Общие закономерности действия биологических факторов

Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ можно выделить определенные типы отношений, имеющих много общего для организмов разных систематических групп. В качестве главного критерия межвидового взаимодействия можно принять влияние численности организмов одного вида на численность другого вида. Рассмотрим эти варианты взаимодействий.

1. Нейтрализм (0, 0) предполагает отсутствие отношений или тип отношений, при котором нет видовых взаимодействий (волк и капуста, белка и лось). Нейтрализм лишь на первый взгляд выглядит как полное отсутствие зависимости. Иногда только промежуточное звено вскрывает другой тип взаимодействия. Лев не питается травой, но ему не безразлично состояние пастбища в саванне, от которого зависит плотность популяции антилоп.

2. Аменсализм (− , 0) – одностороннее угнетение. Например, грибы – продуценты антибиотиков и бактерии, фитонциды растений и микроорганизмы. К явлению аменсализма относится “цветение” воды, когда токсины размножившихся и гниющих синезеленых водорослей приводят к гибели или вытеснению многих видов зоопланктона и других водных животных.

3. Комменсализм (+, 0) – одностороннее благоприятствование. Этот тип отношений широко распространен в природе. Это может быть “квартирование” одних организмов на других (при отсутствии пищевой связи): птицы в дуплах или на ветвях деревьев, “транспортировка” животными других животных, семян, плодов растений. Есть много примеров “нахлебничества” комменсалов по отношению к крупным животным и человеку: грифы-падальщики, кормящиеся остатками добычи хищников; рыбы-прилипалы и рыбы-лоцманы, сопровождающие акул. Другой организм от этого взаимодействия не имеет ни выгоды, ни ущерба.

4. Конкуренция (−, −) – двустороннее, взаимное угнетающие действие одних организмов на другие. Конкуренция является одним из двух главных механизмов регулирования числа организмов в природе. Имеет место всегда, когда совпадают экологические ниши и когда ограничена ёмкость среды. Совпадение экологических ниш может быть абсолютным, когда речь идет об организмах одного вида, популяции – внутривидовая конкуренция. При росте популяции, когда ее численность приближается к пределу ёмкости среды, вступает в действие механизм регуляции численности: смертность возрастает, плодовитость снижается. Пространство и пища становятся предметом конкуренции. Их дефицит выступает причиной снижения жизнеспособности. Так в загущенных посевах растений происходит самоизреживание, у грызунов к общему угнетению добавляется увеличение смертности из-за стресса, повышение агрессивности. Возможны случаи крайнего проявления борьбы за существование – каннибализм.

У разных видов экологические ниши всегда различаются: по пространству, времени, ресурсам. Любое их совмещение приводит к межвидовой конкуренции. Если экологическая ниша одного вида полностью перекрывает нишу другого вида. В этом случае второй вид совсем вытесняется первым – конкурентное замещение (рис. 7, б).

а б в

1

2 1 1

2 3

Рис. 7. Межвидовая конкуренция: а – отдельно две популяции; б – совместно две популяции: популяция 1 подавляет популяцию 2; в – совместно две популяции: популяция 3 может жить совместно с популяцией 1

В природе гораздо чаще бывает частичное совмещение экологических ниш. В этом случае также наблюдается взаимное угнетение конкурирующих видов, но в конечном счете между ними устанавливается конкурентное равновесие (рис. 7, в) – режим сосуществования. Конкуренция оказывает большое влияние на структуру биоценозов. Благодаря ей устанавливается иерархия видов, выделяются доминирующие и второстепенные члены сообщества, формируется соотношение численностей. Примером конкурентных взаимоотношений может быть жестокая конкуренция за пастбища между овцами и кроликами в Австралии.

5. Ресурс-эксплуататор (+, −). В этом виде взаимодействий, когда сочетаются и противостоят благоприятствование и угнетение, реализованы отношения принадлежащих к смежным трофическим уровням организмов. Характерными примерами такого рода отношений являются:

- растительноядные животные и растения;

- хищники и жертвы (поедание особей одного вида другим видом);

- паразита и его хозяина.

Этими отношениями обусловлены последовательности цепей питания и трофических уровней. Питаясь растениями, животные способствуют их распространению. Эти отношения нельзя рассматривать как одностороннее угнетение. Растения не только являются пищей для животных, они формируют привлекательные для поедания плоды или семена, которые не перевариваются в желудке и даже повышают свою всхожесть при прохождении через кишечник животного.

Хищничество встречается во всех крупных группах организмов как у растений, так и у животных. В процессе эволюции и хищник, и жертва постоянно совершенствуются. Жертвы совершенствуют средства защиты (покровительственная окраска, шипы, панцири, приспособительное поведение). Хищные растения (насекомоядные) сформировали различные приспособления для привлечения и ловли насекомых. Насекомые, привлеченные запахом росянки, садятся на лист и прилипают, так как волоски листа выделяют липкое вещество. Затем лист складывается.

Паразитизм – это форма взаимоотношений организмов, при котором один вид использует другой в качестве источника пищи, места обитания, защиты от врагов. Переход к паразитизму резко увеличивает возможность вида выжить. Тело хозяина создает для живущих в нем организмов благоприятный микроклимат, не подверженный колебаниям, которые имеют место в природе. В отличие от хищника паразит не может позволить себе погубить хозяина, так как с гибелью хозяина погибнет и сам, поэтому паразиты вызывают болезнь хозяина, но смерть хозяина от этой болезни бывает в очень редких случаях. К числу постоянных паразитов относятся простейшие (дизентерийная амеба), плоские черви (цепни), круглые черви (аскарида и др.), членистоногие (вши, блохи и др.). Паразиты могут поселятся в крови, тканях и полостях тела. Например, у человека практически во всех частях тела может паразитировать около 500 видов.

Паразитические отношения встречаются и у растений. Как приспособление к новым условиям существования у многих паразитов происходит изменение в строении и жизнедеятельности: утрачиваются отдельные органы и целые системы органов (корни и листья у растений-паразитов, у ленточных червей – пищеварительная система). Взамен утраченных органов развивается половая система, высокая плодовитость.

6. Мутуализм (+, +) – взаимное положительное воздействие, эти два взаимодействующие организма не могут жить самостоятельно. К этому виду можно отнести отношения между цветковыми растениями и опыляющими их насекомыми; между бобовыми растениями и поселяющимися на их корнях клубеньковыми азотфиксирующими бактериями; между жвачными животными и населяющими их желудки микроорганизмами. Жвачные животные питаются растительной пищей, но у них нет ферментов, расщепляющих целлюлозу. Микроорганизмы вырабатывают такие ферменты, переводя целлюлозу в простые сахара, при этом они получают в желудке пищу и условия для размножения.

Иногда формы взаимоотношений, при котором оба вида или один из них извлекает пользу от другого, называют симбиозом (сожительством): мутуализм, комменсализм, паразитизм, хищничество.