Примером комменсализма являются взаимоотношения
СТРАНИЦА 215
Вспомните, какая конкуренция является более острой — межвидовая или внутривидовая. Объясните почему, приведите примеры.
Внутривидовую конкуренцию рассматривают как важнейшую форму борьбы за существование, так как потенциально самые острые конкурентные отношения возникают между более сходными особям, так как у особей вида совпадает экологическая ниша. Также идет конкуренция за ресурсы — территориальные, пищевые, половые партнеры. Примеры: 1) борьба за солнечный свет у растений, например одуванчиков 2) борьба за самок у парнокопытных (оленей) , 2) борьба за пищу ворон (более сильная ворона заклюет слабую).
Межвидовая борьба — борьба за существование между разными видами. Как правило, межвидовая борьба протекает особенно остро, если у видов сильно перекрываются экологические ниши (часто у представителей одного рода или семейства). В ходе межвидовой борьбы организмы также конкурируют за одни и те же ресурсы — пищевые, территориальные. Пример: 1) серая крыса вытесняет черную, 2) дрозд деряба вызывает уменьшение численности певчего дрозда (в Шотландии) , 3) в России таракан пруссак вытесняет черного таракана, 4) в Австралии ввезенная пчела медоносная вытесняет маленькую, лишенную жала, туземную пчелу.
СТРАНИЦА 216
Письменно приведите примеры хищников среди животных, относящихся к типам:
а) простейшие; б) кишечнополостные; в) плоские черви; г) кольчатые черви; д) хордовые.
Тип Простейшие — инфузория бурсария. Бурсарии очень прожорливы и могут за один прием пищи проглотить до семи инфузорий туфелек, которые потом перевариваются в крупных пищеварительных вакуолях этой хищной инфузории.
Другие хищные инфузории по размерам гораздо меньше не только бурсарии, но и инфузории туфельки. Например, длина мелких хищных инфузорий дидиниев всего около 0,1 мм. Несмотря на это, они успешно охотятся на инфузорий туфелек, которые в несколько раз крупнее их.
Тип кишечнополостные — гидры питаются мелкими планктонными ракообразными.
Тип Плоские черви — Ресничные черви — свободноживущие хищник Планария
Тип Кольчатые черви Пиявки
Тип Хордовые – семейства — Псовые, Кошачьи, Медвежьи. Рацион всех этих животных состоит в основном из мелких млекопитающих, к примеру, зайцев, грызунов, а также из птиц. Некоторые из них питаются падалью — это шакалы, волки. К кошачьим относятся тигры, львы, манулы, леопарды, каракалы, оцелоты, рыси и т. д. Они поедают мелких млекопитающих, в основном грызунов, иногда питаются рыбой, насекомыми. В меню медвежьих может входить как мясная пища, так и растительная: ягоды, другие плоды, корни разных растений. Тюлени и моржи охотятся на рыбу и некоторых беспозвоночных. К виверровым относятся и такие животные, как генеты, африканские циветы. Они питаются птицами, мелкими зверьками, птичками, беспозвоночными, птичьими яйцами.
СТРАНИЦА 217
Вспомните цикл развития печёночного сосальщика. К какому типу и классу он относится? К какой группе паразитов относятся разные стадии его развития? Почему промежуточный хозяин, как правило, погибает, а постоянный хотя и находится в угнетённом состоянии, но остаётся жив довольно долго?
Печёночный сосальщик отряд Echinostomida, относится к паразитирующим плоским червям и является трематодом. Устраиваются они в печени млекопитающих.
— начальная личиночная фаза – из яиц выходят подвижные формы мирацидии, которые свободно плавают и попадают в тело первого промежуточного хозяина (улитки, моллюски);
— вторая личиночная стадия – в теле улиток развивается другая форма, она называется спороцистой и может размножаться путем партеногенеза (созревание яйцеклеток без оплодотворения); Партеногенетическая форма, которая образовывается внутри моллюска путем избавления личинки от ресничного покрова в печени у моллюска. Здесь паразиты попадают в печень и питаются до момента достижения стадии церкарии, свободной личинки Происходит разрушение печени промежуточного хозяина
— заключительная личиночная фаза – это подвижные личинки с хвостом (церкарии), которые покидают тело промежуточного хозяина и прикрепляются к поверхности прибрежных растений;
— на растениях церкарии теряют хвосты и становятся неподвижными цистами, которые в таком виде могут сохраняться долгое время, дожидаясь следующего хозяина;
— конечным этапом является проникновение в тело человека или животного, где личинка оседает в печени и желчных путях, через месяц формируется взрослая особь, способная откладывать яйца, выходящие наружу с калом.
Постоянный хотя и находится в угнетённом состоянии, но остаётся жив довольно долго: так как печеночный сосальщик использует его как место обитания и питания
СТРАНИЦА 217
Приведите примеры аменсализма среди представителей животного мира.
1. Обитающие в норах сусликов жуки могут быть источником распространения инфекционных заболеваний среди сусликов.
2. когда овцы или любой крупный рогатый скот топчет траву.
Приведите другие примеры мутуализма.
Мутуализм — отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших — симбионтов — термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.
— Актиния и рак-отшельник
— Актинией и рыбой-клоуном
— Грибокорень – совместное детище грибницы и корня.
— Непатогенные бактерии в кишечнике человека
СТРАНИЦА 218
Как вы думаете, является ли примером протокооперации микориза? Ответ поясните.
Микориза является примером протокооперации. Протокооперацией называется биотическая связь, при которой сотрудничество разных видов приносит существенную пользу всем сторонам, но при этом не является обязательным ни для одной из них. То есть участники взаимодействия способны существовать и по отдельности, однако совместное функционирование сильно повышает качество их жизни. примеры протокооперации в природе показывают, что такие связи весьма важны и очень распространены.
Очень распространена протокооперация между высшими растениями (дуб, сосна, береза и многие многолетние травы) и грибами. Такая связь называется микоризой. При ее установлении грибной мицелий может проникнуть даже внутрь корня, на котором волоски перестают развиваться. Гриб подпитывается от высшего растения, взамен снабжая его водой и минеральными солями. Причем оба участника связи могут обходиться друг без друга, но в совокупности развиваются заметно лучше и быстрее.
Используя текст параграфа, заполните таблицу.
Виды биотических взаимоотношений
СТРАНИЦА 219
Выполните задания, ответьте на вопросы.
• Дайте характеристику и приведите примеры симбиотических отношений в природе.
Под симбиозом принято понимать особые взаимоотношения между организмами, при которых пользу извлекают оба партнера или только один.
Существует несколько форм взаимовыгодного сожительства: мутуализм, кооперация, комменсализм.
Симбиоз — представляет собой достаточно распространенную форму взаимовыгодного сожительства организмов, при которой существование одного партнера невозможно без другого. Наиболее известный случай – это симбиоз гриба и водоросли (лишайники). Причем первый получает продукты фотосинтеза, синтезируемые вторым. А водоросль извлекает минеральные соли и воду из гиф гриба. Жизнь по отдельности невозможна.
Комменсализм — это фактически одностороннее использование одним видом другого, без оказания на него вредного воздействия. Может осуществляться в нескольких формах: Квартирантство, то есть предоставление другому виду убежища. Примеры симбиоза в природе в этой форме очень многочисленны. В частности, самка камчатского карепрокта откладывает икру под панцирь краба, а пресноводный горчак — в мантийную полость двустворчатого моллюска – беззубки. Нахлебничество — Один вид (комменсал) прикрепляется к другому (хозяину) либо живет возле него, питаясь остатками его пищи, а иногда и передвигаясь с его помощью. Нахлебничество характеризуют как один из путей перехода в паразитизм.
Кооперация — это такая форма взаимоотношений, при которой организмы могут прожить отдельно, но иногда объединяются для общей пользы. Получается, что это необязательный симбиоз. Актинии и раки-отшельники, которые селятся в пустой раковине моллюсков; он возит ее повсюду вместе с полипом, увеличивая для того пространство для ловли добычи, а себе обеспечивая тем самым защиту. Крупные рыбы и креветки, которые очищают их тело от паразитов и отмерших клеток. Крупные копытные животные и птицы, которые выклевывают из их шерсти паразитов (клещей) либо при линьке выщипывают клочки зимней шерсти и используют ее для строительства гнезд.
• Расскажите об антагонистических отношениях. Могут ли они возникнуть между особями одного вида? Приведите примеры всех вариантов таких отношений. Каково значение хищников в природе?
Антагонистические взаимотношения, когда два взаимодействующих вида или один из них испытывают отрицательное влияние другого. К антагонистическим взаимоотношениям относятся конкуренция, хищничество, паразитизм и аменсализм.
Конкуренция возникает между особями различных видов (межви-довая) или особями одного вида (внутривидовая) за воду, пищу, свет, убежища и т.п.
Межвидовая конкуренция — волки, и лисы охотятся на зайцев, поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу.
Если два вида вступают в конкурентные отношения за общие ресурсы среды, то один из них угнетает или вытесняет со своей территории другой — американская норка вытеснила европейскую из многих мест её обитания.
Внутривидовая конкуренция — Птицы одного вида конкурируют за места гнездования. Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись потомством. Самцы крупных хищников, таких как львы и тигры, убивают потомство другого самца, захватив его территорию.
Паразитизм — Паразиты бывают временные, использующие организм хозяина только для питания (клещи, блохи, комары, слепни, москиты), и постоянные, использующие организм хозяина для питания и в качестве среды обитания (вирусы, болезнетворные бактерии, гельминты, про-стейшие).
Например, миноги (класс Круглоротые) — временные паразиты, нападающие на треску, лососей, других крупных рыб, и даже на китов. Присосавшись к жертве, минога питается соками её тела в течение нескольких дней и даже недель. Некоторые организмы настолько освоили паразитический образ жизни, что организм хозяина превратился в их единственную среду обитания, через которую они общаются с внешним миром. Например, все стадии малярийного плазмодия, относящегося к простейшим, существуют только в организме хозяев — комара и человека.
Аменсализм — Например, светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затемнения, в то время как сами на дерево никак не влияют
Хищничество — хищники ловят, умерщвляют и поедают свою жертву сразу или по частям. Взаимоотношения хищник — жертва широко распространены в природе.
Хищничество, как и конкуренция, служит механизмом регуляции численности популяций. В природе хищники в первую очередь уничтожают ослабленных или больных животных, что способствует обновлению популяции жертвы. Формой хищничества является каннибализм — поедание особей своего вида, который встречается у насекомых, рыб, паукообразных и некоторых других
Заполните схему по предложенному образцу.
Запишите названия взаимоотношений, обозначенных цифрами на схеме.
1 внутривидовая конкуренция
2 паразитизм
3 межвидовая конкуренция
4 межвидовая конкуренция
5 хищничество
6 симбиоз
7 нейтрализм
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИЙ
СТРАНИЦА 220
Вспомните, почему именно популяцию называют единицей эволюции.
Популяция — самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию. Отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции. Эволюция происходит только в группе особей… Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. Она обладает всеми критериями, которые характерны для данного вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому структурная единица вида – популяция.
СТРАНИЦА 222
Можно ли определить будущее популяции, анализируя такие показатели, как смертность и рождаемость? Каково будет значение этих показателей при благоприятном прогнозе для популяции? А при неблагоприятном?
Определить будущее популяции возможно, так как динамика численности и плотности популяций находится в тесной зависимости от рождаемости и смертности,
Рождаемость — это показатель, характеризующий скорость увеличения численности популяции в результате размножения. Фактическая (или экологическая) рождаемость характеризует скорость размножения популяции при фактически сложившихся условиях жизни, т.е.
конкретных экологических условиях среды. Фактическая рождаемость зависит от многих абиотических и биотических факторов среды (неблагоприятные климатические условия, потеря или ухудшение естественной среды обитания из-за стихийных бедствий — засуха, землетрясения, ураганы, пожары, наводнения или в результате человеческой деятельности, недостаток пиши, внутривидовая и межвидовая конкуренция, хищничество, паразитизм, болезнетворные агенты и т.д.), а также от возраста и состояния популяции.
Смертность — это показатель, характеризующий скорость процесса снижения численности популяции в результате гибели особей.
Значение этих показателей при благоприятном прогнозе для популяции – рождаемость повышается, смертность падает. А при неблагоприятном – рождаемость понижается, смертность повышается
СТРАНИЦА 223
Рассмотрите диаграммы возрастного состава трёх популяций на рисунке 76. Какая популяция, на ваш взгляд, имеет больше шансов на процветание в будущем? Дайте характеристику каждой из них.
Популяция под буквой Б. Численность популяции во многом зависит от того, какую долю составляют особи, способные приступить к размножению, каков процент особей, закончивших размножение или ещё совсем молодых. В популяциях различных видов он может сильно различаться, но в любом случае, чем больше в популяции молодых особей, способных к размножению, тем больше шансов, что она будет процветать. Большую роль играет средний возраст входящих в популяцию особей.
СТРАНИЦА 223
Приведите примеры видов, для которых характерны следующие варианты полового состава популяции: а) количество самцов и самок примерно равно; б) самок больше, чем самцов; в) самцов больше, чем самок.
А) многих видов соотношение полов в нерестовой популяции близко к равному. Это отмечается у видов рыб, принадлежащих к разным группам, в частности у калуги и осетра Амура, сига Сям-озера, воблы Северного Каспия, воблы и леща Терека, морских окуней в период спаривания. Б) серебряный карась В) У многих видов пауков размеры самцов сильно варьируют. Примере австралийской черной вдовы показал, что при недостатке самок в выигрыше оказываются крупные самцы, способные отогнать от самки конкурентов, а при избытке самок преимущество получают мелкие, быстро созревающие самцы. В течение сезона соотношение самцов и самок в популяции колеблется, что способствует поддержанию высокого уровня полиморфизма среди самцов.
СТРАНИЦА 225
Как вы думаете, почему одни виды ведут оседлый образ жизни, другие кочуют, а для третьих характерны миграции? Приведите примеры.
Оседлые животные чувствуют себя как бы хозяевами определённого участка — пространства, на котором они живут, кормятся, выводят потомство и которое охраняют от вторжения чужаков. Вся пригодная для жизнедеятельности территория оказывается поделённой, и ресурсы используются полностью и рационально. Для лучшего использования кормовых ресурсов территории оседлые животные создают систему запасов, строят дополнительные гнезда, норы. Так, у белок есть основное гнездо, где выводятся малыши, и несколько дополнительных для пребывания во время опасности. Кроме этого, белки создают кладовой, в которых хранят запасы орехов, грибов, семян. Произведенная территориальная поведение животных, в том числе сигналы о занятости территории, закрепляется и передается потомкам.
Кочующие животные также рационально используют пространство благодаря тому, что перемещаются по территории и возвращаются на места кормёжки после восстановления ресурсов. Чем больше кочующая группа, тем длиннее будет ее миграционный путь, так быстрее расходуются корма, что есть на этой территории. Таково поведение рыб во время нереста (угорь, норвежский сельдь), некоторых видов перелетных птиц (аисты, журавли).
Миграция животных – регулярное перемещение группы животных со сменой основной среды обитания по определенному маршруту. Наиболее распространены подобные явления у птиц (все мы наблюдаем осенью миграции аистов, гусей, уток, скворцов и других пернатых) и рыб. Самая главная причина перемещений животных – изменение условий обитания, чаще всего в худшую сторону. Например, северные олени перемещаются с наступлением зимы из тундры в лесотундру в связи с нехваткой корма и трудностью его добычи в местности, занесенной снегом. А сезонные миграции микроскопических животных на мелководья из глубинных частей озер связаны с изменением температуры воды.
СТРАНИЦА 225
Заполните таблицу по предложенному образцу.
СТРАНИЦА 226
1. Выполните задания, ответьте на вопросы.
• О чём говорят показатели численности популяции? Чем она определяется?
Численность показывает, насколько благоприятны условия среды для особей вида на данной территории. численность популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, на которые оказывают влияние внешние и внутренние популяционные факторы
• Чем характеризуется демографическая структура популяции? Почему важно знание этой характеристики популяции? Ответ подтвердите примерами.
Демографические описания важны для предсказания судьбы данной популяции. Численность популяции во многом зависит от того, какую долю составляют особи, способные приступить к размножению, каков процент особей, закончивших размножение или ещё совсем молодых
Возрастная структура популяции определяется соотношением различных возрастных групп организмов в составе популяции. 1. Возрастная структура популяции в первую очередь определяется общей продолжительностью жизни особей: индивидуальная жизнь особей у микроорганизмов не превышает нескольких часов, у некоторых насекомых и других беспозвоночных продолжается от 2-3 недель до года, то у крупных млекопитающих она достигает десятков лет, а у древесных пород иногда и столетий.)
Чем дольше продолжительность жизни организмов, тем сложнее возрастной состав популяции. се однолетние растения весной находятся в проростках, затем почти одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают.
В популяциях со сложной возрастной структурой представлены все возрастные группы или одновременно живут несколько поколений.
Так, например, в стадах слонов есть и новорожденные, и подростки, и молодые особы, и способные к размножению самцы и самки, и старые особы. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности.
• От чего зависит пространственная структура популяции? Каково значение распределения особей в пространстве? Приведите примеры.
Численность популяции определяется пространством, которое она занимает, так как оно предоставляет ей средства к жизни. Особенно четко это просматривается у растений – для каждого вида растений должна быть определенная площадь питания.
Пространственная структура популяции может быть представлена типами, которые выделяют на основе и других факторов; например, по типу использования среды виды разделяют на оседлые (обладающие территориальным поведением, а также имеющие индивидуальный охраняемый участок) и кочующие (постоянно перемещающиеся по определенной территории).
Пространственная структура популяции подвержена многим изменениям, но чаще всего она определяется биологией вида и особенно характером внутривидовых связей. Чем более упорядочено отношение животных внутри группы, тем рациональнее будет использоваться этой группой жизненное пространство.
Закономерное распределение особей в пространстве имеет важное экологическое значение:
Пространственная структура популяций определяет наиболее эффективное использование ресурсов среды (пищевых, микроклиматических и др.), тем самым снижая уровень конкурентных отношений особей внутри популяции, т.е. определяет пространственную дифференциацию особей.
Пространственная структура популяций поддерживает необходимый уровень устойчивых контактов между особями для осуществления внутрипопуляционных функций, т.е. определяет функциональную интеграцию особей.
Осуществление функций популяции (воспроизводство, регуляция плотности населения, общепопуляционная реакция на внешние условия, взаимоотношения с популяциями других видов) возможно только на основе устойчивых, закономерных взаимодействий между отдельными особями и их группами.
Примеры: у хищных рыб с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером;
— у животных, которым свойственна так называемая территориальность – охрана территории от вторжения других особей того же вида (хищники часто «метят» свою территорию для защиты от конкурентов);
— некоторые тропические птицы, питающиеся нектаром, защищают свою территорию от посягательств на их корм со стороны других особей;
— размещение деревьев в лесу, где конкуренция за свет настолько высока, что они отстоят друг от друга на более или менее равномерном расстоянии;
— регулярное распределение может быть искусственно создано человеком (рассадка фруктовых деревьев в садах, посадка саженцев сосны или дубы при лесовосстановлении, посев зерновых культур на полях или овощных растений в огородах.
• Как вы думаете, почему волки в весенне-летний период живут поодиночке, а зимой собираются в стаи?
Жизнь в стае — самые характерные особенности волка. Они отличают его от многих других млекопитающих и придают неповторимость его биологическому облику. Стая представляет собой семейную группу, состоящую из разновозрастных животных, сообща использующих территорию. Обычно стая состоит из родителей, прибылых (выводка этого года) и переярков (зверей, не достигших половой зрелости). Наиболее компактными группами волки держатся зимой, более рассредоточено — летом. Стая распадается поздней весной, когда взрослые самец и самка отделяются от нее, чтобы вывести и вырастить щенков. Но остальные члены стаи весной и летом не покидают семейную территорию, остаются, не образуя больших скоплений. Основное преимущество стайного образа жизни волков зоологи связывают с охотой на крупных копытных. Размер семейной территории сильно зависит от ландшафта и колеблется в очень широких пределах.
1. Заполните таблицу по предложенному образцу.
Экологические характеристики популяции
ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ
СТРАНИЦА 227
Проанализируйте график на рисунке 79 и предположите, какое влияние на популяцию лесной куницы окажет высокая урожайность еловых шишек, которыми зимой питаются белки. Что произойдёт, если в следующем году урожай шишек окажется очень низким? Ответ аргументируйте.
В первую очередь от кормовой базы. От урожая еловых влияет численность белок. На численность белки в определенной степени также влияет плотность лесной куницы. В бескормицу белки совершают довольно далекие миграции, форсируя при этом даже русла рек. Если урожай шишек будет низкий.. то количество белок уменьшается, соответственно уменьшается плотность куницы
СТРАНИЦА 228
Приведите другие примеры периодических колебаний численности организмов и укажите причины их возникновения.
Зайцы-беляки, например, в периоды пика численности часто внезапно погибают от «шоковой болезни». У некоторых видов рыб при высокой плотности популяции взрослые особи переходят на питание своей молодью, в результате чего численность популяции начинает снижаться. Повышение смертности и снижение рождаемости под влиянием высокой плотности наблюдаются в популяциях многих видов животных и растений. Во всех этих случаях сигнал к срабатыванию регуляторных механизмов дает сама популяция, точнее, ее плотность.
Циклы трех- и четырехлетней периодичности характерны для многих северных мышевидных грызунов — мышей, полевок, леммингов, для полярной совы, песцов и т.д.
В природе численность популяций испытывает колебания. Так, численность отдельных популяций насекомых и мелких растений может достигать сотен тысяч и миллион особей. Напротив, популяции животных и растений могут быть сравнительно небольшие по численности.
Любая популяция не может состоять из меньшего числа индивидов, чем это необходимо для обеспечения стабильной реализации этой среды и устойчивости популяции к факторам внешней среды — принцип минимального размера популяции.
Минимальная численность популяции специфична для разных видов. Выход за пределы минимума ведет популяцию к гибели. Так, дальнейшее скрещивание тигра на Дальнем Востоке, неизбежно приведет к вымиранию из-за того, что оставшиеся единицы, не находя с достаточной частотой партнеров для размножения, вымрут на протяжении немногих поколений. Это же грозит и редким растениям (орхидея «венерин башмачок» и др.).
Регуляция плотности популяции осуществляется, когда полностью используются ресурсы энергии и пространства. Дальнейшее увеличение плотности популяции ведет к снижению обеспеченности пищей и, следовательно, к снижению плодовитости.
Различают непериодические (редко наблюдаемые) и периодические (постоянные) колебания численности естественных популяций.
Периодические (циклические) колебания численности популяций. Совершаются обычно в течение одного сезона или нескольких лет. Циклические изменения с подъемом численности в среднем через 4 года зарегистрирована у животных, обитающих в тундре — леммингов, полярной совы, песца. Сезонные колебания численности характерны и для многих насекомых, мышевидных грызунов, птиц, мелких водных организмов.
В естественных условиях вероятность того, что все условия окажутся благоприятными для популяции, очень низка. Как правило, один или несколько абиотических (неоптимальная температура, кислотность, соленость, влажность) и биотических (присутствие хищников, паразитов, болезнетворных организмов, нехватка пищи) факторов становятся лимитирующими. Сочетание их — сопротивление среды. Эти факторы обычно изменяются с течением времени. В какой-то год популяция может значительно снизить свою численность, например, из-за засухи, а в последующие годы с нормальным увлажнением полностью восстановить ее: подобные циклические колебания продолжаются обычно неопределенно долго. Это объясняет правило максимума размера колебаний плотности популяционного населения.
«Существуют определенные верхние и нижние пределы для средних размеров популяции, которые соблюдаются в природе или которые теоретически могли бы существовать в течение сколь угодно длительного отрезка времени».
Пример. У перелетной саранчи при низкой численности личинки одиночной фазы имеют ярко-зеленую окраску, а взрослые — серо-зеленую окраску. В годы массового размножения саранча переходит в стадийную фазу. Личинки приобретают ярко-желтую с черными пятнами окраску, а взрослые — лимонно-желтую. Изменяется и морфология особей.
СТРАНИЦА 229
Заполните таблицу по предложенному образцу.
Факторы, влияющие на численность популяции
СТРАНИЦА 229
Выполните задания, ответьте на вопросы.
• Что такое гомеостаз популяции?
Состояние равновесия между биотическим потенциалом вида и сопротивлением среды, поддерживающее постоянство численности популяции, получило название гомеостаз популяции
• Объясните, что такое биотический потенциал вида и сопротивление среды. Приведите примеры.
Биотический потенциал — это совокупность факторов, способствующих увеличению численности вида. – рождаемость
– способность к расселению
– способность к захвату новых мест обитания
– защитные механизмы
– способность выдерживать неблагоприятные условия
У разных видов составляющие биотического потенциала неодинаковы, но они имеют одно общее свойство — стремительное увеличение численности при благоприятных условиях среды. В естественных условиях такое наблюдается редко. Вероятность того, что все условия окажутся благоприятными очень низка. Обычно один или несколько факторов (t, влажность, солёность, хищники, паразиты, нехватка пищи) становятся лимитирующими. Сочетание всех таких «ограничителей» называют сопротивлением среды. Сильнее всего они действуют на молодых особей, а это снижает темпы пополнения. При более суровых условиях гибнет часть взрослых особей. Кроме этого, биотический потенциал зависит от критической численности популяции. Если численность популяции (оленей, птиц или рыб) падает ниже этой величины, гарантирующей воспроизводство, биотический потенциал стремится к нулю и вымирание неизбежно.
• Приведите примеры видов, имеющих разные экологические стратегии.
Экологическая стратегия выживания — комплекс свойств популяции, направленных на повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется. Это общая характеристика роста и размножения. Сюда входят темпы роста особей, время достижения половозрелости, плодовитость, периодичность размножения и т.д.
Три основные типа стратегий выживания среди растений: виоленты, патиенты и эксплеренты.
Виоленты (силовики) — подавляют всех конкурентов, например, деревья, образующие коренные леса.
Патиенты — виды, способные выжить в неблагоприятных условиях («тенелюбивые», «солелюбивые» и т.п.).
Эксплеренты (наполняющие) — виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества, — на вырубках и гарях (осины), на отмелях и т.д.
• Расскажите о факторах, влияющих на численность популяции.
Вся совокупность факторов среды в природе постоянно изменяется и создает определенные условия для популяции, вызывая колебания ее численности. Все экологические факторы в зависимости от характера их влияния на численность популяции можно разделить на две группы:
1) факторы, независимые от плотности;
2) факторы, зависимые от плотности.
К первой группе относятся факторы, действующие на популяции постоянно и изменяющие их численность однонаправленно, независимо от величины популяции. Так действуют абиотические факторы и прежде всего климатические факторы, а также антропогенные факторы, за исключением природоохранных факторов. Действие их не всегда проявляется сразу. Эти факторы еще называют модифицирующими, поскольку они не обеспечивают регуляции численности, а лишь вызывают ее изменения. Ко второй группе относятся факторы, действие которых на популяцию может быть прямым, т.е. усиливаться по мере приближения к верхнему пределу, или инверсным, т.е. ослабевать по мере увеличения плотности. Эти факторы изменяют численность в сторону оптимального уровня и предотвращают перенаселение, поэтому В.Викторов предложил называть их регулирующими факторами. К ним относятся биотические факторы и природоохранные антропогенные факторы. Зависимые от плотности факторы, как правило, влияют на скорость роста численности популяции путем изменения ее рождаемости или смертности.
• Почему микроэволюционные процессы усиливаются в условиях низкой численности популяции?
Вероятность изменений генофонда особенно возрастает, когда численность популяции низка. Следовательно, в годы низкой численности микроэволюционные процессы должны протекать более активно. Если учесть, что снижение численности организмов происходит при резких изменениях внешних факторов, можно понять, что в эти же моменты начинает усиливаться движущий отбор: в популяции сохраняются особи лишь с теми свойствами, которые оказываются полезными в данных конкретных условиях. В периоды увеличения численности приобретённые изменения закрепляются в популяции благодаря действию стабилизирующего отбора. Так происходит адаптация — приспособление организмов к новым условиям жизни. Для популяций каждого биологического вида существует оптимум экологических факторов, который характеризуется наибольшей степенью благоприятствия для существования его особей.
Объясните, какое практическое значение для человека имеют знания о динамике численности видов.
Изучение популяций важно для прогнозирования происходящих в них изменений и их регулирования. Например, при заготовках древесины очень важно знать скорость восстановления леса, чтобы правильно планировать интенсивность рубок. Аналогична ситуация с популяциями животных, которые используются человеком для получения пищевого или пушного сырья. Практически значимо с медико-санитарной точки зрения изучение популяций мелких грызунов — носителей возбудителя опасного для человека заболевания — чумы.
Источник: resheba.me
Мириады живых существ в экосистеме находятся в неисчислимом количестве связей с другими существами. Это сложнейшая сеть взаимосвязей между организмами обеспечивает устойчивость экосистемы, служит предметом интереснейшей науки — экологии.
Мы коснемся с вами этого уникального, хрупкого мира взаимосвязей живых существ. Среди форм взаимоотношений между организмами выделяют:
- Симбиоз (греч. symbiosis — совместная жизнь)
- Мутуализм (лат. mutual — взаимный)
- Комменсализм (лат. com — вместе + mensa — стол, трапеза)
- Паразитизм (греч. parasitos — нахлебник)
- Хищничество
- Нейтрализм (лат. neutralis — не принадлежащий ни тому, ни другому)
- Антибиоз (греч. anti — против, bios — жизнь)
- Аменсализм (греч. а — отрицательная частица + лат. mensa -стол, трапеза)
- Аллелопатия (греч. allelon — взаимно + pathos — страдание)
- Конкуренция (лат. concurrentia — столкновение)
Форма существования двух организмов, принадлежащих к разным видам. Некоторые организмы-симбионты никак не могут существовать друг без друга — облигатный симбиоз (лат. obligatus — обязанный). Примером облигатного симбиоза могут служить лишайники, организмы, образованные симбиозом гриба и водоросли.
Иногда симбиоз между особями возможен, но не является обязательным условием. Если особи могут быть в симбиозе, а могут и поодиночке, то такой симбиоз будет считаться факультативным (франц. facultatif — необязательный).
В рамках симбиоза можно выделить мутуализм, комменсализм и паразитизм.
Форма взаимовыгодного облигатного симбиоза. Примером мутуализма могут послужить взаимоотношения между рыбой-клоуном и актинией. Рыба-клоун спасается от врагов среди щупалец актинии, проводит там санитарную обработку: она удаляет из актинии непереваренные остатки пищи, вентилирует воду.
Известный пример мутуализма — отношения между раком-отшельником и актинией. Актиния крепится к панцирю рака-отшельника, своими щупальцами обездвиживает мелких животных, таким образом, достает пищу для себя и рака. Рак-отшельник постоянно перемещает актинию, за счет чего вероятность ее встречи с потенциальной жертвой увеличивается.
Внутри пищеварительного тракта коровы происходит мутуализм с бактериями. Особая микрофлора заселяет отдел желудка — рубец. Именно здесь целлюлоза, которая не может быть разрушена пищеварительными ферментами коровы, переваривается бактериями-симбионтами. Без бактерий нормальное расщепление целлюлозы невозможно.
Комменсализм — способ симбиоза, при котором один из партнеров (комменсал) возлагает на другого (хозяина) регуляцию своих взаимоотношений с внешней средой. При этом комменсал получает пользу от таких взаимоотношений, а хозяин не получает ни вреда, ни пользы.
Примером таких взаимоотношений может послужить «квартиранство», при котором один из организмов использует другой как жилище: в мантийную полость двустворчатых моллюсков откладывают икринки рыбы-горчаки, благодаря чему развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но не приносят ни вреда, ни пользы самому моллюску.
Также примером является и «нахлебничество». Под этот термин подпадают отношения между акулой и рыбой-прилипалой. Рыба-прилипала (комменсал) прикрепляется к акуле, преодолевает большие расстояния и питается остатками пищи, расплывающимися в стороны после трапезы акулы.
Паразитизм также является способом симбиоза. При этой форме отношений один организм (паразит) использует другой (хозяина) в качестве источника питания (и среды обитания), при этом частично/полностью возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой.
Паразитизм бывает облигатный, в случае если паразит не может жить без хозяина, к примеру, у вирусов. Может быть факультативный, если паразит способен существовать без хозяина: комары, блохи, вши, паразитические черви.
В современной экологии в понятие хищничества вкладывается форма взаимоотношения, при которой один организм питается органами и тканями другого, при этом между двумя организмами отсутствуют симбиотические связи. То есть они никак не зависят друг от друга.
Иногда понятие хищничества обобщается, и в него включают плотоядных, растительноядных, всеядных животных и паразитов.
При этой форме взаимоотношений виды не оказывают друг на друга практически никакого влияния. Они редко встречаются из-за разности типов питания, экологических ниш.
Антибиозом называют такие взаимоотношения между видами, при которых один организм ограничивает возможности другого, иногда вплоть до невозможности существования. Выделяют аменсализм, аллелопатию и конкуренцию.
При аменсализме один вид подавляет другой без извлечения выгоды для себя и без обратного отрицательного влияния с подавляемой стороны. Примерами аменсализма являются высокие широкие кроны взрослых деревьев, которые практически не пропускают свет в подлесок и тем самым угнеют рост молодых растений, мхов.
Аллелопатией называют подавление одного вида организмов другим (и обратное воздействие) вследствие выделения токсичных веществ. Часто встречается у микроорганизмов, грибов.
Примером может считаться выделение антибиотиков двумя близкорасположенными бактериями. В этом случае антибиотик каждой бактерии будет замедлять рост и развитие другой, может приводить к гибели.
Если у особей, принадлежащих к двум разным видам (или к одному), сходный образ жизни, кормовая база, занимаемая ими экологическая ниша, ограниченные возможности для полового размножения: между ними возникает конкуренция.
Особенно часто возникает конкуренция между особями одного вида, ведь их потребности совершенно одинаковы. Недаром самым ожесточенным вариантом борьбы за существование считается внутривидовая борьба.
Источник: studarium.ru
Классификация
В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют следующие формы:
- паройкия — один организм использует другого (его самого, либо его жилище: раковину, гнездо и т. п.) в качестве убежища; складывается между животными, обладающими средствами защиты и незащищенными (например, некоторые окунеобразные прячутся между щупальцами крупных актиний, а те питаются остатками пищи рыб);
- синойкия (квартиранство) — один организм (комменсал) использует другого (его самого либо его жилище) в качестве жилища;
- энтойкия — одни животные поселяются внутри полостей других, имеющих сообщение с внешней средой, например рыбки Carapus обитают в клоаке голотурий, но питаются во внешней среде[2].
- эпибиоз — одни организмы живут на поверхности других (например, усоногие рачки на горбатых китах, непаразитические эпифиты на других растениях).
- эпиойкия (эпойкия, нахлебничество) — один организм (комменсал) прикрепляется к организму другого вида или живёт возле него, используя остатки пищи хозяина (например, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и других крупных рыб, передвигаясь с их помощью и питаясь остатками их трапезы), водоросли, живущие в шерсти ленивца. Эпиойкия является одним из путей перехода к паразитизму[3];
- инквилинизм — одно животное (инквилин), проникая в чужое жилище, уничтожает его хозяина, после чего использует жилище в своих целях. Тесно связан с синойкией. Изначально инквилинизм выделялся как подвид комменсализма, хотя он очень близок к хищничеству и паразитизму;
- зоохория — распространение диаспор при помощи животных;
- форезия — расселение организма при помощи его переноса другим, (например, мелкие клещи нескольких семейств, личинки жуков Cryptophagidae, Meloidae, Rhipiphoridae). Важный признак истинной форезии — отсутствие между форонтом и транспортным хозяином физиологической или биохимической зависимости[4]
Примеры у растений
Примером комменсализма могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. Если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота, этот тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом ее, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза.
Другой вариант комменсализма: односторонняя помощь растения-«няни» другому растению. Так, береза или ольха могут быть няней для ели: они защищают молодые ели от прямых солнечных лучей, без чего на открытом месте ель вырасти не может, а также защищают всходы молодых елочек от выжимания их из почвы морозом. Такой тип взаимоотношений характерен лишь для молодых растений ели. Как правило, при достижении елью определенного возраста она начинает вести себя как очень сильный конкурент и подавляет своих нянь.
В таких же отношениях состоят кустарники из семейств Яснотковые и Астровые и южно-американские кактусы. Обладая особым типом фотосинтеза (САМ-метаболизм), который происходит днем при закрытых устьицах, молодые кактусы сильно перегреваются и страдают от прямого солнечного света. Поэтому они могут развиваться только в тени под защитой засухоустойчивых кустарников.
Растения — эпифиты (от греч. «эпи» — на, сверх, «фитом» — растение) поселяются на деревьях. Например, на деревьях поселяются водоросли, лишайники, мхи, орхидеи — они питаются за счет фотосинтеза и отмирающих тканей хозяина, но не их соками.
Примеры у животных
- В норе сурка могут поселяться различные насекомые, жабы, ящерицы.
- В полости голотурии «морского огурца» находят убежище разнообразные мелкие виды животных.
- Распространение семян у растений (плоды и семена репейника на шерсти собак).
- Пресноводная рыба горчак откладывает икринки в мантийную полость беззубки (двустворчатый моллюск).
- Среди щупалец медузы цианеи прячутся мальки рыб пикши и трески.
- Рыба-прилипала на акуле.
- Волоклюи (птицы) на теле буйволов.
См. также
- Типы отношений между организмами
Источник: dic.academic.ru
Определение аменсализма
Существуют различные отношения, в которых находятся различные виды во всем мире. В природе ни один организм не живет своей жизнью в полной изоляции. Он должен каким-то образом взаимодействовать с другими организмами и окружающей средой. Одним из видов отношений, которые были классифицированы биологами и экологами, является аменсализм. Это любая связь между организмами разных видов, в которых один из них ингибируется или разрушается, в то время как другой остается нетронутым.
Типы аменсализма
В основном существуют два типа аменсализма:
- Конкуренция — отношения, при которых больший или более сильный организм исключает другой организм из убежища (места обитания) и отнимает его источник пищи.
- Антибиоз — это отношения, при которых один организм выделяет химическое вещество, которое убивает другой, в то время как тот, который выделяет вредное соединение, остается невредимым.
Примеры аменсализма в природе
Почти каждый человек сталкивался с появлением плесени на хлебопекарной продукции. Это распространенный пример аменсализма. Многие виды бактерий и грибов при определенных условиях могут появиться, например, на хлебе. Как правило, это происходит с истечением срока его годности. Это классическое проявление антибиоза.
Этот пример аменсализма наглядно показывает, как одна форма, способная продуцировать пенициллин, разрушает другие формы бактерий, которые также хотели бы расти на этом хлебе. Именно эти убийственные свойства пенициллина привели к его использованию в качестве антибиотического лекарства. Пенициллин убивает другие бактерии, а те, в свою очередь, не причиняют ему никакого вреда.
Еще один прекрасный пример аменсализма относится к категории конкуренции. Большие, высокие черные ореховые деревья можно встретить во многих районах Соединенных Штатов. Интересно то, что под ними нет других растений. Это происходит благодаря эволюции, которая привела к способности этого растения выделять определенное химическое вещество — юглон, которое разрушает многие травянистые растения в его корневой зоне.
Аменсализм — это что такое?
Это взаимодействие между организмами, при котором один из них наносит вред другому и сам при этом не получает ни вреда, ни ощутимой выгоды. Явный пример аменсализма у животных — это когда овцы или любой крупный рогатый скот топчет траву. В то время как трава не оказывает на копыта животного ощутимого отрицательного воздействия, сама она страдает от сдавливания.
Негативное биологическое взаимодействие
В природе ни одно живое существо не обитает в абсолютной изоляции, и, таким образом, все они должны взаимодействовать с окружающей средой и другими организмами. От этого во многом зависит выживание видов и функционирование экосистемы в целом.
Одним из механизмов аменсализма является аллелопатия, которая возникает у растений. Она включает производство и высвобождение химических веществ, которые подавляют рост и развитие других. Аллелопатические вещества варьируются от кислот до простых органических соединений.
Помимо указанного выше орехового дерева, можно привести еще несколько примеров аменсализма у растений. Известно, что такие кустарники, как Salvia leucophylla (мята) и Artemisia californica (полынь), производят аллелопатические вещества. Часто эти химикаты накапливаются в почве в течение сухого сезона, уменьшая прорастание и развитие трав и других растений на площади до 1-2 метров от секретирующих собратьев.
Аменсализм — это экологическое взаимодействие, при котором один организм вредит другому без получения выгоды. Этот вид отношений можно наблюдать и между людьми и живой природой. Из-за разрушительного влияния человека на окружающую среду многие виды животных и растений находятся под угрозой исчезновения.
Почти во всех таких случаях другие виды животных и растений страдают от деятельности человека. Например, загрязнение воздуха, вызванное автомобилями, электростанциями или металлургическими заводами, часто наносит серьезный ущерб лишайникам и растениям в пострадавшем районе, тогда как люди не получают прямой выгоды от этих отношений.
Самый редкий вид симбиоза
Аменсализм — это однозначно самый редкий вид симбиотических отношений, который предусматривает негативное влияние на один организм, в то время как другой не подвергается воздействию вообще. Однако в природе есть примеры взаимного отрицательного действия. Например, взаимоотношения между сфагновыми мхами и сосудистыми растениями на сфагновом болоте, сосной и осокой и другие. В данном случае наблюдается ситуация гармоничного взаимного угнетения — одни мешают расти, вторые забирают солнечный свет.
Отношения, которые являются вредными для одного партнера и нейтральными для другого, позиционируют себя в природных сообществах в качестве предельного варианта асимметричной конкуренции. Например, негласная борьба за ресурсы и естественный отбор. Более сильный подавляет слабого, что неизбежно ведет к новой эволюционной ступеньке. Пример аменсализма можно наблюдать между высокими деревьями и молодыми саженцами или травами напочвенного покрова в лесу, которые делят между собой солнечный свет, ресурсы почвы, которые необходимы им для питания, и азота.
Сложные отношения
Взаимоотношения организмов разнообразны и переменчивы. На это может оказывать влияние окружающая среда, когда обостряется противостояние в борьбе за ограниченные ресурсы, а также разные стадии жизненного цикла. Приведем пример отношений между семгой и двустворчатым моллюском-жемчужницей.
Будучи личинкой, жемчужница попадает в жабры семги и исполняет роль паразита, однако подросшие особи становятся самостоятельными организмами, которые живут на дне и занимаются тем, что фильтруют воду, улучшая тем самым жизненное пространство для рыб. Некоторые отношения нельзя описать только с одной стороны. Молодняк моллюсков паразитирует на рыбе, потомство которых позже будет скрываться между скоплениями раковин от местных хищников.
Какие можно сделать выводы
Взаимодействия между организмами бывают как положительными, так и отрицательными. Первые имеют очень важное значение в организации экосистем, они отвечают за природный баланс и выступают противовесом конкуренции — как межвидовой, так и внутривидовой, а также таким негативным проявлениям сотрудничества, как хищничество и паразитизм. Аменсализм не считается гармоничным видом взаимоотношений, так как обязательно будет угнетаться один вид, а второй при этом будет развиваться нормально.
Вспоминая пример аменсализма с пенициллином, стоит упомянуть, что это вещество подавляет рост других вредоносных или нейтральных бактерий, а те, в свою очередь, не могут дать достойный отпор плесени. Однако были проведены клинические испытания, и в результате исследователи обнаружили, что при применении пенициллина в лечебных целях возрастает количество заболеваний, вызываемых грибком. Это объясняется тем, что в естественных природных условиях происходит определенное сдерживание развития грибов разнообразными бактериями.
Источник: FB.ru