Биотические факторы

Как отмечалось ранее, ни один живой организм не существует в одиночестве, а постоянно «контактирует» с представителями как своего, так и других видов. В результате взаимных контактов между организмами возникают различного уровня взаимоотношения. Воздействие одних организмов на другие может быть положительным, отрицательным или нейтральным. В зависимости от типа воздействия, в природной среде возникают различного рода комбинации таких взаимоотношений: нейтрализм, хищничество, мутуализм, паразитизм, конкуренция, комменсализм, аменсализм.

Нейтрализм - совместное обитание на одной территории популяций, не влияющих друг на друга. Например, в одной и той же экосистеме совместно существуют и не контактируют друг с другом обезьяны и слоны, белки и лоси. Но, поскольку в экосистемах, все взаимосвязано, следует учитывать и опосредованное взаимодействие. Так, многие хищники не питается травой, но им не безразлично состояние пастбищных угодий, от которых зависит плотность популяции травоядных.

Популяции, находящиеся на разных уровнях трофических цепей, вступают во взаимоотношения, при которых одни организмы (хищники) используют в качестве пищи другие организмы (жертвы). Такой тип взаимоотношений получил название хищничества. В результате активного поиска пищи, подкарауливания и энергичного захвата сопротивляющейся и убегающей жертвы, у хищников в процессе эволюции вырабатывалась быстрота реакции, бесшумная походка, высокая скорость бега или полета, острые когти, развились органы чувств, а у защищающихся жертв – колючки, панцири, защитная окраска, инстинкты затаивания, способность строить недоступные жилища. Большинство хищников приурочено к царству животных, но встречаются и растения - хищники. Так, всем известна произрастающая на болотах росянка, способная за один день переварить несколько десятков насекомых.

Сосуществование и взаимодействие разных биологических видов получило название симбиоза (от греч. symbiosis — совместная жизнь). Симбиоз – это один из мощных двигателей эволюции. Действительно, достаточно сложно выиграть по всем позициям в конкурентной борьбе и соответствовать всему спектру требований жизни одновременно. Поэтому, одним из рычагов эволюции вместе с конкурентной борьбой, стал и поиск компромиссов между этими требованиями, - сотрудничество. Так, эволюционный успех зеленых растений во многом был обеспечен их симбиозу с почвенными грибами и бактериями: грибы снабжают растение соединениями азота и фосфора, взамен получая органические вещества. А на вершинах растущих деревьев в тропических лесах, в пределах листового полога (верхнего яруса деревьев) существует феномен, опровергающий представление о борьбе за «место под солнцем» (в данном случае в буквальном смысле этого выражения). Оказывается, побеги на вершинах деревьев не только не заслоняют друг друга в конкуренции за свет, но и расходятся, оставляя место для роста их «собратьям». Этот феномен взаимоотношений внутри древесного полога получил название «стыдливость крон».

Вставка 1. Дополнительная информация Еще более удивительным примером чуда симбиоза является мир австралийского термитника, достигающего в высоту 15 метров. Исходным материалом для строительства является древесина, которая в пищеварительном тракте термита превращается в необходимые для жизнедеятельности углеводы, а отходы превращаются в крошечные твердые лепешечки лигнина, которые и служат кирпичами возводимых причудливых лабиринтов. И крохотные термиты, величиной в несколько миллиметров, день за днем, без устали перерабатывают целлюлозу в лигнин. А помогают им в этом процессе десятки и сотни еще более маленьких существ, живущие в его пищеварительном тракте - миксотрихи. Глотая перетертые кусочки древесины, эти простейшие добавляют к ним свои ферменты, которые и разлагают целлюлозу на легкоусвояемые углеводы и лигнин. И, соответственно, эти микроскопические существа осуществляют сложнейший биохимический процесс. Но и это не все! Под электронным микроскопом можно разглядеть, что к телу миксотрихи прикреплены существа еще меньших размеров, принадлежащие к семейству спирохет. Эти микроорганизмы пристраиваются за крохотной порцией питательных углеводов, но и помогают ей передвигаться в пищеварительном тракте. Но и это еще не все! Помимо спирохет, на теле миксотрихи располагается множество бактерий, а между жгутиками спирохет еще более крохотные существа. И все они живут в симбиозе с одной целью: поставлять в «общий котел» ферменты, необходимые для переработки целлюлозы в углеводы и лигнин (http://www.znanie-sila.ru/online/issue_790.html).

Симбиоз, т.е. совместное существование организмов, подразделяется на мутуализм, комменсализм и паразитизм. Взаимовыгодные отношения между организмами называются мутуализмом. Мутуализмможет быть факультативным (необязательным), в случае, если каждый из организмов может существовать самостоятельно (протокооперация), и облигатным (обязательным), жизненно необходимым для обоих партнеров, связанных отношениями коадаптации. Иногда взаимоотношения настолько важны, что гибель одного организма неизбежно ведёт к гибели другого. Ярким примером мутуализма, знакомого нам с детства, является опыление растений насекомыми, в процессе которого насекомые питаются пыльцой или нектаром. А некоторые муравьи являются защитниками тли, от которой взамен получают выделения, содержащие сахар. Рыбы-«санитары» и птицы-«санитары», уничтожающие паразитов на коже крупных млекопитающих и рыб, птицы, распространяющие семена растений - все это примеры взаимовыгодного сотрудничества между организмами. При этом речь идет не об альтруизме между организмами, а о взаимной выгоде.

Типы взаимоотношений, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы ни вреда, называется комменсализмом. Ярким примером проявления этого типа взаимоотношений является знакомая картина в лесу: лишайники, на деревьях. Различают различные формы комменсализма: нахлебничество, сотрапезничество и квартиранство. При нахлебничестве один организм питается остатками пищи другого. Например, остатки пищи после львов съедаются гиенами, а рядом с акулами часто «путешествуют» в качестве бесплатных пассажиров рыбы-прилипалы, которые уничтожают остатки растерзанных акулами жертв. При сотрапезничестве происходит потребление разных частей или веществ одной и той же пищи. Например, самый крупный речной житель - африканский бегемот, съедает до 20 кг травы. На пастбищах бегемотов рядом постоянно находится египетская цапля, собирающая из разрыхленной бегемотом почвы червей и насекомых. При квартирантстве одни организмы используют другие как транспорт или убежище. Например, многие насекомые обитают в гнездах птиц и норах грызунов, используя их как местообитание с благоприятным и стабильным микроклиматом.

Но отношения не обязательно бывают взаимовыгодными. Встречаются и ситуации, когда организм, обитающий на другом организме, приносит ему ощутимый вред или даже гибель организма. Такую форму сожительства называют паразитизмом. Термин паразит при переводе с греческого обозначает тунеядец. И, действительно, у паразитов-тунеядцев нет проблем с поиском пищи, организм хозяина служит надежной средой обитания. При паразитизме один организм (паразит) использует другой (хозяина) в качестве источника питания или среды обитания. Паразитизм – самый распространенный образ жизни: среди многоклеточных организмов нет ни одного, который не имел бы в своем теле (иногда на теле) паразитов. По различным оценкам, человек может быть «хозяином» для 2000 паразитов и более: от мельчайших микроорганизмов до метровых глистов.

И на каждом животном, и в каждом животном располагается «зверинец паразитов»: блохи и вши на коже, клещи в шерсти или в перьях, во внутренних органах множество глистов, в крови – бактерий, и в каждом паразите живет еще спектр паразитов поменьше….

Натуралистами открыты

У паразитов паразиты,

И произвел переполох

Тот факт, что блохи есть у блох.

И обнаружил микроскоп,

Что на клопе бывает клоп,

Питающийся паразитом,

На нем другой, ad infinitum. (Дж. Свифт).

Вставка 2. Дополнительная информация Некоторые виды паразитирующих организмов живут в теле хозяина всю жизнь, другие находятся ограниченное время, необходимое для размножения или роста. Все паразиты делятся на две группы: эктопаразитов, обитающих на поверхности тела хозяина и эндопаразитов, живущих внутри тела. К эктопаразитам животных относятся клещи, пиявки, блохи, клопы; к эктопаразитам растений - Петров крест на лещине, раффлезия на корнях дикого винограда и др. К эндопаразитам относятся черви, грибы, бактерии, вирусы, простейшие. Паразиты способны разрушать ткани хозяина, выделяя в его организм ядовитые вещества. Реакцией на выделения паразитов, служат ответные защитные реакции активизации иммунитета. В результате эволюции у паразитов произошли физиологические и анатомо-морфологические изменения, заключающиеся в упрощении отдельных органов, вплоть до полной редукции. Так, некоторые растения - паразиты редуцировали фотосинтетический аппарат и корни, выработав систему присосок (заразиха), у животных - паразитов, обитающих в кишечнике, нет органов дыхания, зрения, нет пигментации.

Паразитизм, как и хищничество, несмотря на всю «неблаговидность» их деятельности, играют важную роль в жизни экосистем: таким образом, происходит регулирование плотности популяций и сдерживание катастрофических вспышек их численности.

Следующим типом отношений является аменсализм,при которомодна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает отрицательного влияния. Примером могут служить отношения между светолюбивыми растениями, случайно попавшими под полог елового леса. Плотная крона елей препятствует проникновению света и растение может погибнуть, но самим деревьям такое соседство безразлично.

Взаимоотношения, невыгодные обоим организмам, называются конкуренцией. Конкурентные отношения являютсяодним из важнейших механизмов формирования видового состава сообщества, распределения особей в пространстве и регуляции их численности. Организмы могут соперничать друг с другом за пищевые ресурсы, пространство, свет и т.д. Между особями или популяциями возникает как внутривидовая конкуренция (между особями одного и того же вида), так и межвидовая конкуренция (между особями разных видов), соревнующихся за одни те же ресурсы при их ограниченном количестве. Наличие конкуренции наиболее отчетливо проявляется по возрастанию показателей смертности, возникновению стрессовых ситуаций, снижению плодовитости и т.д. Победителем в конечном итоге становится тот вид, который по сравнению с другими имел явные преимущества: был лучше приспособлен к условиям окружающей среды.

Понятие адаптации, приспособления к возникающим и меняющимся условиям среды – чрезвычайно широкое. Длительный процесс развития жизни в биосфере, привел к разнообразию обитателей планеты. Экологическая роль всех существующих вариантов связей между организмами сводится к тому, что в результате все организмы приспосабливаются к конкретным условиям, что обуславливает следующий виток эволюции.