Биотические факторы среды

Биология 9 класс. Общие закономерности (Мамонтов). 52. Биотические факторы среды. Типы связей между организмами в биоценозе. 53. Биотические факторы среды. Взаимоотношения между организмами. Глава 16. Биосфера, её структура и функции. Раздел 5. Электронная версия (ТРАНСКРИПТ). Цитаты использованы в учебных целях.

ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к содержанию учебника


Глава 16. Биосфера, её структура
и функции (продолжение)

Начало Главы 16 (§46. Структура биосферы. §47. Круговорот веществ в природе. §48. История формирования природных сообществ живых организмов. §49. Биогеоценозы и биоценозы. §50. Абиотические факторы среды. §51. Интенсивность действия факторов среды) смотрите тут: Глава 16. Биосфера, её структура и функции.

52. Биотические факторы среды.
Типы связей между организмами в биоценозе

Вспомните! • Царства, типы и классы живых организмов • Автотрофы • Гетеротрофы • Биоценоз

Видовое разнообразие биоценозов.

Каждый живой организм живёт в окружении множества других, вступая с ними в самые разнообразные отношения как с положительными, так и с отрицательными для себя последствиями, и в конечном счёте не может существовать без этого окружения. Связь с другими организмами обеспечивает питание и размножение, возможность защиты, смягчает неблагоприятные условия среды. В то же время биотическое окружение — это и опасность ущерба или гибели.

Рассмотрим два примера биоценозов. Весьма разнообразно население пресноводных водоёмов. В неглубоких пресных водоёмах — прудах, мелких озёрах — солнечный свет проникает до дна, создавая условия для развития водорослей и высших водных растений. В толще воды обитают многочисленные одноклеточные водоросли, многоклеточные нитевидные водоросли. На поверхности воды в летнее время встречаются скопления тины — это тоже водоросли. На дне некоторые водоросли образуют обширные тёмно-зелёные скопления. Вблизи берегов растёт водяной хвощ, на поверхности воды можно встретить водяной папоротник сальвинию. Обильно представлены цветковые растения — камыш, тростник, рогоз, обитающие у берегов. На водной глади плавают листья и цветки белой кувшинки и жёлтой кубышки. Нередко вся поверхность прудов покрыта мелкими пластинками ряски. Часто можно встретить и другие водные растения пузырчатку, роголистник.

Животный мир пресного водоёма ещё более богат и разнообразен. В воде и в иле, покрывающем дно, обитают многочисленные простейшие, мелкие рачки (циклопы), личинки насекомых, плоские черви (планарии), в грунте водоёмов — свободноживущие круглые и кольчатые черви. На листьях водных растений сидят пресноводные гидры, очень многочисленны разнообразные моллюски, насекомые, например крупный хищный клоп гладыш или водяной скорпион. Наконец, в пресноводных водоёмах обычно обитают растительноядные и хищные рыбы, амфибии и их личинки — головастики. Этот далеко не полный перечень обитателей водоёма всё же даёт представление о его видовом разнообразии.

В состав биоценоза всегда входит очень много (до нескольких тысяч) видов самого разного уровня организации — от бактерий до позвоночных. Их взаимоотношения в первую очередь определяются пищевыми потребностями. В нашем примере одноклеточные водоросли служат пищей простейшим, низшим ракообразным — циклопам и дафниям, личинкам насекомых, фильтрующим двустворчатым моллюскам. Высшие растения поедаются растительноядными рыбами, скоблящими брюхоногими моллюсками, личинками некоторых насекомых. В свою очередь, мелкие рачки, черви, личинки насекомых служат пищей рыбам и амфибиям. Хищные рыбы охотятся на растительноядных. В воде кормятся некоторые млекопитающие, например выхухоль, питающаяся моллюсками, насекомыми и их личинками, иногда рыбой. Мёртвые органические остатки падают на дно. На них развиваются бактерии, которых, в свою очередь, потребляют простейшие, фильтрующие моллюски и т. д. Таким образом, пищевые отношения служат регулятором численности видов, входящих в биоценоз. Столь же разнообразно население морей (рис. 119).

биоценоз моря

Структура биоценозов.

Помимо разнообразия видового состава биоценозы характеризуются сложной структурой. Рассмотрим биоценоз лиственного леса. Растения в лесу различаются по высоте их надземных частей. В связи с этим в растительных сообществах выделяют несколько «этажей», или ярусов (рис. 120). Первый ярус — древесный — составляют самые светолюбивые виды — дуб, липа. Второй ярус включает менее светолюбивые и более низкорослые деревья — грушу, клён, яблоню. Третий ярус состоит из кустарников — лещины, бересклета и др. Четвёртый ярус — травянистый. Такими же «этажами» распределены в почве и корни растений. Ярусность позволяет растениям лучше использовать солнечный свет и минеральные запасы почвы.

В травяном ярусе в течение сезона происходит смена растительного покрова. Одни травы, называемые эфемерами, — светолюбивые медуница, хохлатка — начинают рост ранней весной, когда нет листвы на деревьях и поверхность почвы ярко освещена. Они за короткий срок успевают образовать цветки, дать плоды и накопить питательные вещества. Летом на их месте под покровом деревьев развиваются теневыносливые растения.

Ярусная структура лиственного леса

Кроме растений в лесу обитают многочисленные виды других групп организмов: в почве — бактерии, грибы, водоросли, простейшие, круглые и кольчатые (дождевые) черви, личинки насекомых (например, майского жука) и взрослые насекомые, в травяном и кустарниковом ярусах сплетают свои сети пауки. Выше, в кронах лиственных пород, обильны гусеницы пядениц, шелкопрядов, листовёрток, взрослые формы жуков-листоедов, хрущей. В очень больших количествах в лиственных лесах встречаются виды, питающиеся соком растений, — тли, червецы, клопы, а также потребители древесины.

В наземных ярусах обитают также многочисленные позвоночные — амфибии, рептилии (змеи и ящерицы), разнообразные птицы, из млекопитающих — грызуны (полёвки, мыши), зайцеобразные, копытные (лоси, олени), хищники (лисица, волк); верхнюю часть почвенного яруса осваивают кроты.

Таким образом, в каждом ярусе леса поселяются многочисленные животные, основной формой взаимоотношений которых, так же как и в других биоценозах, являются пищевые отношения.

Цепи питания.

Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название «цепи питания». Цепь питания, или пищевую цепь, можно рассматривать также с точки зрения переноса энергии от её начального звена — растений — через ряд организмов путём поедания одних видов другими. Таким образом, цепи питания — это трофические связи между видами (от греч. трофе — питание).

Начальными звеньями большинства цепей питания являются зелёные растения. Ими питаются и насекомые, и позвоночные животные, которые, в свою очередь, служат источником энергии и вещества для построения тела потребителей второго, третьего и следующих порядков. Общая закономерность заключается в том, что количество особей, включённых в пищевую цепь, в каждом звене последовательно уменьшается и численность жертв значительно больше численности их потребителей. Это происходит потому, что в каждом звене пищевой цепи, на каждом этапе переноса энергии 80—90% её теряется, рассеиваясь в форме теплоты. Это обстоятельство ограничивает число звеньев в цепи (обычно их бывает от трёх до пяти). В среднем из 1 тыс. кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие травоядных, могут построить из этого количества 10 кг своей биомассы, а вторичные хищники — только 1 кг. Например, человек съедает большую рыбу. Её пищу составляют мелкие рыбы, потребляющие зоопланктон, который, в свою очередь, живёт за счёт фитопланктона, улавливающего солнечную энергию. Таким образом, для построения 1 кг тела человека требуется 10 тыс. кг фитопланктона. Следовательно, живая биомасса в каждом последующем звене цепи прогрессивно уменьшается. Эта закономерность носит название правила экологической пирамиды (рис. 121). Различают пирамиду чисел, отражающую число особей в каждом звене пищевой цепи, пирамиду биомассы количество синтезированного на каждом уровне органического вещества, пирамиду энергии — количество энергии в пище. Все они имеют одинаковую направленность, различаясь в абсолютном значении цифровых величин.

Упрощённая экологическая пирамида. 

В реальных условиях цепи питания могут иметь разное число звеньев. Кроме того, цепи питания могут перекрещиваться, образуя сети питания (рис. 122). Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один какой-нибудь источник пищи, а несколько. Если один член биоценоза выпадает из сообщества, вся система не нарушается, так как используются другие источники питания. В цепи питания «растения — заяц — лиса» всего три звена, однако лиса питается не только зайцами, но и мышами и птицами. Чем больше видовое разнообразие в биоценозе, тем он устойчивее. Общая закономерность состоит в том, что в начале пищевой цепи всегда зелёные растения, а в конце — хищники.

Сети питания в природной экосистеме

С каждым звеном в цепи организмы становятся крупнее, они медленнее размножаются, их число уменьшается. Особи вида, занимающего положение высшего звена, свободно размножаются, конкурируют друг с другом, но во взрослом состоянии не имеют опасных врагов и непосредственно не истребляются. Виды, составляющие низшие звенья, хотя и обеспечены питанием, но и сами интенсивно истребляются (мышей, например, поедают лисы, волки, совы). Отбор идёт в направлении увеличения плодовитости. Такие организмы превращаются в кормовую базу высших животных без всяких перспектив прогрессивной эволюции.

Другие типы отношений в биоценозе.

Пищевые отношения — самый важный, но не единственный тип отношений между видами в биоценозе. Один вид может влиять на другой разными путями. Организмы могут поселяться на поверхности или внутри тела особей другого вида, могут формировать среду обитания для одного или нескольких видов, влиять на движение воздуха, температуру, освещённость окружающего пространства.

Нередко один вид участвует в распространении другого. Животные переносят семена, споры, пыльцу растений и даже других, более мелких животных. Животные могут захватывать семена растений при случайном соприкосновении, особенно если семена или соплодия имеют специальные зацепки, крючки (череда, лопух). При поедании плодов и ягод не поддающиеся полному перевариванию семена выделяются вместе с помётом. Млекопитающие, птицы и насекомые переносят на своём теле многочисленных клещей. Распространению яиц круглых червей — нематод — способствуют мухи.

Все эти многообразные связи обеспечивают возможность существования видов в биоценозе, удерживают их друг возле друга, превращая в стабильные саморегулирующиеся сообщества.

Вопросы для повторения и задания

  1. Какие факторы среды называют биотическими?
  2. Расскажите о видовом разнообразии обитателей пресноводного водоёма. Каковы формы их взаимоотношений?
  3. Составьте и заполните таблицу «Пространственная структура и видовой состав биоценоза лиственного леса».
  4. В каких отношениях находятся друг с другом обитатели биоценозов? Охарактеризуйте эти связи.
  5. Что такое цепь питания и что лежит в её основе?
  6. Составьте цепи питания, характерные для экосистем вашего региона. Обсудите в классе составленные цепи питания и объедините их (по возможности) в единую цепь.
  7. В чём заключается сущность правила экологической пирамиды?
  8. Согласны ли вы с утверждением, что чем богаче видами растений и животных биогеоценоз, тем он устойчивее? Докажите свою точку зрения.
  9. Изобразите схематично пространственную структуру хорошо известного вам биоценоза.
  10. Проведите экскурсию в биогеоценоз. Под руководством учителя разработайте план и маршрут экскурсии, выберите объекты для изучения. Подготовьте отчёт по результатам экскурсии и обсудите его в классе.

 

53. Биотические факторы среды.
Взаимоотношения между организмами

Вспомните! • Антибиотики •Микориза • Ленточные черви • Гриб трутовик • Повилика • Термиты • Волк • Сокол

Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определённые типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп.

  1. Нейтрализм, при котором совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно. Например, белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.
  2. Симбиоз — сожительство (от греч. сим — вместе, биос — жизнь) — форма взаимоотношений, из которых оба партнёра или хотя бы один извлекают пользу.
  3. Антибиоз, при котором обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывают отрицательное влияние.

Симбиоз и антибиоз — существенные факторы естественного отбора, поэтому разберём эти формы взаимоотношений подробнее.

Симбиоз.

В тропических морях на небольших глубинах обитают своеобразные кишечнополостные животные, относящиеся к коралловым полипам, — актинии. В отличие от других кораллов, они лишены твёрдого скелета и имеют вид небольшого цилиндра, окаймлённого на верхнем конце венчиком щупалец. Как и все кораллы, актинии ведут сидячий образ жизни. Однако нередко можно видеть, как актинии медленно перемещаются по морскому дну. Это бывает, когда актиния поселяется на пустой раковине какого-нибудь моллюска. В раковине находит убежище рак-отшельник, прячущий в ней своё мягкое брюшко, он и везёт на себе раковину вместе с актинией (рис. 123). Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи. Часть добычи, поражённая стрекательными клетками актинии, но не подхваченная ею, падает на дно и достаётся раку. Польза для обоих организмов очевидна, но связь их необязательна: и рак, и актиния могут существовать самостоятельно.

Другой пример необязательной, но взаимовыгодной связи дают взаимоотношения мелких рыбок семейства губановых и крупных хищных мурен. Среди губановых имеются так называемые рыбы-чистильщики, освобождающие крупных рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полостях. Обитают губаны-чистильщики всегда в одном и том же месте. Крупные хищники, в том числе мурены, страдающие от паразитов, приплывают в места обитания губанов и дают им возможность уничтожать паразитов даже у себя во рту (рис. 124).

У свободноживущих организмов всегда очень много паразитов. Многие птицы кормятся на копытных, выбирая из их шерсти паразитов — клещей. Столь же часто птицы выщипывают зимнюю шерсть у оленей, лосей, коров и т. д. во время линьки, используя её при постройке гнёзд.

Часто встречается такая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится необходимым и обязательным условием существования каждого из них. Один из самых известных примеров таких отношений — лишайники, представляющие собой сожительство гриба и водоросли.

Типичный симбиоз — 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 жгутиковые помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.

Симбиоз широко распространён и в растительном мире. Примером взаимовыгодных отношений служит сожительство так называемых клубеньковых бактерий и бобовых растений (гороха, фасоли, сои, клевера, люцерны, вики, белой акации, земляного ореха, или арахиса) (рис. 125). Эти бактерии, способные усваивать азот из воздуха и превращать его в аммиак, а затем в аминокислоты, поселяются в корнях растений, ткани которых разрастаются, образуя утолщения — клубеньки. Растения в симбиозе с азотфиксирующими бактериями могут произрастать на почвах, бедных азотом, и обогащать им почву. Вот почему бобовые — клевер, люцерну, вику — вводят в севообороты как предшественники других культур.

Другая форма симбиотических взаимоотношений у растений — сожительство гриба с корнями высших растений — микориза (грибокорень). На корнях берёзы, сосны, дуба, а также орхидных, вересковых, брусничных и многих многолетних трав мицелий гриба образует толстый слой. Корневые волоски на корнях высших растений при этом не развиваются, а вода и минеральные соли поглощаются с помощью гриба. Мицелий гриба проникает даже внутрь корня, получая от растения-партнёра углеводы и доставляя ему воду и минеральные соли (рис. 126). Деревья с микоризой растут гораздо лучше, чем без неё.

Одна из широко распространённых форм симбиоза — взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. В открытом океане крупных морских животных — акул, дельфинов, черепах — часто сопровождают небольшие рыбы — лоцманы. Лоцманы кормятся остатками пищи животных, которых они сопровождают, а также их экскрементами и паразитами. Близость к крупным хищникам защищает лоцманов от нападения. Такие отношения между видами называют нахлебничеством. Нахлебничество может принимать разные формы, например гиены подбирают остатки недоеденной львами добычи.

Примером перехода нахлебничества в более тесные отношения между видами служат взаимоотношения рыбы-прилипалы (рис. 127), обитающей в тропических и субтропических морях, с акулами и китообразными. Передний спинной плавник прилипалы преобразовался в присоску, с помощью которой та прочно удерживается на поверхности тела крупной рыбы. Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении их передвижения и расселения. Прилипалы используют крупных рыб как «извозчиков».

Гораздо чаще тела животных или места их обитания (постройки) служат убежищем для более мелких животных. Эта форма взаимоотношений получила название квартирантство. В полости тела голотурии, называемой также морским огурцом, находят убежище разнообразные мелкие животные. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз, где находятся под защитой щупалец, снабжённых стрекательными нитями. В гнёздах птиц, норах грызунов обитает огромное количество насекомых и клещей.

Особую важность приобретает использование надёжных убежищ для сохранения икры или молоди. Морские рыбы карепрок-ты откладывают икру под панцирь краба в его жаберную полость. Отложенные на жабры икринки развиваются в идеальных условиях снабжения чистой водой. Такое же приспособление выработалось у пресноводного горчака, откладывающего икру в мантийную полость двустворчатых моллюсков — беззубок (рис. 128).

Растения тоже используют другие виды как места обитания. Примером могут служить эпифиты (от греч. эпи — на, сверх, фитон — растение) — растения, поселяющиеся на деревьях. Эпифитами могут быть водоросли, лишайники, мхи, папоротники, цветковые. Древесные растения служат им местом прикрепления, но не источником питательных веществ или минеральных солей. Питаются эпифиты за счёт отмирающих тканей, выделений хозяина и путём фотосинтеза. В нашей стране эпифиты представлены главным образом лишайниками и некоторыми мхами.

Антибиоз.

Одна из самых распространённых форм антибиоза, имеющая большое значение в саморегуляции биоценозов, — хищничество. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют (рис. 129). Объекты охоты хищников чрезвычайно разнообразны. Добывание жертвы требует много сил и энергии, охота часто оказывается неудачной. Узкая специализация, т. е. питание каким-либо одним предпочитаемым видом, поставила бы хищников в сильную зависимость от его численности. Поэтому большинство хищников может переключаться с одной добычи на другую, которая в данный момент более доступна и многочисленна. Отсутствие специализации позволяет хищникам использовать самую разную пищу. Хотя у всех хищников есть предпочитаемые виды жертв, массовое размножение непривычных, нетипичных для вида объектов охоты заставляет переключаться именно на них. Так, соколы-сапсаны обычно добывают пищу в воздухе. Но при массовом размножении леммингов соколы начинают охотиться на них, схватывая добычу с земли.

Способность переключения с одного вида добычи на другой — одно из необходимых приспособлений в жизни хищников.

Хищничество встречается во всех крупных группах эукариотических организмов. Уже у одноклеточных поедание особей одного вида представителями другого вида — обычное явление (рис. 130). Медузы парализуют стрекательными клетками организмы, попадающие в сферу досягаемости их щупалец (у крупных форм — до 20—30 м в длину), хищные насекомые нападают на гусениц (рис. 131) и поедают их. Крупные лягушки нападают на птенцов и могут наносить серьёзный ущерб разведению водоплавающей домашней птицы. Змеи охотятся на амфибий, птиц и мелких млекопитающих (рис. 132). Нередко объектами их охоты бывают не только взрослые особи, но и яйца птиц. Гнёзда птиц, расположенные как на земле, так и на ветвях деревьев, буквально опустошаются змеями.

Сосущие инфузории

Частным случаем хищничества служит каннибализм — поедание особей своего вида, чаще всего молоди. Он часто встречается у пауков (самки съедают самцов), у рыб (поедание мальков). Иногда самки млекопитающих съедают своих детёнышей.

Хищничество связано с овладением сопротивляющейся и убегающей добычей. Моллюски, мыши и полёвки не могут оказать сопротивления хищнику. Но иногда борьба хищника и жертвы превращается в ожесточённую схватку. Поэтому естественный отбор, действующий в популяции хищников, будет увеличивать эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Этой цели служат паутина пауков, ядовитые зубы змей, точные удары нападающих богомолов, стрекоз, змей, птиц и млекопитающих. Вырабатывается сложное поведение, например согласованные действия волков в стае при охоте на оленей и многих других копытных.

Жертвы в процессе отбора совершенствуют средства защиты и избегания хищников. Сюда относятся покровительственная окраска, различные шипы и панцирь, приспособительное поведение. При нападении хищника на стаю рыб все особи бросаются врассыпную, что увеличивает их шансы уцелеть. Напротив, скворцы, заметив сапсана, сбиваются в плотную кучу. В этом случае хищник избегает нападать на стаю, так как рискует получить увечья. Крупные копытные при нападении на них волков становятся в круг, выставив наружу рога, — занимают «круговую оборону» (рис. 133). Для волков вероятность отбить и зарезать отдельную особь в результате такого поведения стада значительно уменьшается. Поэтому они предпочитают нападать на старых или ослабленных болезнями животных, особенно отбившихся от стада.

В эволюции отношений «хищник — жертва» происходит постоянное совершенствование и хищников, и их жертв.

Потребность в азоте у растений, произрастающих на бедных питательными веществами почвах, промываемых водой, привела к возникновению у них очень интересного явления — хищничества. Растения, относящиеся к семейству росянковых, обладают приспособлениями для ловли насекомых. У встречающейся в России росянки круглолистной листья собраны в прикорневую розетку. Вся верхняя сторона и края каждого листа усажены железистыми волосками. В центре листа волоски короткие, по краям — длинные. На кончике волоска — капелька липкой тягучей слизи. Мелкие мухи или муравьи садятся или вползают на лист и прилипают к нему. Насекомое бьётся, пытаясь освободиться, но все волоски потревоженного листа изгибаются навстречу добыче, обволакивая её слизью. Край листа медленно загибается, захватывая насекомое (рис. 134).

Схема привлечения, захвата и переваривания добычи хищными растениями

Слизь, выделяемая волосками, содержит ферменты, и добыча вскоре переваривается. В тропиках росянки гораздо крупнее по размерам (до 60—100 см в высоту) и могут ловить не только насекомых (рис. 135, 136), но даже мелких позвоночных.

Организмы могут использовать другие виды не только как место обитания, но и как постоянный источник питания. Такая форма сожительства получила название паразитизма. Известно несколько десятков тысяч видов паразитических форм, из которых около 500 — паразиты человека. Рассмотрите рисунок 137. Обратите внимание на то, что паразитические организмы поражают практически все органы и ткани человека, в том числе и жизненно важные. Поэтому изучение паразитов необходимо для предупреждения и лечения заболеваний человека. Паразиты причиняют большой ущерб и сельскому хозяйству. Изучением их жизнедеятельности, путей распространения и разработкой мер борьбы с паразитарными заболеваниями занимается наука паразитология.

Паразиты человека.

Переход вида к паразитизму резко увеличивает для него возможность выжить в борьбе за существование. Организм-хозяин служит для паразита источником питания, очень часто — местом обитания, защитой от врагов. Тело хозяина создаёт для живущих в нём организмов благоприятный и относительно ровный микроклимат, не подверженный тем значительным колебаниям, которые всегда имеют место снаружи, во внешней среде.

Миноги прикрепляются ротовой присоской к телу рыбы.

Различают несколько форм паразитизма. Паразиты могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы клопы, в частности постельный клоп, следующий за человеком по всему свету.

К временным паразитам относятся слепни, комары, мухи-жигалки, блохи. Нередко на одного хозяина нападает много паразитов. В этих случаях организму хозяина наносится большой ущерб, и он может погибнуть.

При более тесном контакте паразита с хозяином преимущество получают организмы, способные использовать хозяина длительное время, не приводя его к слишком ранней гибели и обеспечивая себе тем самым наилучшее существование. Паразитизм становится постоянным. К числу постоянных паразитов относятся простейшие (малярийный плазмодий, дизентерийная амёба), плоские черви (сосальщики, цепни), круглые черви (аскарида, трихина, власоглав и многие другие), членистоногие (чесоточный зудень, вши). Поскольку при постоянном паразитизме организм хозяина — единственное место обитания для паразита, с гибелью хозяина погибает и паразит. С течением времени отбор на сопротивляемость организма хозяина приводит к тому, что вред от присутствия паразита становится менее ощутимым. Например, в крови африканских антилоп часто обнаруживаются жгутиковые простейшие — трипаносомы (рис. 139), переносчиком которых является кровососущая муха цеце. Антилопам трипаносомы ощутимого вреда не приносят. Но если эти простейшие попадают в кровь человека, у него развивается сонная болезнь, которая в отсутствие лечения приводит к смертельному исходу.

Таким образом, катастрофические последствия заражения паразитами наблюдаются в тех случаях, когда взаимоотношения «паразит — хозяин» не стабилизированы длительным естественным отбором. По этой причине гораздо больший вред сельскохозяйственным растениям и животным причиняют завозные вредители, чем местные.

От паразитов часто страдают и растения. Особенно широко распространены паразитические бактерии и грибы. Они поселяются на вегетативных органах древесных и травянистых растений, вызывая у них заболевания.

Одни из самых процветающих паразитов высших растений — грибы рода Фитофтора. Некоторые виды этого рода поражают практически любые растения, так как они не специализированы к какой-то определённой группе растений. Другие избирательно поселяются на кокосовых пальмах, или на томатах, или на перце. Особую известность приобрёл вид фитофторы, поражающий картофель. В середине XIX в. вызванная грибом картофельная гниль распространилась по всей Европе и послужила причиной массового голода. И сейчас, несмотря на обработку посевного материала ядохимикатами и селекцию устойчивых к фитофторе сортов, наблюдаются вспышки картофельной гнили.

Другие низшие грибы — мучнисторосяные, ржавчинные и головнёвые — также наносят большой ущерб зерновым и другим сельскохозяйственным культурам.

Есть паразиты и среди цветковых растений. Они особенно распространены в тропиках, но нередко встречаются и в умеренной зоне. У наружных паразитов большая часть тела находится вне хозяина, а в него проникают лишь органы питания — присоски. Один из наиболее распространённых наружных паразитов — повилика, растущая на многих видах трав и кустарников. Повилика обвивается вокруг стеблей растения-хозяина, внедряясь в них присосками. Листья у повилики отсутствуют: она питается только за счёт органических и минеральных веществ хозяина. На многих сельскохозяйственных растениях (подсолнечник, конопля, табак) паразитирует заразиха — бесхлорофилльное растение с толстым мясистым стеблем и бесцветными листьями.

Среди паразитических растений много видов, которые не утратили способности к фотосинтезу, содержат хлорофилл, а растение-хозяина используют как источник воды и минеральных солей. Такие растения называют полу паразитами. К ним относятся погремки, прикрепляющиеся к корням луговых трав, омела, поселяющаяся на ветвях древесных форм (липа, тополь и др.). Полупаразиты лишают хозяина значительной части минерального питания и оказывают на него иссушающее действие. Омела угнетает рост деревьев и при массовом развитии вызывает их усыхание.

В одном и том же растительном сообществе могут быть виды, поражённые паразитами и совсем не затронутые ими. В пределах одного вида часть особей также может быть свободна от паразитов. Вследствие этого конкурентоспособность растений в сообществах за свет, воду, минеральные соединения не одинакова. Среди факторов, определяющих устойчивость растений к поражению паразитами, ведущая роль принадлежит генотипу. Поэтому так важна селекционная работа, направленная на выведение сортов культурных растений, устойчивых к паразитам.

Образ жизни приводит к глубоким изменениям в строении и жизнедеятельности паразитов, служит причиной появления у них многих приспособлений к условиям существования. У паразитов развиваются органы прикрепления — присоски, крючки, коготки и т. п. У кровососущих животных увеличивается вместимость пищеварительной системы за счёт появления слепых выростов кишечной трубки (клещи, пиявки). Многие паразиты утрачивают отдельные органы и целые системы — органы зрения, передвижения, у них упрощается строение органов чувств. У ленточных червей, всасывающих в кишечнике хозяина питательные вещества поверхностью тела, отсутствует пищеварительная система. Растения-паразиты утрачивают различные вегетативные органы — корни, листья.

Таким образом, по сравнению со свободноживущими видами строение паразитов упрощается. Взамен утраченных органов, свойственных свободноживущим видам, сильно развивается половая система. Паразитические формы характеризуются очень высокой продуктивностью. Так, свиной цепень за сутки может выделить до 5 млн яиц. В громадном количестве образуются семена растений-паразитов, к тому же обладающие долговечностью и сохраняющие всхожесть многие годы. Всё это увеличивает вероятность контакта с организмом-хозяином.

Своеобразна форма паразитизма, при которой паразит использует для питания не ткани и соки организма хозяина, а пищу, предназначенную для его потомства. Есть мухи, откладывающие яйца в гнёзда одиночных ос, где личинки мух питаются парализованными гусеницами, заготовляемыми осой для своего потомства.

Муха, готовая к откладке яиц, следует за осой, которая и «приводит» её к своему гнезду. Дождавшись, когда оса улетит, муха проникает в гнездо и откладывает яйца. Из них сразу же вылупляются личинки, и развитие паразита совершается быстрее, чем развитие хозяина. Такая форма паразитизма получила название гнездового. Гнездовой паразитизм свойствен и позвоночным животным. Обыкновенная кукушка откладывает свои яйца в гнёзда более 100 видов птиц, преимущественно мелких воробьиных. Кукушка откладывает по одному яйцу непосредственно в гнёзда птиц другого вида в отсутствие хозяев (см. рис. 86). Она может их также отложить на землю, а потом перенести в клюве в гнездо.

Птенцы паразитического вида развиваются быстрее, чем птенцы хозяина. Вылупившийся кукушонок выталкивает яйца своих хозяев, подлезая под них так, что яйцо оказывается у кукушонка на спине (рис. 140). Точно так же он поступает с птенцами, если они успевают появиться на свет. Оставшись один, птенец кукушки получает всю пищу, приносимую приёмными родителями, и быстро растёт.

В тех случаях, когда паразиты поселяются в теле другого животного или человека, они зачастую оказывают неблагоприятное воздействие на хозяина. Механические повреждения причиняют личинки паразитических червей, когда они проходят через кожу или стенки сосудов или полостей. Крупные паразиты — лентецы, цепни, аскариды — могут образовывать клубки и закрывать просвет кишечника и даже вызывать разрыв его стенки.

Токсическое действие на организм хозяина оказывают продукты жизнедеятельности паразитов. Например, при выходе одноклеточных простейших — малярийных плазмодиев из эритроцитов в плазму крови туда же поступают и продукты их обмена. В результате у больного повышается температура — развивается приступ лихорадки.

Нередко паразиты поселяются в теле хозяев в массовых количествах (рис. 141), что резко ослабляет животных, делая их лёгкой добычей хищников. В сельском хозяйстве огромный вред причиняют оводы, личинки которых паразитируют на лошадях, ослах, овцах, северных оленях. Личинки разных видов могут внедряться под кожу животных, в желудочно-кишечный тракт, вызывая образование язв в его слизистой оболочке, в носоглоточной полости.

У человека некоторые паразиты не только снижают жизнедеятельность, но зачастую приводят к инвалидности. В странах с тропическим и субтропическим климатом широко распространены круглые черви-нитчатки, получившие это название благодаря нитевидной форме тела. Они имеют 5—10 см в длину и 0,2— 0,36 мм в толщину. Поселяясь в лимфатических сосудах, нитчатки могут закупоривать их просвет и тем самым нарушать отток лимфы. Объём поражённого органа резко увеличивается, достигая громадных размеров. Если закупориваются лимфатические сосуды нижних конечностей, развивается слоновость.

В практической деятельности человека большой интерес представляет использование паразитов для борьбы с переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний или с вредителями сельского хозяйства. Существуют паразитические низшие грибы, которые поражают насекомых или их личинок. Часто встречается заболевание комнатной мухи — микоз, вызываемое грибом. В отдельные годы наблюдается массовая гибель гусениц бабочек, жуков, поражённых грибами. Особенно важно то, что такие паразиты есть и у насекомых, имеющих медицинское значение, — комаров. В настоящее время предпринимаются попытки культивирования грибов — паразитов насекомых. Достигнуты определённые успехи в снижении численности златогузки, тлей, сосновой совки путём заражения насекомых-вредителей грибами.

В биологических методах борьбы с вредителями сельского хозяйства начинают широко использовать форму паразитизма, сопровождающуюся обязательной гибелью хозяина. Известны насекомые-наездники, которые откладывают свои яйца в яйца других насекомых — капустной совки, клопов-черепашек и др., в тело взрослых тлей или гусениц различных бабочек (рис. 142, 143). Личинки наездников развиваются за счёт тканей своих хозяев, которые при этом погибают. Некоторые наездники способны даже пробуравливать своим длинным яйцекладом кору деревьев и древесину, откладывая яйца в личинок жуков-дровосеков. Наездников стали разводить в лабораториях и с их помощью эффективно снижать численность вредителей. Биологические методы борьбы с вредителями приобретают всё большее значение и в будущем позволят сократить применение ядохимикатов в сельском хозяйстве.

Самки различных видов наездников откладывают яйца в тело хозяина

Одна из форм отрицательных взаимоотношений между видами — конкуренция, которая возникает, если у двух близких видов сходные потребности. Если представители таких видов обитают на одной территории, они находятся в невыгодном положении: уменьшаются их возможности овладения пищевыми ресурсами, убежищами, местами для размножения и т. д. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми разнообразными — от прямой физической борьбы до мирного совместного существования. Тем не менее, если организмы двух видов с одинаковыми потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытеснит другого. Как правило, вытесняются представители того вида, интенсивность и скорость размножения которого ниже. Эта закономерность, описанная отечественным учёным Г. Гаузе, получила название «правила конкурентного исключения». Ч. Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей межвидовой борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции.

В результате конкуренции в биоценозе совместно уживаются только те виды, которые смогли разойтись в своих требованиях к условиям жизни. Например, копытные африканских саванн по-разному используют пастбищный корм: зебры обрывают верхушки трав, антилопы кормятся тем, что оставляют им зебры, выбирая при этом определённые виды растений, газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топпи едят сухие стебли, оставшиеся после других травоядных.

Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в биоценозе, определяя его устойчивость.

Вопросы для повторения и задания

  1. Составьте схему, иллюстрирующую многообразие взаимоотношений между организмами.
    2. Приведите примеры различных вариантов симбиоза и отметьте положительные стороны такого типа взаимодействия для партнёров.
    3. Согласно иной классификации, биотические взаимоотношения — нахлебничество и квартирантство относят к комменсализму — полезно-нейтральным взаимодействиям. Объясните происхождение этого термина.
    4. Дайте определение хищничества и приведите примеры из животного и растительного мира.
    5. Что такое паразитизм? Расскажите о разных формах паразитизма: приведите примеры.
    6. К каким изменениям в строении тела и процессах жизнедеятельности приводит паразитический образ жизни?
    7. Как человек использует паразитов в своей практической деятельности?
    8. Из предыдущих курсов биологии вспомните, какие паразитические черви могут представлять опасность для человека. В чём проявляется их отрицательное воздействие на человека? Какие меры профилактики позволяют избежать поражения?
    9. Рассмотрите рисунок 139. Известно, что многие рыбы погибают от нанесённых миногой многочисленных ран. Можно ли в этом примере чётко определить, являются ли данные взаимоотношения примером паразитизма или хищничества? Аргументируйте свой ответ.
    10. Приведите известные вам примеры внутривидовой и межвидовой конкуренции в природе. Постарайтесь объяснить, в чём их различие, а в чём — сходство.
    11. Составьте подробный план параграфа.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к списку конспектов


Биология 9 класс. Общие закономерности (Мамонтов). 52. Биотические факторы среды. Типы связей между организмами в биоценозе. 53. Биотические факторы среды. Взаимоотношения между организмами. Глава 16. Биосфера, её структура и функции. Раздел 5. Электронная версия. Цитаты использованы в учебных целях.

Добавить комментарий

На сайте используется ручная модерация. Срок проверки комментариев: от 1 часа до 3 дней