Принципы взаимодействия живых организмов и среды обитания

Границы биосферы:

¦ верхняя граница в атмосфере: 15--20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов;

¦ нижняя граница в литосфере: 3,5--7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами;

¦ граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-- 11 км. Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.

Структура биосферы. Живое вещество --вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Живое вещество составляет примерно 0,01% от всей массы биосферы, но благодаря высокой химической и геологической активности, именно оно является основой биосферы, состав которой определяется совокупной деятельностью живых организмов в настоящем и прошлом (табл. 1.2). Но это одна из самых могущественных геохимических сил Земли, поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик планеты. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

Таблица 1.2 Количественные соотношения живого вещества с другими оболочками Земли

Биогенное вещество -- вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т.д.

Косное вещество -- продукты, образующиеся без участия живых организмов. К ним относятся небиогенные минералы и горные породы, образовавшиеся в основном или глубже биосферы (вне области жизни) или в пределах биосферы на глубине нескольких километров без участия живого вещества. Примерами косного вещества являются изверженные горные породы. Мертвые (косные) небиогенные горные породы и минералы по массе во много раз превышают массу всего живого вещества (см. табл. 1.2).

Биокосное вещество -- вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и др. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения. Живое вещество неотделимо от биосферы. Оно является как функцией биосферы, так и одной из самой могущественной геологической силой на планете, выполняя различные функции. Как указывает А.В. Лапо, классификация функций живого вещества выделяет десять основных функций.

1. Энергетическая функция связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей ее по цепям питания, и рассеиванием. Энергетическая функция живого вещества нашла отражение в двух биогеохимических принципах, сформулированных В.И. Вернадским. В соответствии с первым из них геохимическая биогенная энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению. Второй принцип гласит, что в процессе эволюции выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают геохимическую энергию.

2. Газовая функция проявляется в способности изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. В частности, включение углерода в процессы фотосинтеза, а затем в цепи питания обусловливало аккумуляцию его в биогенном веществе (органические остатки, известняки и т.п.) В результате этого шло постепенное уменьшение содержания углерода и его соединений, прежде всего двуокиси (С0₂) в атмосфере с десятков процентов до современных 0,03%. Это же относится к накоплению в атмосфере кислорода, синтезу озона и другим процессам.

3. Окислительно-восстановительная функция выражается в ускорении под влиянием живого вещества процессов окисления (при наличии кислорода) и восстановления (разложение органических веществ при дефиците кислорода). Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море). Данный процесс в связи с деятельностью человека прогрессирует.

4. Концентрационная функция заключается в способности живых организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, поглощаемые из среды. По некоторым металлам, например, по марганцу, концентрирование достигает 10⁶. Результат концентрационной деятельности -- залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т. п. Эту функцию живого вещества всесторонне изучает наука биоминералогия. Организмы-концентраторы используются для решения конкретных прикладных вопросов, например для обогащения руд интересующими человека химическими элементами или соединениями.

5. Противоположная по результатам рассеивающая функция проявляется через питательную и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов, смене покровов и т.д.

6. Деструктивная функция состоит в разрушении организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе после их смерти, как мертвого органического вещества, так и косных веществ. Механизм связан с круговоротом веществ.

7. Транспортная функция выражается в переносе вещества в результате активной формы движения. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных.

8. Средообразующая функция заключается в способности живого вещества изменять химические параметры среды в более благоприятные для живых организмов условия обитания. Она направлена на обеспечение условий жизни всех ее членов, в том числе и человека; осуществляется посредством изменения газового состава атмосферы и химического состава гидросферы, образования почвы и осадочных пород, баланса веществ и энергии в биосфере, восстановления нарушенных человеком условий обитания и др.

9. Средорегулирующая функция -- биотическая регуляция окружающей среды. Биота (любая пространственная совокупность живых организмов) способна с большой точностью и длительное время поддерживать на постоянном уровне важные параметры окружающей среды несмотря на сложность регулируемой системы. Например, биотао- кеана регулирует и стабилизирует концентрацию оксида углерода (II) С0₂ в атмосфере. Механизм этой регуляции сводится к следующему. Атмосферная концентрация С0₂ находится в равновесии с его концентрацией в поверхностном слое океана. Биота океана, регулируя концентрацию в поверхностном слое океана, фактически стабилизирует концентрацию в атмосфере.

10. Информационная функция живого вещества биосферы. Именно с появлением первых примитивных живых существ на планете появилась и активная («живая») информация, отличающаяся от той «мертвой» информации, которая является простым отражением структуры. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой, играющей роль программы. Способность воспринимать, хранить и перерабатывать молекулярную информацию совершила опережающую эволюцию в природе и стала важнейшим экологическим системообразующим фактором.

Таким образом, структура и функции биосферы достаточно сложны. Но необходимо отметить главное: ни одна из составляющих биосферу оболочек не может развиваться изолированно от других. Любое качественное изменение одной из них адекватно сказывается на другой. Всеобщий закон сбалансированности биосферы является основным принципом направленности в развитии всего органического и неорганического мира. Дисбаланс в этот процесс вносят не только (и не столько) любые естественные катастрофические изменения, происходящие на земле, но и хозяйственная деятельность человека, которая может быть не только соизмерима с катастрофическими развивающимися природными факторами, но даже превышать уровень их воздействия.

Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов (рис. 1.5), т.е. изучение организации и функционирования надорганизменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания:

Рис. 1.5. Структура биологических систем в биосфере (по И .А. Шилову, 1988)

Живой организм -- это любая форма жизнедеятельности. В курсе школьной биологии чаще всего используется классификация, в которой выделяют четыре царства: бактерии, грибы, растения и животные. Более сложная классификация включает в себя дополнительно вирусы и простейшие органические соединения (гумус). Размеры растений варьируют от микроскопических одноклеточных плавающих растений, известных как фитопланктон, до самых больших из всех живых организмов -- деревьев секвойя, произрастающих в западной части Северной Америки. Размеры животных могут изменяться от мельчайшего плавающего зоопланктона до 4-метрового африканского слона и 30-метрового голубого кита.

Бактерии и вирусы не имеют оформленного клеточного ядра, поэтому их объединяют в одно надцарство, называемое надцарством прокариотов. Растения, грибы и животные имеют оформленное клеточное ядро, по причине чего их также объединяют в одно надцарство, называемое надцарством эукариотов.

Популяция -- группа организмов одного вида, проживающих на определенной территории. Примерами популяций являются все окуни в пруду, белки обыкновенные или дубы белые в лесах, население в отдельной стране или население Земли в целом. Популяции -- это динамичные группы организмов, адаптирующиеся к изменениям условий окружающей среды путем изменения своих размеров, распределения возрастных групп (возрастной структуры), генетического состава.

Вид -- совокупность популяций особей, представители которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом в естественных условиях. Подсчитано, что в мире существует от 3 до 30 млн видов живых организмов.

Каждый организм или популяция имеет свое местообитание (ареал): местность или тип местности, где они проживают. Совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения, называют биотой. Примерами являются все растения, животные, грибы, вирусы, произрастающие и проживающие в лесу, пруду, пустыне или в аквариуме.

Экосистема -- взаимосвязь сообществ (биоценоз) с химическими и физическими факторами, создающими неживую окружающую среду (биотоп). Это вечно меняющаяся (динамичная) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды. Примером может служить лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов.

Экосистема = Биотоп + Биоценоз

Масштабы или размеры экосистем в природе чрезвычайно разнообразны. Выделяют микроэкосистемы (лужа, ствол гниющего дерева, труп животного с населяющими его организмами, аквариум, пока в нем присутствуют живые организмы, способные осуществлять круговорот), мезоэкосистемы (лес, пруд и т.д.), макроэкосистемы (океан, континент и т.п.). Глобальная экосистема одна -- это биосфера.Таким образом, более крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга.

По мнению Ю. Одума (1986), выделяют три группы природных экосистем: наземные (биомы), пресноводные и морские (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Основные типы природных экосистем

В основе классификации лежат определенные признаки: для наземных -- тип растительности, для пресноводных -- физические свойства воды и др.

Как большие, так и малые экосистемы обычно не имеют четких границ. Переходная зона между двумя смежными экосистемами называется экотоном. Экотон включает в себя представителей видов растений, животных и деструкторов обеих смежных экосистем.

Неживые, или абиотические, компоненты экосистемы включают различные физические и химические факторы. К важным физическим факторам, как вы уже знаете, относятся солнечный свет, тень, испарения, ветер, температура и водные течения. Главными химическими факторами являются питательные элементы и их соединения в атмосфере, гидросфере и земной коре, необходимые в больших или малых количествах для существования, роста, размножения организмов.

Биотические компоненты экосистемы -- основные типы организмов, которые формируют живые компоненты экосистемы.

Прежде всего все организмы делятся по способу питания на авто- трофов и гетеротрофов (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Классификация организмов по способу питания

1. Автотрофные организмы используют неорганические источники для своего существования, тем самым создавая органическую материю из неорганической. К таким организмам относятся фотосинтезирующие зеленые растения суши и водной среды, сине-зеленые водоросли, некоторые хемосинтезирующие бактерии и др. Это замечательные химические фабрики.

Используя энергию света, они из углекислого газа и воды синтезируют глюкозу, выделяя в качестве побочного продукта кислород. Окисляя часть глюкозы для получения дополнительной химической энергии из остальной глюкозы и извлекаемых из почвы биогенов, они образуют другие сложные органические молекулы и все ткани растений, за счет которых и растут.

2. Гетеротрофные организмы -- представители живого органического мира, нуждающиеся в органической пище для осуществления своих метаболических функций. К ним относятся все животные, некоторые сосудистые растения (паразиты, грибы), некоторые бактерии. Гетеротрофы в свою очередь в зависимости от источника готовых органических веществ делятся:

¦ на сапрофиты (например, грибы, микроорганизмы), потребляющие мертвую органику,

¦ паразиты (например, клещи, глисты), способные жить и развиваться в живых организмах за счет живых тканей.

Как видим, главное отличие гетеротрофов от автотрофов заключается в химической природе необходимых им питательных веществ. Отличается и сущность процессов их питания. Автотрофные организмы затрачивают энергию при преобразовании неорганических веществ в органические, гетеротрофы энергию при питании не затрачивают.

Поскольку организмы достаточно разнообразны по видам и формам питания, то они вступают между собой в сложные трофические (пищевые) взаимодействия, тем самым выполняя важнейшие экологические функции в биотических сообществах. Одни из них производят продукцию, другие потребляют, третьи преобразуют ее в неорганическую форму. Их принято подразделять на продуцентов, консументов иредуцентов. Это разделение базируется на преобладающем способе питания организмов.

Продуценты («самопитающиеся») производят пищу себе и снабжают питанием всех остальных -- и консументов, и редуцентов; это наземные зеленые растения, производящие органические вещества из неорганических.

Консументы -- потребители органических веществ. В зависимости от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

¦ фитофаги (растительноядные) -- это консументы первого порядка, питающиеся исключительно живыми растениями (либо целиком, либо их отдельными органами). Например, птицы едят семена, почки и листву. Олени и зайцы питаются ветками и листьями. Кузнечики и многие другие виды насекомых потребляют все части растений;

¦ хищники (плотоядные) -- это консументы второго порядка, которые питаются исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы третьего порядка, питающиеся только плотоядными животными. Пауки и птицы, поедающие хищных насекомых, и тунец, питающийся сельдью, являются вторичными консументами. Ястреб или сокол, охотящиеся на змей и горностаев, а также акула, питающаяся другими рыбами, относятся к третичным консументам;

¦ эврифаги (всеядные),которые могут поедать как растительную, так и животную пищу. Примерами являются свиньи, крысы, лисы, тараканы, а также человек.

Редуценты (восстановители) возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов (С0₂, М0₂, Н₂0). Возвращая в почву или водную среду биогенные элементы, они тем самым завершают биохимический круговорот. Существует два основных класса редуцентов: детритофаги и деструкторы.

Детритофаги напрямую потребляют мертвые организмы или органические остатки. К ним можно отнести, например, крабов, шакалов, термитов, дождевых, червей, многоножек, муравьев и грифов.

Большая часть мертвой материи в экосистеме, особенно мертвые древесные породы и листья, проходят стадии разложения и гниения, в результате чего сложные органические молекулы делятся на более простые неорганические соединения. Этот процесс, также входящий в пищевую цепь, производится отдельным типом редуцентов -- деструкторами. К деструкторам относятся два типа организмов -- грибы и микроскопические одноклеточные бактерии. В свою очередь, грибы и бактерии являются важным источником питания для таких живых организмов, как черви и насекомые, обитающие в почве и воде. Редуценты являются завершающим звеном в круговороте веществ. Распространение организмов от одной экосистемы к другой и от одной части экосистемы к другой ее части лимитируется различными факторами (см. параграф 1.2)

7. Круговорот веществ в экосистемах

Взаимодействие видов в экосистемах

В функционирующей природной экосистеме не существует отходов. Все организмы, живые или мертвые, потенциально являются пищей для других организмов (рис. 1.8). Последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой, называется пищевой цепью. В природе они редко изолированы друг от друга, в подавляющем большинстве случаев взаимосвязаны и образуют сложную пищевую сеть.

Рис. 1.8. Простые пищевые цепи

Все организмы, пользующиеся одним типом пищи, принадлежат к одному трофическому уровню. Как показано на рис. 1.9, все продуценты относятся к первому трофическому уровню, все первичные консументы, питающиеся продуцентами, -- ко второму трофическому уровню и т.д. Концепция пищевых цепей помогает проследить круговорот химических элементов и потоки энергии в экосистеме.

Поток энергии в биосфере складывается из энергии Солнца и внутренней энергии Земли. Однако энергетический обмен охватывает все составные части биосферы, включая и живое вещество.

В распоряжении экосистем остается 40% излучения, из которых четверть используется растениями и стимулирует фотосинтез:

Поскольку хлорофилл и другие близкие к нему пигменты поглощают энергию, сосредоточенную в длинах волн 0,4--0,5 мкм (голубые) и 0,61--0,69 мкм (красные), в реальных условиях только 10% энергии, получаемой растениями, идет в биомассу. Таким образом, КПД фотосинтеза составляет всего 0,1--,6%.

Рис. 1.9. Трофические уровни

При гибели организмов происходит обратный процесс разложения органического вещества путем окисления, гниения и т.д. Отсюда общую реакцию фотосинтеза мы можем выразить в глобальном масштабе следующим образом:

6С0₂+ 6Н₂0--> С_бН₁₂О_б + 60₂

Этот процесс в биосфере приводит к тому, что количество биомассы живого вещества приобретает тенденцию к определенному постоянству. Наблюдается примерное планетарное равновесие между продукцией живого вещества и его разложением.

Круговорот веществ в природе. Круговорот веществ и энергии в природе складывается из нескольких взаимосвязанных процессов:

1) регулярно повторяющегося или непрерывного притока энергии, а также образования и синтеза новых соединений;

2) постоянного или периодического переноса и перераспределения энергии, выноса и направленного перемещения синтезированных соединений под влиянием физических, химических и биологических агентов;

3) направленного ритмического или периодического последовательного преобразования, разложения и деструкции (разрушения) синтезированных ранее соединений под влиянием биогенных или абиогенных воздействий среды;

4) постоянного иди периодического образования простейших минеральных и органоминеральных компонентов в газообразном, жидком или твердом состоянии, которые играют роль составных компонентов для новых -- очередных -- синтетических циклов круговорота веществ.

Биологические циклы обусловлены жизнедеятельностью организмов в самом широком смысле: питание, пищевые связи, размножение, рост, передвижение, выделение метаболитов, смерть, разложение, минерализация. Разумеется, абиогенные циклы сложились намного раньше биологических; они включают в себя весь комплекс геологических, геохимических, гидрологических и атмосферных процессов. В условиях развитой биосферы круговорот веществ в природе направляется совместным действием биологических, геохимических и геофизических факторов.

Символом круговорота веществ является спираль, а не круг. Это означает, что новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным изменениям.

К главным циклам можно отнести круговороты углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и биогенных катионов. Далее рассмотрим в качестве примера основные черты круговорота типичных биофиль- ных элементов (углерода, фосфора и азота), играющих существенную роль в жизни биосферы.

Круговорот углерода. В кругообороте углерода (рис. 1.11), а точнее, наиболее подвижной его формы -- С0₂, четко прослеживается трофическая цепь: продуценты,улавливающие углерод из атмосферы при фотосинтезе, консументы, поглощающие углерод вместе с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуценты, возвращающие углерод вновь в круговорот. Скорость оборота С0₂ составляет порядка 300 лет (полная его замена в атмосфере). Главным резервуаром биологически связанного углерода являются леса, они содержат 500 млрд т этого элемента, что составляет 2/3 его запаса в атмосфере. Вмешательство человека в круговорот этого элемента приводитк возрастанию содержания С0₂ в атмосфере. Особую роль в современном круговороте углерода играет массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания С0₂ в атмосфере, вызывающее так называемый «парниковый эффект».

Круговорот фосфора. Фосфор, главным образом в виде фосфатионов (РО3 и НРО4 ), является важным питательным элементом как для растений, так и для животных. Он входит в состав молекул ДНК, несущих генетическую информацию; молекул АТФ и АДФ, в которых запасается необходимая для организмов химическая энергия, используемая при клеточном дыхании; молекул жиров, образующих клеточные мембраны в растительных и животных клетках; а также веществ, входящих в состав костей и зубов. Общий круговорот фосфора можно проиллюстрировать схемой.

Фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и затем обратно. Фосфор, высвобождаемый при медленном разрушении (или выветривании) фосфатных руд, растворяется почвенной влагой и поглощается корнями растений.

Животные получают необходимый им фосфор, поедая растения или других растительноядных животных. Значительная часть этого фосфора в виде экскрементов животных и продуктов разложения мертвых животных и растений возвращается в почву, в реки и в конце концов на дно океана в виде нерастворимых фосфатных осадочных пород. Часть фосфора возвращается на поверхность суши в виде гуано -- обогащенной фосфором органической массы экскрементов питающихся рыбой птиц (пеликанов, олушей, бакланов и т.п.). Однако несравнимо большее количество фосфатов ежегодно смывается с поверхности суши в океан в результате природных процессов и антропогенной деятельности. Вмешательство человека в круговорот фосфора сводится в основном к двум вариантам:

¦ добыча больших количеств фосфатных руд для производства минеральных удобрений и моющих средств;

¦ увеличение избытка фосфат-ионов в водных экосистемах при попадании в них загрязненных стоков с животноводческих ферм, смытых с полей фосфатных удобрений, а также очищенных и неочищенных коммунально-бытовых стоков. Избыток этих элементов способствует «взрывному» росту сине-зеленых водорослей и других водных растений, что нарушает жизненное равновесие в водных экосистемах.

Круговорот азота. Круговорот азота охватывает все области биосферы. Поглощение его растениями ограничено, так как они усваивают азот только в форме соединения его с водородом и кислородом (N03и ^Н^). И это при том, что запасы азота в атмосфере неисчерпаемы (78% от ее объема). Редуценты (деструкторы), а точнее почвенные бактерии, постепенно разлагают белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммонийные соединения, нитраты и нитриты. Часть нитратов попадает в процессе круговорота в подземные воды и загрязняет их.

Азот возвращается в атмосферу вновь с выделенными при гниении газами. Правда, часть его окисляется в воздухе (во время грозовых разрядов) и поступает в почву с дождевой водой, но таким способом его фиксируется в 10 раз меньше, чем с помощью бактерий.

8. Взаимодействие видов в экосистемах

Экологическая ниша -- это комплекс всех физических, химических и биологических факторов среды, которые необходимы тому или иному биологическому виду, для жизни, роста и размножения в данной экосистеме. Понятие ниши включает в себя и роль организма в экосистеме. Известная аналогия утверждает, что местообитание организма -- это его «адрес» в экосистеме, тогда как экологическая ниша -- его «род занятий» и «стиль жизни» (см. рис. 1.14).

Рис. 1.14. Разные виды славок собирают корм в разных частях кроны дерева

Знание экологической ниши позволяет ответить на вопросы, как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается.

Помимо прочего, экологические ниши включают в себя взаимодействия различных видов в экосистеме. Причем они могут быть как отрицательными (конкуренция, аменсализм), так и положительными (комменсализм, протокооперация, мутуализм), имеются также взаимодействия (хищничество, паразитизм), которые могут быть отнесены к обеим группам.

Пока экосистема обладает достаточным количеством ресурсов общего пользования, разные виды потребляют их сообща. Однако если два или более видов в одной экосистеме начнут потреблять один и тот же дефицитный ресурс, они окажутся в отношениях межвидовой конкуренции. Их экологические ниши, по крайней мере частично, пересекаются. Дефицитными ресурсами могут оказаться пища, вода, углекислый газ, солнечный свет, почвенные питательные вещества, жизненное Пространство, места укрытия или любой другой жизненно важный фактор среды. Пример межвидовой конкуренции - борьба серых и черных крыс, в результате которой серые крысы вытеснили с большей территории черных, так как они лучше приспособлены к существованию.

Внутривидовые взаимодействия означают объединение животных одного вида в группы по две или более особей. Внутривидовая конкуренция проявляется в основном в территориальном поведении животных, которые защищают места своих; гнездовий и известную площадь в округе. Таковы взаимодействия многих птиц и рыб.

Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Два живущих рядом вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно.

Нейтрализм -- оба вида независимы и не оказывают никакого воздействия друг на друга. В этом случае виды не связаны непосредственно друг с другом и даже не контактируют между собой. Например, совы и лисы, змеи и тигры.

Аменсализм -- это такие биотические отношения, при которых происходит торможение роста одного вида (аменсала)продуктами выделения другого. Лучше всего они изучены у растений и микроорганизмов, которое в борьбе с конкурентами за ресурсы применяют различные ядовитые вещества и это явление называют аллелопатией. Например, плесневые грибы, находясь в одной среде обитания с кишечной палочкой, выделяют вещество, которое вызывает гибель последней.

Хищничество -- это когда отдельная особь одного вида, называемого хищником, питается организмами (или частями организмов) другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. В таких случаях говорят, что эти два вида организмов вовлечены в отношения типа хищник-жертва. В океанах одним из наиболее опасных хищников является акула. Виды-жертвы пользуются целым рядом защитных механизмов, чтобы не стать легкой добычей для хищника. Некоторые из них умеют быстро бегать или летать. Другие обладают толстой кожей или панцирем. Третьи имеют защитную окраску или способны изменять цвет, маскируясь в окружающей среде. Четвертые выделяют химические вещества с запахом, или вкусом, отпугивающим хищника или даже отравляющим его.

У хищников тоже есть несколько способов добычи жертвы. Плотоядные в отличие от травоядных обычно вынуждены преследовать и догонять свою пищу. Одни хищники, чтобы прокормиться, вынуждены быстро бегать, как, например, гепард. Другие, например пятнистые гиены, львы, волки, достигают той же цели, охотясь стаями. В естественных условиях такие виды обычно более многочисленны, чем леопарды, тигры и пантеры, которые охотятся в одиночку.

Третий способ добывания пищи хищниками -- это отлов в качестве жертв преимущественно больных, раненых и прочих неполноценных особей. Подобный естественный отбор особей того или иного вида идет на благо виду в целом, поскольку сдерживает распространение заболеваний в популяции и оставляет более сильных и здоровых особей для размножения.

Четвертый путь обеспечения себя животной пищей -- это путь, по которому пошел человек разумный, путь изобретения орудий охоты и ловушек, а также одомашнивания животных.

Паразитизм -- форма взаимоотношений между организмами, тесно связанными в своем жизненном цикле, при которой один, из них {паразит) живет за счет питания тканями или соками другого (хозяина). Паразит, используя для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постепенно ослабляет и нередко даже убивает его.

Как хозяевами паразитов, так и самими паразитами могут быть и растения, и животные.

Паразиты различаются по тому, насколько они тесно связаны со своим местообитанием, т.е. хозяином. Эктопаразиты питаются телом хозяина, находясь на его поверхности: блохи, вши, клещи, черви- сосальщики (паразиты-животные); тля, мучнистая роса, раффлезия (паразиты-растения). Как правило, у них имеются специальные приспособления, например, черви-сосальщики снабжены прикрепительным аппаратом, состоящим из крючков и присосок на заднем конце тела, что позволяет им хорошо удерживаться на теле рыбы-хозяина.

Эндопаразиты -- внутренние паразиты -- имеют наиболее совершенные приспособления, позволяющие им существовать внутри хозяина. Это внутриклеточные паразиты высших растений -- вирусы, бактерии и плесневые грибы; эндопаразиты в кишечнике позвоночных животных -- глисты, ленточные черви и пр.

Но даже у блох и клещей могут быть свои собственные паразиты, гораздо меньшие по размерам, чем они сами.

Комменсализм (от лат. «сотрапезник») характеризуется тем, что один из двух видов (комменсал) извлекает из такого взаимодействия пользу, тогда как на другом это практически не отражается (ни положительно, ни отрицательно). Например, в открытом океане некоторые виды усоногих рачков селятся прямо на челюстных костях китов. В результате такого сожительства рачки приобретают безопасное убежище и стабильный источник пищи. Для кита от такого соседства, очевидно, нет никакой пользы, но и вреда оно тоже не приносит.

Протокооперация -- оба организма получают преимущества от объединения, хотя их сосуществование не обязательно для их выживания. Например, крабы и кишечнополостные: краб «сажает» себе на спину кишечнополостное, которое маскирует и защищает его (имеет стрекательные клетки), но, в свою очередь, оно получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство.

Мутуализм (от лат. «взаимный») -- форма симбиоза, при которой каждый из сожителей получает относительно равную пользу, при этом они не могут существовать друг без друга. Такая форма совместного существования благоприятна для их роста и выживания. Мутуалисти- ческие взаимоотношения можно проследить между хвойными деревьями и некоторыми видами грибов, произрастающих на их корнях. Грибы поглощают из корней нужные им растворы, обогащенные питательными веществами и в то же время помогают древесным корням извлекать из почвы воду и минеральные элементы. Классическим примером служат лишайники -- тесное сожительство гриба и водоросли. Гриб защищает водоросль, а последняя его кормит.

Размещено на Allbest.ru