Учение о популяциях

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТАДЖИКИСТАНА

ФТИПО

Реферат

на тему: «Учение о популяциях. Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения»

Душанбе 2017

Введение

Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. популяция межвидовой конкуренция экология

Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» - народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Специфические внутривидовые взаимосвязи - это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями.

При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное, партеногенетическое или другие способы размножения, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количественные изменения населения. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по_разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи.

Основные характеристики популяций:

1) численность - общее количество особей на выделяемой территории;

2) плотность популяции - среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;

3) рождаемость - число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения;

4) смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;

5) прирост популяции - разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;

6) темп роста - средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой - под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида на определенной территории характеризуется еще и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

1. Обобщенно о внутривидовых и межвидовых взаимоотношений в популяциях

Особи, входящие в популяцию, обладают общностью происхождения и многочисленными специфическими приспособлениями к совместной жизни. Эти приспособления были названы С.А. Северцевым (1951) конгруэнциями, охватывают морфофизиологические и этологические (поведенческие) черты. Внутривидовые отношения между членами популяции зависят, прежде всего, от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду. Одиночный образ жизни - это когда особи популяции обособленны и независимы друг от друга. Характерным для многих видов, главным образом на определённых стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование организмов в природе не встречается. Причиной этого является невозможность осуществления их основной жизненной функции - размножения. Семейный образ жизни, усиливает связи между родителями и их потомками. Дальнейшее усложнение поведенческих связей в популяциях приводит к формированию более крупных объединений животных - колоний, стадий, стад. Колонии- групповые поселения осёдлых животных, которые могут существовать длительное время или создаваться на период размножения. Стаи - временное объединение животных, которые проявляют биологически полезную организацию действий. Стада- более длительные и постоянные объединения животных по сравнению со стаями. Здесь осуществляются все основные функции жизни вида: добывание корма, защита от хищника, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.д. Оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности при совместном существовании, и получила название «эффект группы». Межвидовые взаимоотношениямогут быть безразличными (00), вредными (--) или полезными (++) для партнёров. Если две популяции не влияют друг на друга, то имеет место нейтрализм(0 0). Для одного из совместно обитающих видов влияние другого отрицательно (он испытывает угнетение), в то время как угнетающий не получает ни вреда, ни пользы - это амменсализм(-0). Когда один вид получает какое-либо преимущество, выгоду, не принося другому ни вреда, ни пользы, называется комменсализмом (+0). Связи комменсалов могут быть условно разделены на несколько вариантов: нахлебничество,сотрапезничество,квартиранство. В природе часто встречаются взаимовыгодные связи видов, при которых организм и популяции получают обоюдную пользу от этих отношений. Самый простой тип симбиотических связей - протокооперация(буквально: первичное сотрудничество) (++). При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. Симбиотические отношения, при которых присутствие каждого из двух видов становится обязательным для другого партнёра, называется мутуализмом (++).Собственно симбиоз (++) - неразделимые взаимополезные связи двух видов, предполагающие обязательное тесное сожительство организмов, иногда даже с элементами паразитизма. Если в экологической системе два или более вида (популяции) со сходными экологическими требованиями обитают совместно, между ними возникают взаимоотношения отрицательного типа, которые называются конкуренцией (- -). Конкуренцию подразделяютна внутривидовую и межвидовую. Вместе с тем, если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Это одно из общих экологических правил получившее название «закона конкурентного исключения», сформулированного Г.Ф. Гаузе. Хищничество(+ -) - такой тип взаимоотношений популяций, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого. Паразитизм(+ -) - это взаимосвязь между видами, при которой организмы одного вида (паразита, потребителя) живут за счёт питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина в течении определенного времени). Гомеостаз (от греч. - похожий, и неподвижность, стояние) - способность организма или системы организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды. Первую попытку выделить механизмы гомеостаза в живой природе сделал К. Линней (1760). Обобщённую концепцию гомеостаза и термин предложил У. Кеннон (1929).

2. Внутривидовые взаимоотношения

Многообразное население популяции постоянно взаимодействует между собой. Удовлетворение потребностей в питании, распределении кормовых угодий, выбор места для постройки гнезда, спаривание, выращивание потомства, охрана занимаемой территории, расселение и т. д. осуществляются при постоянном взаимодействии особей, входящих в каждую популяцию, которая и обеспечивает ее существование.Эти связи складывались по мере образования и развития вида как целостной системы. Поэтому все особи, входящие в популяцию, обладают и общностью происхождения, и многочисленными специфическими приспособлениями к совместной жизни.Эти приспособления,названные С. А. Северцовым (1951) конгруэнциями, охватывают морфофизиологические и этологические (поведенческие) черты. Сюда можно отнести: особенности строения, обеспечивающие встречи разнополых особей, размножение, выращивание молодняка, приспособления, обеспечивающие расселение или объединения в стаи (к миграциям или на зиму), разнообразные "сигналы" - запахи, цвет, голос, поведение и др. - все, что привлекает или отвлекает особей, предупреждает их о занятой территории.Данные приспособления могут носить характер индивидуальных и групповых контактов. Они по-разному осуществляются на разных стадиях развития организмов и могут меняться в течение жизни особи, в разные сезоны года, а также в связи с изменениями условий жизни.

Взаимоотношения между членами популяции зависят прежде всего от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду. Формы же существования особей в популяции чрезвычайно различны.Одиночный образ жизни. Особи популяции обособлены и независимы друг от друга. Характерен для многих видов, главным образом на определенных стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование организмов в природе не встречается. Причиной этого является невозможность осуществления их основной жизненной функции - размножения. Однако для некоторых видов характерны очень слабые контакты между совместно живущими особями. Так, у видов с внутренним оплодотворением встречи самцов и самок могут быть очень кратковременными, для осуществления копуляции. В остальное время животные живут отдельно, независимо друг от друга, например хищные жуки-жужелицы, божьи коровки и многие другие насекомые. Подобный образ жизни ведут отдельные водные обитатели (одиночные актинии) с нарушенным способом оплодотворения, при котором нет необходимости в непосредственной встрече партнеров. Нередко виды с одиночным образом жизни образуют временные скопления особей в период, предшествующий размножению, в местах зимовок и т. д. Бабочки-крапивницы поздней осенью в большом количестве собираются в чердачных помещениях, божьи коровки и жужелицы - возле пней и комлей деревьев в сухой подстилке, щуки и сомы - в зимовальных ямах на дне водоема. Вместе с тем подобные скопления не сопровождаются установлением тесных связей между животными. Каждое из них относительно независимо от остальных.Усложнение отношений внутри популяций происходит по двум направлениям: усилению связи между половыми партнерами и возникновению контактов между родительским и дочерними поколениями. В популяциях на этой основе формируются семьи, разнообразные по составу и длительности существования. Родительские пары могут создаваться на короткий или длительный срок, а у некоторых видов - на всю жизнь взрослых особей. Среди птиц тетерева, глухари не образуют устойчивых семейных пар. У многих воробьиных самка и самец держатся вместе в течение всего периода гнездования. Сохраняются на долгие годы семейные пары лебедей, журавлей, голубей. Выбор партнеров у животных сопровождается особым брачным поведением, нередко большой сложности, - "танцы", "ухаживания" и др.

У многих насекомых, птиц и млекопитающих ухаживание нередко предотвращает агрессивные и оборонительные реакции особей противоположного пола, приводит к синхронизации полового созревания, стимулирует готовность к спариванию, что имеет большое значение для размножения, к которому самец и самка должны быть готовы в одно и то же время.В период выбора половых партнеров в популяциях животных усиливаются конкурентные отношения. У многих животных возникают драки самцов, ритуальные демонстрации и другие типы специализированного поведения, которые направлены на устранение конкурентов.Несмотря на частую ожесточенность, эти столкновения редко приводят к большим травмам соперников, большей частью ограничиваются изгнанием одного из них с территории, где находится самка. Токующие туруханы стремительно бросаются друг на друга, а затем внезапно замирают со взъерошенным "воротником", после этого вновь повторяют броски. В таких сражениях у рыб преобладает ритуал угрозы или противники кусают друг друга в пасть - наименее уязвимую часть тела, но не наносят более опасных укусов в бок.Следовательно, период, предшествующий размножению в популяциях животных, характеризуется активным поиском и резким усилением контактов между особями.Семейный образ жизни. Усиливает связи между родителями и их потомством. Простейшим видом такой связи является, например, забота одного из родителей об отложенных яйцах - охрана кладки, инкубации, дополнительное аэрирование и т. д. У птиц забота о птенцах продолжается до поднятия их на крыло, а у ряда крупных млекопитающих, таких, как медведи, тигры, детеныши воспитываются в семейных группах до наступления их половой зрелости, в течение нескольких лет. В зависимости от того, кто из родителей берет на себя уход за потомством, различают семьи отцовского, материнского и семейного типов. В охране и выкармливании потомства в семьях с устойчивым образованием пар принимают участие обычно как самец, так и самка.Дальнейшее усложнение поведенческих связей в популяциях приводит к формированию более крупных объединений животных - колоний, стай, стад.

Колонии - групповые поселения оседлых животных, которые могут существовать длительное время или создаваться на период размножения, как у птиц (гуси, грачи, гагары, чайки и др.).Колонии животных отличаются разнообразием - от простых территориальных скоплений одиночных форм до объединений, где отдельные члены, как органы в целостном организме, выполняют разные функции видовой жизни. Так, сифонофора Salacia - единая, на первый взгляд, особь - образована множеством отдельных специализированных особей и представляет колонию.Развитие колонии начинается с одного индивидуума, который размножается почкованием. Отдельные отпочковывающиеся особи могут либо вести самостоятельную жизнь, либо стать специализированными частями материнской колонии.

Поселения животных, где некоторые функции их жизни выполняются сообща, что увеличивает вероятность выживания отдельных особей, является более сложной формой колонии. Такими общими функциями колонии чаще всего становятся защита от врагов и предупредительная сигнализация. Чайки, ласточки, гуси и другие птицы с шумом набрасываются на хищника, угрожающего кладкам или птенцам. Поднятая заметившей опасность птицей тревога мобилизует остальных. Птицам сообща удается изгонять крупных хищников, с которыми они не справились бы поодиночке - сов, ястребов, песцов и др. Часто сохраняются индивидуальные гнездовые участки в колониальных поселениях птиц. Так, у серебристых чаек колонии рыхлые, между гнездами сохраняется расстояние 3-5 м.Городские же ласточки лепят свои гнезда часто вплотную одно к другому. Территориальные инстинкты здесь не проявляются совсем. Общественные ткачики строят на деревьях большое общее гнездо из травы с многочисленными отверстиями, ведущими в индивидуальные гнездовые полости.Колонии млекопитающих (сурки, вискачи, пеструшки, пищухи) чаще возникают на основе разрастания семейных групп, с сохранением связей между отпочковывающимися семьями.Сложные колонии у общественных насекомых, таких, как муравьи, термиты, пчелы, возникают на основе сильно разрастающейся семьи. В колониях-семьях насекомые выполняют сообща большинство основных функций: размножения, защиты, обеспечения кормом себя и потомства, строительств" и т. д. Здесь существует обязательное разделение труда и специализация отдельных особей, возрастных групп на выполнение определенных операций. Члены колонии действуют на основе постоянного обмена информацией друг с другом.По мере усложнения колониального объединения поведение, а нередко физиология и строение отдельной особи все больше и больше подчиняются интересам всей колонии.

Стаи - временные объединения животных, которые проявляют биологически полезную организованность действий. Стаи облегчают выполнение каких-либо функций в жизни вида: добыча пищи, защита от врагов, миграции. Стайность наиболее широко распространена среди рыб и птиц, у млекопитающих - многих собачьих. В стаях сильно развиты подражательные реакции и ориентация на соседей.Действия стаи по способам координации действий делятся на две категории:) эквипотенциальные - без выраженного доминирования отдельных членов; 2) стаи с лидерами, где животные ориентируются на поведение одной или нескольких, как правило, наиболее опытных особей. Объединения первого типа известны у рыб, мелких птиц, перелетной саранчи. У крупных птиц и млекопитающих встречается обычно второй тип стай.

Существует постоянная сигнализация, звуковая и зрительная связь между особями в стаях оседлых птиц, которая используется для обнаружения благоприятных мест ночевок и отдыха, источников корма, восходящих потоков воздуха и т. д. Так, подобно пионерам Дикого Запада в вестернах, виргинские перепелки образуют на ночь кольцо "спина к спине". Такая привычка не только помогает им уберечься от хищников, но и согревает холодными осенними и зимними ночами. Вспугнутые перепелки врассыпную взлетают в разные стороны. Для групповой охоты зимой возникают волчьи стаи. Им удается стаей справиться с крупными копытными, на которых охота в одиночку часто безрезультатна. При групповой охоте волки обычно практикуют преследование с выходом на перехват жертвы, нагон жертвы на засаду или захват ее в кольцо, требующее согласованности и координации действий всех особей.В стаях млекопитающих значительна роль вожаков и специфичны отношения между отдельными особями, что сближает данные групповые образования со стадами.

Стада - более длительные и постоянные объединения животных по сравнению со стаями. Здесь осуществляются все основные функции жизни вида: добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение, воспитание молодняка и т. д. В основе группового поведения животных в стадах лежат взаимоотношения доминирования-подчинения, основанные на индивидуальных различиях между особями. Одним из вариантов организации стад являются группы с временными или относительно постоянными лидерами. Это особи, на которых концентрируется внимание других, а они, в свою очередь, своим поведением определяют направление перемещения, места кормления, реакцию на хищника и т. д. Деятельность лидера не направлена непосредственно на подчинение других особей. Лидером становится более опытный член стада. Стадо действует как единое целое, подражая лидеру. Так, стада северных оленей, как правило, ведут старые важенки. Они лучше других ориентируются при миграциях и нападении хищников, потому что периодически это им приходится делать в одиночку.Выделяются объединения в крупных стадах, которые представляют семейные или возрастные группы с внутренними, более дружелюбными контактами, чем с членами других аналогичных групп. Независимо от общего лидерства во внутривидовых группировках могут складываться отношения администрирования-подчинения.Наибольшей сложностью отличается поведенческая организация стад с вожаками и иерархическим соподчинением особей. В отличие от лидеров вожаки характеризуются поведением, направленным непосредственно на активное руководство стадом: специальными сигналами, угрозами и прямыми нападениями. Здесь нередко возникают разделения "прав" и "обязанностей" и более сложные формы общественного поведения, выгодные для группы в целом. В стаде ранг каждой особи определяется многими причинами: возрастом, физической силой, опытом и наследственными качествами животного. Как правило, над слабыми доминируют сильные и опытные, с устойчивым типом нервной системы. Это проявляется в праве на самку, преимуществе при поедании пищи, передвижении в группе и др.

Эффект группы. Многие виды животных, как уже отмечалось, нормально развиваются только тогда, когда объединяются в довольно большие группы. Например, бакланы (Phalacrocarax bougainvillei) могут существовать в колонии, которая насчитывает не менее 10000 особей и где на 1 м3 приходится не менее 3 гнезд. Жизнь в группе через нервную и гормональную системы отражается на протекании многих физиологических процессов в организме животного. Наблюдается тесное общение особей посредством запахов, звуков, специфики поведения. Благодаря сложной системе сигнализации у особей и их взаимному обмену информацией возрастает эффективность функционирования группы, направленная на удовлетворение важных жизненных потребностей всех ее членов. Оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности при совместном существовании, и получила название "эффект группы". Эффект группы проявляется как психофизиологическая реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Например, у овец вне стада учащаются пульс и дыхание. При виде приближающегося стада эти процессы нормализуются. Эффект группы проявляется в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжительности жизни индивидуума и др. Животные в группе обычно способны поддерживать оптимальную температуру, например, при скучивании, в гнездах, в ульях. Вне группы у многих животных не реализуется плодовитость.

Не менее важным показателем эффекта группы служит фазовая изменчивость. Она была впервые обнаружена Б. П. Уваровым в 1921 г. у саранчовых, а позднее и у жесткокрылых, чешуекрылых и других насекомых. У саранчовых четко различают две формы: одиночная и стадная.

Вспышки численности грызунов прекращаются большей частью из-за таких эффектов скученности, как повышенная агрессивность вследствие усиленной секреции адреналина, вялости, связанная с понижением сахара в крови, чем из-за нехватки пищи или инфекций. Помет, секреты, продукты обмена веществ могут портить имеющиеся достаточные запасы питания. Высокая плотность иногда приводит к каннибализму даже у видов в норме чисто растительноядных, например, таких, как мучной хрущак. Таким образом, положительный эффект группы проявляется до некоторого оптимального уровня плотности популяции. Когда животных становится слишком много, это грозит для всех недостатком ресурсов среды, вступают в действие другие механизмы, которые приводят к снижению численности особей в группе путем ее деления, рассредоточения или падения рождаемости. Эти механизмы в дальнейшем рассмотрим более подробно.

Агрессия, внутривидовой паразитизм и конкуренция. Агрессия-это форма связей, характеризующаяся истреблением особей своего вида. Среди внутривидовых связей довольно часто встречаются различные формы агрессии, когда истребление одних особей вида другими способствует поддержанию численности популяции, ее плотности на занимаемой территории и обеспечивает высокую жизненность сохранившихся особей. В отдельных случаях агрессия представлена каннибализмом, или пожиранием особей своего вида. Так, у американской саламандры-скрытножаберника отложенную икру охраняет самец. Защищая ее от других, он сам питается ею для поддержания сил. Другая форма каннибализма у лососевых.

Взрослые рыбы для икрометания заходят в реки и обычно поднимаются до самых верхних истоков. На мелководьях, в условиях хорошо аэрируемой воды, они выметывают икру и там же обессиленные погибают. Икрометание происходит поздно осенью и на мелководье, трупы рыб не уносятся потоком воды, а вмерзают в лед. Весной с таянием льда оттаивают и трупы рыб, начинается их разложение. К этому времени из икры обычно уже появляется молодь. Прожорливые мальки набрасываются на размягченные трупы рыб и поедают их. Это позволяет большинству мальков выживать и быстро расти в местах, где иной доступной им пищи нет. В целом каннибализм широко распространен у рыб. У трески, налима, балхашского окуня взрослые рыбы поедают свою молодь. Аналогичное наблюдается и у насекомых. Каннибализм отмечен у муравьев, у хищных личинок некоторых комаров. Во всех приведенных случаях агрессия оказывается полезной виду, являя своеобразный пример "взаимополезных связей".

Таким же полезным можно оценить явление внутривидового паразитирования, которое встречается у некоторых животных. Оно может быть в виде эктопаразитизма (наружного паразитизма) и эндопаразитизма (внутреннего паразитизма).

Кожа самца в местах прикрепления срастается с кожей самки, как бы погружаясь в нее, происходит взаимопроникновение и некоторое срастание кровеносных сосудов обоих организмов. Становясь неотъемлемой частью самки, самец и передвигается за счет ее. При этом у самца кишечник недоразвит, зубы редуцированы, тогда как жабры, почки, сердце и половая система остаются достаточно развитыми.

Внутривидовая конкуренция (за пищу, полового партнера, жизненное пространство, место для размножения и др.) увеличивается как с ростом плотности популяции, так и степени специализации вида. Чаще всего конкуренция начинается за пищу, когда в результате размножения при еще достаточном запасе пищи плотность популяции повышается. Недостаточное питание может приводить нередко к снижению плодовитости, пока уменьшение популяции не позволит виду снова размножиться.

У растений внутривидовая конкуренция нередко проявляется в виде "пассивной борьбы". Пассивная борьба приводит к появлению особых адаптивных черт в строении, обеспечивающих им выгодное размещение своих органов. Это особенно четко было продемонстрировано В. Н. Сукачевым (1945) в опытах при загущенных посевах. Было показано, что не только надземные части растений разместились на разной высоте, но и их корни распределились на разной глубине .

Дифференциация молодых особей наблюдается при загущенном посеве настурции. Среди одновременно появившихся ее всходов вскоре можно выделить три более или менее отличные друг от друга группы молодых растений. У одних наблюдается быстрый рост стебля, выносящий семядольные и первые зеленые листья вверх. У другой группы быстрый рост вверх осуществляется не за счет роста стебля, а при помощи быстрого роста черешков семядольных и первых зеленых листьев. У третьей группы не отмечается быстрого роста ни стеблевой части, ни черешков, но оказалась высокой скорость развертывания листьев. К тому времени, когда растения первых двух групп имели, помимо семядольных, лишь два зеленых листа, у этих было развернуто четыре, а в одном случае даже шесть зеленых листьев с очень мелкими листовыми пластинками. Во время цветения взрослые растения внешне выглядят одинаково и практически ничем не напоминают того разделения особей на три группы, которое наблюдается у проростков.

Территориальность. Территориальное поведение встречается у широкого круга животных, в том числе у некоторых рыб, рептилий, птиц, млекопитающих и общественных насекомых. Это явление основано на врожденном стремлении особи к свободе передвижения на некоторой минимальной площади.Первая ступень развития территориальности -- индивидуальное пространство, окружающее каждую особь. Оно хорошо заметно, например, у ласточек, усевшихся на телефонный провод, или у скворцов в летящей стае. Особь защищает его от вторжения и открывает для другой особи только после церемоний ухаживания перед спариванием. Вторая ступень - обороняемое место для жизни, отдыха или сна в середине необороняемой зоны активности (у многих хищников охотничьего участка). Животные, стоящие на второй ступени, распределяются практически равномерно.Самое рациональное использование пространства отмечается на третьей ступени территориальности, где образуются настоящие территории - участки, из которых другие особи изгоняются. Владелец участ психологически господствует на нем, и для изгнания в большинстве случаев достаточно лишь демонстраций, угроз, преследования, самое большое - притворных атак, которые прекращаются на границах участка, помеченных зрительно, акустически или запахом (ольфакторно).У птиц, гнездящихся колониями, особь охраняет только свое гнездо, а вся колония и ее окрестности как целое обороняются всей популяцией.

3. Взаимоотношения популяций разных видов

Взаимополезные отношения способствуют формированию устойчивых сообществ. Примерами таких отношений служат связи цветковых растений и их опылителей - мелких птиц, насекомых, летучих мышей.

Интересен пример взаимополезных отношений между муравьями и тлями. Муравьи "разводят" тлей: охраняют их, переносят на самые нежные, молодые листочки, соком которых тли питаются. Но такая забота небескорыстна. Муравьи "доят" тлей: поглаживают их брюшко тлей, стимулируя выделение сладкой сиропообразной жидкости, которую очень любят.

Формы взаимополезных отношений очень разнообразны. Наиболее известен симбиоз - тесное физическое взаимовыгодное сожительство организмов разных видов. Классический пример симбиоза - лишайник, тело которого состоит из гриба и клеток водорослей. Бобовые образуют симбиозы с клубеньковыми азотфиксирующими бактериями, которые формируются на их корнях и необходимы для азотного питания растений. Своеобразный симбиоз - микоризу - образуют некоторые виды деревьев и грибов. Любители собирать грибы знают, что подосиновики растут под осинами, подберезовики - под березами и т. п. Растения снабжают грибы органическими веществами, а грибы способствуют минеральному питанию растений.

Человек в своей практической деятельности должен учитывать эти сложившиеся отношения. Например, ошибочным было введение в подкормку сельскохозяйственных животных антибиотиков. Зоотехники, пытавшиеся сберечь их от инфекционных заболеваний, не учли, что антибиотики опасны для полезной микрофлоры пищеварительного тракта, благодаря которой растительноядные животные способны переваривать клетчатку, в их кишечнике синтезируются некоторые очень сложные незаменимые вещества, например, витамины. Применение антибиотиков повлекло за собой снижение массы тела животных, надоев молока у коров.

Полезно-нейтральные отношения выгодны одному партнеру и, как правило, безразличны для другого. Примером их может служить квартирантство - использование тела или построек (нор, гнезд) одних животных другими без вреда для хозяина. Так, в норах степных грызунов обитает, спасаясь от жары, огромное число мелких членистоногих - пауков, клещей, многоножек. Мальки рыб прячутся от хищников под зонтиками крупных медуз или между иглами морских ежей.

Интересные примеры квартирантства наблюдали работники Воронежского государственного заповедника, основным объектом охраны которого являются бобры. Хатки бобров превращались иногда в настоящие крепости: в них устраивали свои гнезда шершни, поселялись гадюки. В бобровых хатках было обнаружено более 10 видов пресмыкающихся, около 25 видов насекомых и клещей.

Другая форма полезно-нейтральных связей - нахлебничество. Птицы-падальщики поедают неиспользованные остатки "со стола" львов. Рядом с крупными морскими животными (акулами, дельфинами, черепахами) часто обитают небольшие рыбы-лоцманы, которые доедают остатки пищи сопровождаемых животных.

Разновидностью полезно-нейтральных отношений является расселение особей одних видов за счет других. Например, плоды многих растений имеют различные приспособления (выросты в виде крючков, липкую жидкость и др.) для прикрепления к шерсти животных, перьевому покрову птиц. Животные, передвигаясь на большие расстояния, способствуют широкому распространению таких растений. Например, мелкие клещи в качестве живого транспорта используют многих насекомых (мух, жуков).

Полезно-вредные отношения. Один из примеров такого типа отношений - хищничество. Это способ добывания пищи, при котором одни организмы ловят, умерщвляют и поедают другие организмы. Хищничество встречается среди всех типов животных, иногда среди грибов, насекомоядных растений.

Пластинчатый гриб вешенка, живущий на гниющих деревьях, выделяет особое вещество, обездвиживающее небольших круглых червей нематод. Затем гифы гриба опутывают этих червей и проникают в них. Некоторые микроскопические грибы выделяют на поверхность гиф липкое вещество, к которому приклеиваются мелкие насекомые и другие животные. После этого гифы образуют своеобразные петли, сжимающиеся, как аркан.

Венерина мухоловка и росянка не являются "чистыми" хищниками. Они способны образовывать органические вещества в процессе фотосинтеза. Мелкие насекомые, ставшие жертвами их охоты, - это дополнение к основному питанию этих растений.

Большинство хищников питаются не только особями одного какого-либо предпочитаемого вида, а охотятся на ту добычу, которая в данные момент наиболее доступна и многочисленна. Это позволяет им не быть зависимым от численности популяции какого-то одного вида. Так, добычей змей могут быть птицы и их яйца, лягушки, мелкие млекопитающие.

В отношениях "хищник-жертва" происходит постоянное совершенствование обеих сторон - и хищников, и жертв: выживают те "жертвы", которые лучше бегают или летают, имеют более чуткие органы слуха и зрения, более развитую нервную систему. Среди "хищников" больше шансов прокормиться, следовательно, выжить и дать потомство будут иметь те, кто обладает большей силой и выносливостью.

Многие организмы могут использовать особей других видов не только как источник питания, но и как место обитания. Такая форма связей получила название паразитизма или отношений "паразит - хозяин". Известно несколько десятков тысяч видов паразитических форм. Из них около 500 видов - паразиты человека, которые могут поражать практически все органы.

Паразитизм может быть временным, если организмом-хозяином пользуются короткое время, лишь для питания (например, постельный клоп, комары, блохи). Примерами постоянного паразитизма служат поселения в организме-хозяине представителей простейших (малярийного плазмодия, дизентерийной амебы), разных паразитических червей (аскариды, острицы, сосальщиков), представителей типа членистоногих (вшей и чесоточного зудня).

Переход к паразитическому образу жизни часто приводит к упрощению организации: у животных-паразитов отсутствуют органы зрения и слуха, упрощается строение нервной и пищеварительной систем, но хорошо развиты органы прикрепления к хозяину (присоски, крючки, коготки), большой продуктивности достигает половая система. Например, свиной цепень за сутки может образовывать до 5 млн. яиц.

Среди насекомых известны случаи, когда в качестве хозяина используются не только взрослые особи, но также яйца и гусеницы. Наездник и мелкобрюх, например, откладывают свои яйца в тело гусеницы капустной белянки, ткани которой служат пищей его будущему потомству.

В природе встречаются организмы, паразитирующие не только на животных, но и на растениях. Наиболее известны паразитические грибы и бактерии. Грибы рода Фитофтора, например, поражают такие культурные растения, как картофель, томаты, перец. Большой урон сельскому хозяйству причиняют головневые, ржавчинные, мучнисто-росяные грибы, поражающие зерновые и другие культуры.

Среди цветковых растений есть как паразиты - утратившие способность к фотосинтезу (повилика), так и полупаразиты - содержащие хлорофилл и использующие растение-хозяина как источник раствора минеральных солей (омела).

Отношения "паразит-хозяин" регулируют численность популяций хозяев, что особенно важно для популяций крупных хищников, у которых почти нет врагов (щука, орел, волк, медведь).

На знаниях этих закономерностей основаны биологические методы защиты культурных растений, которые человек использует в своей практике. Так, наездников разводят в лабораториях и эффективно снижают с их помощью численность насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур.

Биологические методы борьбы человек использует с древности. Еще 1000 лет назад аравийские садоводы для защиты финиковых пальм от вредного вида муравьев привозили из горных лесов колонии хищных лесных муравьев и пускали их "в атаку" на муравьев-вредителей. Китайские садоводы в древности использовали муравьев для борьбы с мандариновой листоверткой. Чтобы муравьям было легче передвигаться с одного дерева на другое, китайцы соединяли соседние деревья "мостиками" из бамбуковых палочек.

Химическая обработка сельскохозяйственных растений снижает численность их вредителей в 3-15 раз. Но медики и экологи уже давно указывают на опасность применения химических методов. Химические вещества, накапливаясь в сельскохозяйственных продуктах, в том числе молоке, приносят огромный вред здоровью человека, потребляющему такую продукцию. Таким образом, применение химических средств, хотя и дает сначала высокий экономический эффект в борьбе с вредителями, затем приводит к нежелательным результатам. По этой причине биологические методы защиты полезных человеку растений и животных, позволяющие сократить применение ядохимикатов, вызывают все больший интерес в мировой практике сельского хозяйства.

4. Межвидовая конкуренция

Особи популяций разных видов могут конкурировать между собой за жизненные ресурсы (воду, пищу, свет) и пространство. Межвидовая конкуренция возникает в том случае, если ресурс ограничен, а виды обладают сходными потребностями, например, используют одну и ту же пищу. Если ресурс имеется в избытке, то даже между видами с очень близкими потребностями конкуренции не возникает.

Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы особей разных видов до их мирного совместного существования. Примерами активного воздействия конкурентов друг на друга могут служить угнетение медленно растущих деревьев быстрорастущими в смешанных посадках, подавление грибами роста бактерий путем выработки антибиотиков.

Межвидовая конкуренция приводит к увеличению экологических различий между конкурирующими видами, то есть к разграничению экологических ниш. Под экологической нишей понимают положение вида, которое он занимает в сообществе, комплекс его связей с другими видами и условиями окружающей среды. Понятие "экологическая ниша" следует отличать от понятия "местообитание". В последнем случае речь идет о части пространства, где живет вид, имеются необходимые условия для его существования. Экологическая ниша вида определяется не только условиями среды. Она характеризует весь его образ жизни. По образному выражению американского эколога Ю. Одума, местообитание - это "адрес" вида, а экологическая ниша - его "профессия".

В многовидовом сообществе совместно живущие виды занимают различные экологические ниши, то есть специализированы в использовании основных ресурсов среды обитания. Однако по дополнительным ресурсам возможно перекрывание экологических ниш, что способствует повышению устойчивости природных сообществ. И когда какой-либо вид выпадает из состава сообщества, его роль берут на себя другие виды. Например, если в хвойных лесах Сибири вместо живущего там соболя поселится куница, сообщество сохранит свои основные черты, так как представители этих двух видов являются всеядными хищниками. Они питаются мелкими грызунами, птицами, орешками, ягодами и насекомыми, добывая свою пищу на земле и деревьях.

Заключение

Внутривидовая конкуренция приводит к тому, что отдельные особи оказываются менее приспособленными к выживанию, их вклад в продолжение рода оказывается меньшим, и в последующих поколениях их генотип уменьшается. Они либо погибают, либо им не удаётся дать потомство или вырасти до необходимых размеров.

Существуют два основных последствия межвидовой конкуренции: либо один вид вытесняет другой, либо они сосуществуют.

Итак, конкурентное взаимодействие может стать причиной морфологических изменений вследствие естественного отбора, что приводит к экологической разобщённости особей в пределах одного вида и между видами.

Литература

1. Коробкин В.И. и др. Экология. - М., 2003. с.110-117.

2. Николайкин Н.И. и др. Экология. - М., 2004. с.126-132.

3. Алишева К.А. Экология. - Алматы., 2006. с. 46-49.

4.Степановских А.С. Общая экология. - М., 1999. с. 293-313

Размещено на Allbest.ru