23. Биотические факторы среды

Стр. 139. Вспомните.

1. Что такое среда обитания?

Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

2. Какие факторы относят к факторам живой природы?

Биотические факторы (факторы живой природы) представляют собой разнообразные формы взаимодействий организмов как одного, так и разных видов.

Биологические факторы, влияющие на жизнедеятельность микроорганизмов, – это различные взаимоотношения между живыми существами, возникающие в природных условиях и обусловленные присутствием разнообразных видов. При этом характер взаимодействия может быть различным в зависимости от особенностей отдельных организмов в микробных сообществах.

Стр. 144. Вопросы для повторения и задания

1. Назовите известные вам виды взаимоотношений организмов в природе.

Существует несколько различных типов взаимоотношений живых организмов в природе. Основными среди них являются:

1. хищничество

2. паразитизм

3. конкуренция

4. симбиоз

2. Приведите примеры симбиоза и отметьте положительные стороны такого типа взаимодействия для обоих партнеров.

Симбиоз – форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекают пользу при совместном обитании. Термин симбиоз образован от греческого слова symbiosis «совместная жизнь».

Примером может служить взаимодействие клубеньковых бактерий с растениями. Растения обеспечивают приток питательных веществ к бактериям, а бактерии усваивают азот, образуя азотсодержащие органические соединения, необходимые растениям. Бактерии, живущие в желудочно-кишечном тракте жвачных, питаются клетчаткой, переваривая ее. При этом значительная часть продуктов переваривания достается млекопитающему-хозяину.

3. Расскажите о хищничестве в животном и растительном мире и дайте определение этого явления.

Хищничество – форма взаимоотношений, при которой организм одного вида использует представителей другого вида в качестве источника пищи однократно (убивая их). Хищничество широко распространено в природе, особенно в царстве животных. Хищниками являются волки, совы, змеи, крокодилы и т. д. Хищные растения встречаются гораздо реже (например, росянка и венерина мухоловка). Также есть несколько видов хищных грибов. Хищничество оказывает сильное воздействие как на хищника, так и на жертву. Хищники, как правило, уничтожают более слабых и больных, способствуя обновлению и укреплению популяции жертвы. Многие жертвы адаптируются в целях защиты: используют сложное приспособительное поведение, мимикрирующую окраску, различные яды. Хищники тоже совершенствуются, у некоторых из них в ходе эволюции сформировалось согласованное охотничье поведение (охота стаей у волков, дельфинов). Долгое совместное существование хищников и жертв приводит к относительной стабилизации численности как одной, так и другой популяции. Когда возрастает численность жертв, то в связи с улучшением питания возрастает и численность хищников, тем самым ограничивая разрастание первой популяции. Когда же хищники чрезмерно уменьшают популяцию жертвы, то и их количество снижается.

4. Что такое паразитизм? Что вы можете сказать о разных формах паразитизма? Приведите примеры.

Паразитизм – форма взаимоотношений организмов, относящихся к разным видам, при которой один организм (паразит) использует другой организм (хозяина) в качестве среды обитания и источника питания. Различают паразитов постоянных и временных. Постоянные паразиты не могут существовать во внешней среде и всю жизнь обитают в теле или на наружных покровах хозяина (аскарида, бычий цепень, вши и др.). Временные паразиты посещают хозяина только для питания (кровососущие клещи, комары). У некоторых постоянных паразитов все стадии жизненного цикла осуществляются в теле одного хозяина (круглые черви: трихинелла, острица), у других каждый этап жизненного цикла проходит в теле нового хозяина (некоторые паразитические плоские черви). По месту расположения в теле хозяина выделяют паразитов наружных (вши, клещи, блохи) и внутренних, обитающих и тканях или полостях хозяина (трихинелла, аскарида, сосальщики, эхинококки, малярийный плазмодий). В теле представителей паразитических видов, в свою очередь, могут обитать паразиты. Это явление получило название сверхпаразитизма. У паразитов в результате естественного отбора развились многочисленные приспособления (идиоадаптации), способствующие добыванию пищи или удержанию в теле хозяина: колюще-сосущий ротовой аппарат, присоски, крючья и т. п. Паразитический образ жизни оказывает глубокое влияние на строение паразитов. Естественный отбор идет у них в направлении совершенствования аппарата добывания и хранения пищи и сильного развития половой системы. Так, у кровососущих видов увеличивается вместимость пищеварительной системы за счет образования слепых выростов кишечной трубки (пиявки, клещи). Возрастает объем органов размножения. У некоторых паразитических форм они составляют основную часть массы тела. Соответственно и продуктивность паразитов очень велика. Например, свиной цепень (класс Ленточные черви) за сутки образует до 200000 Яиц.

5. По каким критериям можно отличить хищничество от паразитизма?

Хищничество принципиально отличается от паразитизма по нескольким параметрам:

1. хищники активно ищут добычу, а паразиты ведут преимущественно прикрепленный образ жизни;

2. хищник сначала умерщвляет добычу, а потом ее поедает; паразит способен питаться лишь на живом хозяине;

3. для хищника смерть жертвы обязательна; для паразита – обычно нежелательна и даже опасна (поскольку гибнет «среда обитания» паразита);

4. хищник за свою жизнь уничтожает и поедает много жертв; паразит использует одного, реже нескольких хозяев;

Анатомически хищники приспособлены для захвата и умерщвления добычи (наличие когтей, зубов, паутины, клюва и др.), паразиты имеют органы для прикрепления (крючья, присоски и т.п.).

6. Как сказывается конкуренция на интенсивности жизнедеятельности соперничающих видов?

Конкуренции была изучена отечественным ученым Г.Ф. Гаузе. При совместном выращивании двух видов инфузорий через некоторое время в питательной среде оставался только один из них. При этом инфузории не нападали на особей другого вида и не выделяли вредных веществ. Объяснение заключается в том, что изученные виды отличались неодинаковой скоростью роста. В конкуренции за пищу побеждал вид, особи которого быстрее размножаются. В естественных условиях конкуренция между близкородственными видами ослабевает, если один из них переходит на новый источник пищи. Надо сказать, что совместное обитание близкородственных видов возможно в тех случаях, когда они расходятся в своих экологических требованиях, т.е. занимают разные экологические ниши. Этим обусловлены имеющиеся у них различия в строении, физиологии, выборе мест и сроков размножения, поведения, способах и источниках питания и т.д. Например, зимой насекомоядные птицы избегают конкуренции за счет разных мест поиска пищи: на стволе деревьев, в кустарниках, на пнях, на крупных или мелких ветвях, и т.д.

Если представим себе, что в установившуюся экосистему проник новый вид животных. Его конкуренция со сходным видом-аборигеном может привести к трем различным результатам. Во-первых, эти виды могут достичь постепенной специализации на определенном типе корма (насекомоядные и зерноядные птицы).

Также взаимная изоляция может наступить в том случае, если виды займут разные моста обитания (например, один оставит за собой верхний ярус леса, а другой спустится на уровень травяного покрова). В обоих случаях общее количество пищи, получаемое популяцией вида-аборигена, скорее всего, снизится, таким образом, интенсивность жизнедеятельности и численность этого вида уменьшатся.

Если же виды не смогут разделить «сферы влияния», то, как правило, в результате межвидовой борьбы за существование произойдет конкурентное исключение – один вид вытеснит другой.

Подумайте и выполните.

1. Объясните причины появления хищничества в царстве растений.

У растений хищничество является только одним дополнением к обычному (автотрофному) питанию. Это свойственно растениям которые растут на почвах бедных неорганическим азотом (например на болотах) поскольку азот необходим для синтеза белков. Но только насекомоядные растения сохраняют способность к самостоятельному фотосинтезу. А при паразитизме паразит использует хозяина как главный и единственный источник питания.

2. Как вы считаете, в растительном или животном царстве чаще встречаются симбиотические взаимоотношения?

Широко известен пример симбиоза между раками-отшельниками и актиниями. Последние поселяются на раковине, в которую прячет своё брюшко рак-отшельник. Стрекательные клетки щупалец актиний – надёжная защита обоих симбионтов. Питается актиния за счёт остатков пищи, активно добываемой раком. Широко распространён симбиоз животных (и человека) с микроорганизмами, например образующими нормальную кишечную флору.

Медузы поражают обыкновенно добычу своими стрекательными аппаратами и часто проглатывают рыбок, однако, некоторые рыбки находить себе безопасный приют между щупальцами медуз; напр. рыбка Caranx trachurus держится между щупалец медузы Cassiopea borbonica. В полости медузы Aurelia живет маленькая морская звезда из офиур (р. Ophiotrix), а в медузе Cyanea arctica, по Агассису, живет окрашенная в тот же цвет актиния Bicidium parasiticum. Не редки случаи сожительства у иглокожих, а именно у голотурий, в их дыхательных органах (водные легкие), живет угревидная рыбка Fierasfer, но она иногда прорывает эти органы и помещается в полости тела голотурий. На морских звездах (Astropecten aurantiacus) живет червь Polynoe и на другой звезде (Archaster typicus) моллюск (Eulima). Некоторые моллюски дают прибежище ракам. Так, гигантская Tridacna дает приют крабу Ostracotheres tridacnae, а жемчужница другому раку (Conchydotes meleagrinae). В жаберной полости асцидии мы находим весьма многочисленных рачков из веслоногих (Copepoda), тогда как плотный клетчатковый покров этих животных также дает приют некоторым животным. Примеры сожительства находим и между позвоночными. Так в жаберной полости бразильского сома (Platystoma) живет маленькая рыбка Stegophilas insidiatus, которую долгое время принимали за молодь этого сома, ибо есть рыбы, которые дают приют своей молоди в жаберной полости.

Симбиоз нередко отграничен от других форм сожительства организмов – паразитизма, комменсализма, хищничества, между которыми существует ряд переходных форм.