания (смертность) или размножения (рождаемость) особей. Это, в свою очередь, приводит к возникновению определённой связи между численностью родительских пар и количеством производимого ими потомства. Подобные связи действуют как регуляторы колебаний численности популяций.
Также проявлением внутривидовой конкуренции является существование у животных социальной иерархии, которая характеризуется появлением в популяции доминирующих и подчинённых особей. Например, у майского жука личинки трёхлетнего возраста подавляют личинок одно- и двухлетнего возраста. Это является причиной того, что вылет взрослых жуков наблюдается только раз в три года, тогда как у других насекомых (например, посевных щелкунов Agriotes) продолжительность личиночной стадии также составляет три года, а выход имаго происходит ежегодно из-за отсутствия конкуренции между личинками.
Конкуренция между особями одного вида из-за пищи по мере увеличения плотности популяции становится более острой. В некоторых случаях внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, к распадению его на несколько популяций, занимающих разные территории. Так, о саванной овсянки (Passerculus sandwichensis) один экологический подвид размещается на сухих холмах, другой - на прибрежных солончаках. Конкуренция нередко является причиной переселения части популяции особей из одного географического района в другой. Этим объясняют перелёты различных зерноядных птиц, так называемых узких стенофагов тайги - кедровок, свиристелей, совершающих налёты в Западную Европу, когда не хватает пищи в районах их обычного распространения.
Межвидовая конкуренция.
Межвидовой конкуренцией называют активный поиск двумя или несколькими видами одних и тех же пищевых ресурсов среды обитания. Конкурентные взаимоотношения, как правило, возникают между видами со сходными экологическими требованиями. Конкуренция между видами чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически их всех, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны особей иных видов. При совместном обитании каждый из них находится в невыгодном положении в связи с тем, что присутствие другого вида уменьшает возможности в овладении пищевыми ресурсами, убежищами и другими средствами к существованию, имеющимися в местообитании. Экология рассматривает межвидовую конкуренцию в конкретном, более узком смысле - только как взаимоотрицательные отношения видов, занимающих сходную экологическую нишу.
Конкурентные взаимоотношения могут быть весьма разнообразными: от прямой физической борьбы до почти мирного совместного существования. И вместе с тем, если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Например: в Европе в поселениях человека серая крыса совершенно вытеснила другой вид того же рода – чёрную крысу, которая теперь живёт в степных и пустынных районах. Серая крыса крупнее, агрессивнее, лучше плавает, поэтому сумела победить. В России, наоборот, сравнительно мелкий рыжий таракан – пруссак начисто вытеснил более крупного чёрного таракана только потому, что сумел лучше приспособиться к специфическим условиям человеческого жилья. В Австралии обыкновенная пчела, завезённая из Европы, вытеснила маленькую туземную пчелу, не имеющую жала.
Межвидовую конкуренцию можно продемонстрировать на простых лабораторных опытах. Так, в исследованиях русского учёного Г. Ф. Гаузе культуры двух видов инфузорий – туфелек со сходным характером питания помещали по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещённый отдельно, успешно размножался, достигая оптимальной численности. Однако при совместной жизни численность одного из видов постепенно уменьшалась, и его особи исчезали из настоя, в то время как инфузории второго вида сохранились. Был сделан вывод, что длительное совместное существование видов с близкими экологическими требованиями невозможно. Как оказалось, через некоторое время в живых остаются особи только одного вида, выжившие в борьбе за пищу, так как его популяция быстрее росла и размножалась. Этот вывод получил название - правило конкурентного исключения.
Но исход конкуренции зависит не только от свойств взаимодействующих видов, но и от условий, в которых происходит конкурентная борьба. В зависимости от условий, складывающихся в конкретном местообитании, победителем конкурентной борьбы может оказываться либо один, либо другой вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, а следовательно, и большую приспособленность к условиям окружающей среды.
Исследователи выясняли влияние температуры и влажности на исход межвидовой конкуренции между двумя видами мучных жуков. Сосуды с мукой, содержащиеся при определённом сочетании тепла и влаги, помещали по нескольку особей того и другого видов. Здесь жуки и начинали размножаться, но через некоторое время оставались особи только одного вида. Примечательно, что при высоких показателях тепла и влаги победу одерживал один вид, а при низких - другой.
В ряде случаев это приводит к сосуществованию конкурирующих видов. Ведь тепло и влажность, как и остальные экологические факторы, распределены в природе отнюдь не равномерно. Даже в пределах небольшого участка (леса, поля или иного местообитания) можно обнаружить зоны, различающиеся по микроклимату. В этом разнообразии условий каждый вид осваивает то место, где ему обеспечено выживание.
Таким образом, в сообществе совместно уживаются только те конкурирующие виды, которые приспособились хотя бы немного разойтись в экологических требованиях. Так, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по – разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают растения определённых видов, газели выщипывают только нижние травы, а антилопы топи кормятся высокими стеблями.
В нашей стране насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.
Конкуренция является одной из причин того, что два вида, слабо различающихся спецификой питания, поведения, образа жизни и т. д., редко сожительствуют в одном сообществе. Здесь конкуренция носит характер прямой вражды. Самая жестокая конкуренция с непредвиденными последствиями возникает, если человек вводит в сообщества виды животных без учёта уже сложившихся отношений.
Чаще же конкуренция проявляется косвенно, носит незначительный характер, так как различные виды неодинаково воспринимают одни и те же факторы среды. Чем разнообразнее возможности организмов, тем менее напряжённой будет конкуренция.
Значение конкуренции, как экологического фактора.
Как уже было сказано, конкурентные отношения играют чрезвычайно важную роль в формировании видового состава и регуляции численности видов в сообществе.
Экологам известно, что организмы, ведущие похожий образ жизни, обладающие сходным строением, не обитают в одних и тех же местах. А если и живут рядом, то используют разные ресурсы и активны в разное время. Их экологические ниши как бы расходятся во времени и пространстве.
Расхождение экологических ниш при совместном обитании родственных видов хорошо иллюстрирует пример с двумя видами морских рыбоядных птиц - большим и длинноносым бакланами, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся по соседству. Учёным удалось выяснить, что состав пищи этих птиц существенно различается: длинноносый баклан ловит рыбу, плавающую в верхних слоях воды, тогда как большой баклан добывает её в основном у дна, где преобладают камбалы, камбалы донные беспозвоночные, например креветки.
Конкуренция оказывает огромное влияние на распределение близкородственных видов, хотя зачастую об этом свидетельствуют лишь косвенные данные. Виды с очень сходными потребностями обитают обычно в разных географических областях или разных местообитаниях в одной и той же области либо избегают конкуренции каким-либо иным образом, например, благодаря различиям в пище или различиям в суточной, а то и в сезонной активности.
Экологическое действие естественного отбора, видимо, направлено на исключение или предотвращение продолжительной конфронтации видов со сходным образом жизни. Экологическое разобщение близкородственных видов закрепляется в ходе эволюции. В Центральной Европе, например, существует пять близких видов синиц, изоляция которых друг от друга обусловлено различиями в местообитаниях, иногда в местах кормёжки и размерах добычи. Экологические различия отражаются и в ряде небольших деталей внешнего строения, в частности в изменениях длины и толщины клюва. Изменения строения организмов, сопровождающие процессы расхождения их экологических ниш, позволяют говорить о том, что межвидовая конкуренция является одним из важнейших факторов эволюционных преобразований. Если межвидовая конкуренция выражена слабо, то под влиянием внутривидовой конкуренции популяции данного вида расширяют границы своего местообитания.
Таким образом, межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Порождая и закрепляя разнообразие организмов, она способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию имеющихся ресурсов.
Симбиоз.
В животном мире пример наиболее совершённого симбиоза дают термиты, пищеварительный тракт которых служит приютом для жгутиковых или бактерий. Благодаря симбиозу, термиты в состоянии переварить древесину, а микроорганизмы получают убежище, вне которого они существовать не способны.
Следует отметить, что комплекс отношений типа симбиоза содержит в себе самые разнообразные переходы - от отношений более или менее индифферентных до таких, когда оба члена сожительства обеспечивают взаимное существование. «Хотя таким образом нет доказательства, чтобы какое бы то ни было животное совершало действие, исключительно полезное для другого вида, - писал Чарльз Дарвин в « Происхождении видов», - однако каждый стремится извлечь выгоду из инстинктов других».
Мутуализм.
Комменсализм.
Взаимоотношения, при которых один из партнёров получает пользу, не нанося ущерба другому, как уже было отмечено ранее, называются комменсализмом. Проявления комменсализма разнообразны, поэтому в нём выделяют ряд вариантов:
«Нахлебничество» - потребление остатков пищи хозяина. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами (см. приложение рис. 6.5.)
«Сотрапезничество» - потребление разных веществ или частей одной и той же пищи. Например: 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.
«Квартиранство» - использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. Такой тип взаимоотношений широко распространён у растений.
Наглядный пример комменсализма дают некоторые усоногие рачки, прикрепляющиеся к коже кита. Они получают при этом преимущество - более быстрое передвижение, а киту не причиняют практически никаких неудобств.
В целом же у партнёров нет никаких общих интересов, и каждый отлично существует сам по себе. Однако подобные союзы облегчают одному из участников передвижение или добывание пищи, поиск убежища и т.д. Иногда такие союзы могут быть абсолютно фиктивными. Так, в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных порой встречаются различные виды мшанок. Этот союз совершенно случаен, так как мшанки способны прикрепляться к любой твёрдой поверхности, и всё же многие животные, ведущие сидячий образ жизни, оказываются в выигрыше, прикрепившись к живому существу. Хозяин переносит их с места на место. Нередко при движении поток воды облегчает им добывание пищи.
Комменсализм особенно часто встречается среди морских животных. Хорошо известны отношения, связывающие некоторых рыб с акулами. Рыбки-лоцманы, питающиеся объедками со «стола» акулы, беспрестанно снуют небольшими косячками у её носа. Другим примером являются животные, нора которых служит убежищем для различных «гостей», питающихся объедками со стола хозяина. В норах млекопитающих, гнёздах птиц и жилищах общественных насекомых (см. приложение рис. 6.6.) насекомые-комменсалы представлены большим числом видов (например, в норах альпийского сурка до 110 видов жуков).
Среди комменсалов различают фолеоксенов, которые в норах и гнёздах встречаются случайно; фолеофилов, встречающихся в этих убежищах чаще, чем в окружающей среде, и фолеобистов, которые проводят в них всю жизнь.
Отношения типа комменсализма играют важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.
Живые организмы как среда жизни.
Клещевой энцефалит - заболевание, поражающее центральную нервную систему человека. Оно вызывается вирусом, переносчиком и хранителем которого являются иксодовые клещи. Излюбленные места обитания клещей - южная часть таёжных лесов на всём протяжении европейской и азиатской частей России.
Полифаги - нападающие на большое число видов. К ним относятся многие хищные млекопитающие и насекомые.
Принцип совпадения.
Хищничество.
Хищничество - такой тип взаимоотношений организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого. Хищничество - одна из форм пищевых отношений.
Часто хищничеством называют всякое выедание одних организмов другими. Следовательно, к одной из форм хищничества может быть отнесена и растительноядность. В природе хищнические взаимоотношения широко распространены. От их исхода зависит не только судьба отдельного хищника или его жертвы, но и некоторые важные свойства таких крупных экологических объектов, как биотические сообщества и экосистемы.
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 распространённая форма биотических отношений.
Значение хищничества можно понять лишь рассматривая это явление на уровне популяций. Длительная связь между популяциями хищника и жертвы порождает их взаимозависимость, которая действует подобно регулятору, предотвращая слишком резкие колебания численности или препятствуя накоплению в популяциях ослабленных или больных особей. В ряде случаев хищничество может существенно ослаблять отрицательные последствия межвидовой конкуренции, повышать устойчивость и разнообразие видов в сообществах.
Хищники и человек.
Для человека проблема хищничества может стать очень важной в случаях, когда он конкурирует с хищниками за тот или иной вид ресурса, будь то популяции домашних или диких животных.
Длительное время многие страны были местом беспощадной борьбы человека с хищниками. Основным стимулом этой борьбы было вознаграждение, получаемое охотником за убитого хищника. Полного уничтожения хищников, однако, добиться не удалось: оказалось, что по мере снижения численности этих животных работа охотников становилась невыгодной. Охотник вынужден был переключаться на другой, более выгодный вид добычи. Интересно, что в данном случае он вёл себя так же, как и природный хищник, когда плотность популяции жертв снижается и энергетическая стоимость добычи не покрывает затрат на её поиск, выслеживание и поимку.
Иногда человек сталкивается и с противоположной трудностью: недостаточным числом хищников. Очень высокая численность грызунов или насекомых – вредителей в данной местности может быть связана с отсутствием или малым числом хищников. Человек стремится использовать хищников в борьбе с вредителями. Иногда это приносит хорошие результаты. Пример тому - божья коровка родолия, переселение которой из Австралии помогло уничтожить червеца (насекомого – вредителя), представлявшего в конце прошлого века серьёзную угрозу плантациям цитрусовых в некоторых районах Северной Америки.
Взаимоотношения: хищник - жертва.
Интерес человека к проблеме хищничества вызван и тем, что часто он сам ведёт себя как типичный хищник. В целях получения сырья он эксплуатирует популяции диких животных, что нередко приводит к их полному уничтожению.
Длительные контакты природного хищника и его жертвы не имеют столь катастрофических последствий, несмотря на то, что хищники сами убивают тех особей, которыми они питаются.
Установлено, что при длительном совместном существовании взаимодействующих видов животных их изменения протекают согласованно, так, что эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого. Такая согласованность в процессах совместного развития организмов разных видов называется коэволюцией.
Многие экологи высказывают мнение, что когда взаимодействующие виды претерпевают совместное эволюционное развитие, отрицательные влияния одного из них на другой становятся слабее.
По мере того как жертва приобретает опыт избегать врагов, хищники вырабатывают более эффективные приспособления для её поимки. Иными словами, в эволюции связи между хищником и жертвой жертва действует так, чтобы освободиться от действий хищника, а хищник - чтобы постоянно поддерживать своё влияние на жертву. Это приводит к возникновению разнообразных приспособлений у хищников и у жертв.
Можно вспомнить сложное общественное охотничье поведение волков или львов; длинные липкие языки и точный прицел некоторых рыб, жаб и ящериц; загнутые ядовитые зубы гадюк с аппаратом впрыскивания яда; пауков и их ловчую паутину; глубоководную рыбу – удильщика; змей – удавов, которые душат свою жертву (см. приложение рис.6.3)
У жертв также исторически выработались защитные свойства в виде анатомо – морфологических, физиологических, биохимических особенностей. Например, выросты тела, шипы, колючки, панцири, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, зарываться в рыхлый грунт, строить недоступные хищникам убежища, прибегать к сигнализации об опасности. Вследствие таких обоюдных приспособлений формируются определённые группировки организмов в виде специализированных хищников и специализированных жертв. Так, основной пищей рыси (Felix Lynx) служат зайцы, а волк (Canis Lupus) - типичный многоядный хищник.
Замечено, что в действиях многих хищников присутствует то, что можно назвать расчетливостью. Хищнику, например, невыгодно полное уничтожение всех особей жертвы, и, как правило, этого в природе не случается.
Хищничество - трудоёмкий процесс, требующий больших затрат энергии. Например, группа из двух львиц и восьми детёнышей проходит за ночь расстояние в несколько километров, даже если самым молодым щенятам всего месяц от роду. Львята при этом испытывают те же лишения, которым подвергаются взрослые животные. Многие из них погибают, в том числе и от голода.
Во время охоты хищники нередко подвергаются опасностям не меньше, чем их жертвы. Иногда хищники гибнут от столкновения с другими хищниками в ходе борьбы за добычу.
Но главный враг хищника - время. Только самые быстрые и сильные хищники способны преследовать жертву на большом расстоянии, успешно ловить её затрачивая на это минимальное время. Менее проворные не выдерживают конкуренции и обречены на голодную смерть.
Значение хищничества в природе.
Является ли воздействие хищника только отрицательным? На этот вопрос можно было бы ответить безусловно «да», если принимать во внимание лишь судьбу конкретного животного, оказавшегося в зубах хищника. Экологов, однако, гораздо больше интересует судьба популяций, а не отдельных организмов.
Хищники уничтожают ту часть популяции, которая по тем или иным причинам оказывается более слабой в соревновании за подходящие территории.
Хищник, убивая более слабых, действует подобно селекционеру, ведущему отбор семян, дающих наилучшие всходы. Влияние хищника приводит к тому, что обновление популяции жертвы происходит быстрее, ведь быстрый рост ведёт к более раннему участию особей в размножении. Одновременно увеличивается потребление жертвами их пищи. Таким образом, воздействие хищников увеличивает поток энергии в экосистеме.
Хищники избирательно уничтожают животных с низкой способностью добывать себе корм, то есть медлительных, хилых, больных особей. Выживают сильные и выносливые. Это относится ко всему живому миру: хищники улучшают (в качественном отношении) популяции жертв. Такую же услугу ондатре оказывает норка, грызунам - хищные птицы, оленям - волки.
Хищничество является одним из ведущих факторов, определяющих регуляцию численности организмов.
Разумеется, в сельскохозяйственных районах необходимо регулировать численность хищников, так как последние могут причинять вред домашнему скоту. Однако в районах, недоступных для охоты, хищники должны быть сохранены для пользы как популяций жертв, так и взаимодействующих с ними растительных сообществ.
Список литературы
А. Степановских «Общая Экология»
Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Экология