Биотические факторы среды. Взаимоотношения между организмами

Вопрос 1. Составьте схему, иллюстрирующую многообразие взаимоотношений между организмами.

Вопрос 2. Приведите примеры различных вариантов симбиоза и отметьте положительные стороны такого типа взаимодействия для партнёров.

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. 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.

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.

Вопрос 3. Согласно иной классификации, биотические взаимоотношения — нахлебничество и квартирантство относят к комменсализму — полезно-нейтральным взаимодействиям. Объясните происхождение этого термина.

Комменсализм – такой тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид (комменсал) извлекает пользу из сосуществования, а второй вид не имеет от этого никакой выгоды, но и вреда от подобного сожительства тоже не получает.

Примером этого типа взаимоотношений могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. Если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота, этот тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом ее, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза.

Вопрос 4. Дайте определение хищничества и приведите примеры из животного и растительного мира.

Хищничество — форма трофических взаимоотношений между организмами разных видов, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается его плотью, то есть обычно присутствует акт умертвления жертвы.

Хищничество встречается во всех крупных группах эукариотических организмов. Уже у одноклеточных поедание особей одного вида представителями другого вида – обычное явление. 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 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. 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.

Вопрос 5. Что такое паразитизм? Расскажите о разных формах паразитизма; приведите примеры.

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. Паразиты причиняют большой ущерб и сельскому хозяйству. Изучением их жизнедеятельности, путей распространения и разработкой мер борьбы с паразитарными заболеваниями занимается наука паразитология.

Формы паразитизма могут быть весьма разнообразными. Истинный паразитизм является эволюционно-закономерной формой взаимоотношений между двумя организмами, когда другая форма существования для паразита невозможна, при этом истинный паразитизм может проявляться как облигатный, т. е. обязательный и постоянный для данного вида организмов, и как факультативный, когда жизненный цикл паразита может включать и свободный образ жизни, а при попадании его в другой организм он паразитирует в этом организме-хозяине. Примером истинного облигатного паразитизма может служить присутствие малярийных плазмодиев в крови, сосальщиков - в печени хозяина, аскариды - в кишечнике, чесоточного зудня - в кожном покрове и т. п. К факультативному паразитизму можно отнести внедрение личинок угрицы кишечной в организм человека через кожный покров и их миграцию в кишечник, хотя они могут развиваться при благоприятных условиях в почве. Кроме того, существует ложный паразитизм, представляющий собой случайное явление для данного вида, при этом ложный паразит некоторое время сохраняет жизнеспособность в организме хозяина и наносит ему вред, но обычным для него является независимый образ жизни. Примером ложного паразитизма является попадание пиявок в носоглотку человека во время купания. Такой ложный паразитизм пиявок может привести к смерти хозяина в результате закупорки дыхательных путей или кровотечения.

Вопрос 6. К каким изменениям в строении тела и процессах жизнедеятельности приводит паразитический образ жизни?

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.

Вопрос 7. Как человек использует паразитов в своей практической деятельности?

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.

Вопрос 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?

Паразиты человека – это паразиты, заражению которыми подвержен человек. Общее определение слова «паразит» касается не только многоклеточных и простейших, живущих за счёт своего хозяина и во вред последнему, но также вирусов, бактерий и грибов с подобными качествами. Согласно исторической традиции, и с точки зрения медицинской паразитологии, паразитами принято называть любые существа, ведущие паразитический образ жизни, кроме вирусов и бактерий с подобными качествами.

Самые распространенные паразиты в организме человека - это глисты.

Глисты (гельминты) это группа червей паразитов, паразитирующих в организме человека. Заражение человека глистами носит название глистной инвазии. Согласно современным исследованиям, на сегодняшний день в мире около 25% всего населения планеты заражено той или иной формой глистов. Наиболее распространенными формами гельминтозов являются энтеробиоз и аскаридоз.

Вот несколько правил, которым нужно следовать, чтобы не допустить проникновения в организм паразитов:

• Не рекомендуется пить воду из природных источников и в незнакомой местности.

• Нельзя есть немытые овощи и фрукты.

• Целесообразно беречься от комаров, клещей и других кровососущих насекомых, которые могут быть носителями паразитов. Необходимо пользоваться специальными средствами защиты от них, а в местах, где их много, носить брюки и рубашки с длинным рукавом.

• Перед поездкой в некоторые страны необходимо сделать прививки от тифа, чумы, тропической лихорадки и других инфекционных болезней. Отправляясь в места, где встречается малярийный комар, нужно принимать анти малярийные таблетки. Собираясь в длительный поход, где могут быть клещи, важно сделать прививку от клещевого энцефалита.

• Не разрешайте детям обнимать и целовать собак, кошек и других домашних животных. Позаботьтесь о здоровье домашних любимцев – проводите им курсы дегельминтизации.

• Соблюдайте правила личной гигиены, поддерживайте чистоту дома.

• Проводите периодические профилактические антипаразитарные курсы всей семье.

Вопрос 9. Рассмотрите рисунок 138. 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.

На рисунке показано как миноги прикрепляются ротовой присоской к телу рыбы. На внутренней поверхности их ротовой полости имеются хитиновые зубы, которыми они «протирают» кожные покровы и прилегающие мышечные ткани своей жертвы. Миноги относятся к временным паразитам, однако рыбы погибает не от самого паразита, а от нанесенных ей ран. Поэтому четко определить данный тип взаимоотношений не представляется возможным.

Вопрос 10. Приведите известные вам примеры внутривидовой и межвидовой конкуренции в природе. Постарайтесь объяснить, в чём их различие, а в чём — сходство.

Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.

Яркий пример внутривидовой конкуренции, который каждый мог видеть в лесу, так называемое самоизреживание у растений.

Начинается этот процесс с захвата территории. Например, где-нибудь на открытом месте, недалеко от большой ели, дающей множество семян, появляется несколько десятков всходов — маленьких елочек. Первая задача выполнена — популяция выросла и захватила территорию, необходимую ей для выживания. Таким образом, территориальность у растений выражается иначе, нежели у животных: участок занимает не особь, а группа.

Молодые деревца растут, попутно затеняя и угнетая находящиеся под их кронами травянистые растения (это уже межвидовая конкуренция). С течением времени между деревцами появляется неизбежная разница в росте — одни, послабее, отстают, другие обгоняют. Поскольку ель очень светолюбивая порода (ее крона поглощает почти весь падающий на нее свет), то более слабые елочки начинают все больше испытывать затенение со стороны более высоких и постепенно засыхают, отмирают.

Классическим примером межвидовой конкуренции являются описанные русским биологом Г.Ф. Гаузе опыты. В этих опытах культуры двух видов инфузорий-туфелек со сходным характером питания помещали по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещенный отдельно, успешно размножался, достигая оптимальной численности. При помещении же обеих культур в один сосуд численность одного из видов постепенно уменьшалась и он исчезал из настоя.