Подробное решение параграф § 40 по биологии для учащихся 9 класса, авторов Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко 2011
Вспомните:
• Что называют симбиозом?
Ответ. Симбиозом (от греческого "symbiosis" - "совместная жизнь") в биологии принято называть такое взаимодействие двух и более разных организмов, от которого все партнеры получают пользу.
• Какие грибы паразитируют на растениях?
Ответ. Грибы-паразиты довольно часто встречаются в природе. Наиболее известны - грибы-паразиты, вызывающие болезни растений. Они имеют огромное отрицательное значение и являются причиной потери пятой части урожая во всем мире. Болезни растений, в особенности злаков, имеют ряд негативных факторов. Уменьшается урожайность пшеницы, овса, картофеля и других сельскохозяйственных культур при поражении ими.
Спорынья является не только вредоносным грибом, но и ценным сырьем для лекарств. Вещества, которые содержатся в ней, благотворно действуют на сосуды и центральную нервную систему. Спорынья собирается с полей и разводится искусственно. Спорынья поражает рожь и другие злаки. Редко можно встретить ее на нескольких видах осоки. Мицелий спорыньи развивается в цветках колосков злаковых культур. Грибница плотно переплетается и разрастается, поэтому рожок имеет вид искривленного твердого образования продолговатой формы с морщинками и трещинами. Спорынья имеет поверхность черно-фиолетового цвета, иногда с белым наслоением. Форма и величина рожка спорыньи зависит от структуры злакового цветка.
Сильный вред лесному, садовому и парковому хозяйствам причиняет гриб трутовик. Он провоцирует разрушение древесины. Заражение спорами происходит через повреждения в коре деревьев. Ломка ветвей, солнечные ожоги и многие другие факторы способствуют появлению ран. Споры попадают через проблемную зону и разрастаются в грибницу. Трутовик охватывает всю сердцевину дерева, разрушая ее и делая трухлявой. Появление плодовых тел на поверхности дерева происходит через несколько лет после инфицирования. Трутовик напоминает копыто по своей форме и бывает очень твердым. Паразиты деревьев могут располагаться один над другим, образовывая полочки. В нижней части трутовик имеет мелкие трубочки, в которых зреют споры. Живет гриб трутовик много лет и увеличивается в размерах с каждым годом.Больные деревья подвержены бурелому и появлению дупел, так как делаются очень хрупкими. Трутовик значительно уменьшает продолжительность их жизни. После проникновения грибницы в древесину не представляется возможным остановить ее развитие. Зараженное дерево обязательно погибнет.
Вопросы после §40
• Приведите примеры известных вам хищников и их жертв, паразитов и хозяев.
Ответ. Примеры отношений:
Хищник - жертва Паразит- хозяин
Божья коровка – тля Бычий цепень – корова
Тигр – олень Острица – человек
Лиса – мышь Иксодовый клещ – кошка
Орел – синица Повилика - малина
Венерина мухоловка – комар Головня - пшеница
• К каким последствиям приводят хищничество и паразитизм?
Ответ. Системы хищник-жертва и паразит-хозяин постоянно эволюционируют. Паразитам и хищникам не выгодно полностью уничтожать популяции хозяев и жертв, поэтому длительная совместная эволюция приводит к тому, что влияние на жертв и хозяев становится умеренным, наибольший вред наносят новые паразиты и хищники.
В динамике взаимодействий популяций паразит–хозяин и хищник–жертва много общего, однако, динамика паразитизма может сильно отличаться от динамики хищничества в силу того, что популяция паразита зависит не только от популяции основного хозяина, но и от популяций промежуточных хозяев и переносчиков.
Значение хищничества можно понять лишь рассматривая это явление на уровне популяций. Длительная связь между популяциями хищника и жертвы порождает их взаимозависимость, которая действует подобно регулятору, предотвращая слишком резкие колебания численности или препятствуя накоплению в популяциях ослабленных или больных особей. В ряде случаев хищничество может существенно ослаблять отрицательные последствия межвидовой конкуренции, повышать устойчивость и разнообразие видов в сообществах. Установлено, что при длительном совместном существовании взаимодействующих видов животных и растений их изменения протекают согласованно-то есть эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого. Адаптация хищников и их жертв в совместном эволюционном развитии приводит к тому, что отрицательные влияния одного из них на другой становятся слабее. Применительно к популяции хищника и жертвы это означает, что естественный отбор будет действовать в противоположных направлениях. У хищника он будет направлен на увеличение эффективности поиска, ловли и поедания жертвы. А у жертвы – благоприятствовать возникновению таких приспособлений, которые позволяют особям избежать их обнаружения, поимки и уничтожения хищником. По мере того как жертва приобретает опыт избегать хищника, последний вырабатывает более эффективные механизмы ее поимки. В действиях многих хищников в природе как бы присутствует расчетливость. Хищнику, например, «невыгодно» полное уничтожение жертвы, и, как правило, этого не случается. Хищник уничтожает в первую очередь тех особей, которые медленно растут и слабо размножаются, но оставляет особей быстрорастущих, плодовитых, выносливых. Хищничество требует больших затрат энергии. Во время охоты хищники нередко подвергаются опасностям. Например, крупные кошки при нападении часто гибнут, например, при столкновении со слонами или кабанами. Иногда они гибнут от столкновения с другими хищниками в ходе межвидовой борьбы за добычу. Пищевые отношения, в том числе хищничество, могут являться причиной регулярных периодических колебаний численности популяций каждого из взаимодействующих видов.
Настоящие паразиты весьма тесно связаны со своими хозяевами. Они живут внутри организма хозяев или тесно прикреплены к их поверхности. Хозяин является для паразитов средой обитания или ее важнейшим компонентом. Обычно на протяжении жизни (или этапа жизненного цикла) паразит связан с одним хозяином. Для того, чтобы использовать хозяина, паразиту вовсе не нужно его убивать (иногда хозяин гибнет, но это не является необходимым условием его употребления).
Результатом того, что среда паразитов состоит из отдельных особей-хозяев, является наличие у паразитов специфических приспособлений для заражения новых хозяев. Для паразита хозяин подобен острову. Как перебраться с одного острова на другой? Одно из решений состоит в том, чтобы произвести и выбросить в среду множество потомков в надежде на то, что хотя бы некоторым из них повезет попасть «по назначению». Чтобы оценить, какое количество яиц производят паразиты, можно сравнить их с их свободно живущими родственниками. Так, самки почвенных круглых червей производят за свою жизнь несколько сотен или даже десятков яиц, а самки человеческой аскариды (внутрикишечного паразита) — 50–60 миллионов!
Второе решение, позволяющее паразитам заселять новых хозяев, состоит в использовании каких-то других организмов для «прыжка» от хозяина к хозяину. Возникают сложные жизненные циклы, где половое размножение паразита происходит в окончательном хозяине, а промежуточные стадии, в том числе способные к бесполому или партеногенетическому размножению, обитают в промежуточных хозяевах.
Хозяин является для паразита не только источником энергии, но и средой. Следствием этого является то, что паразит испытывает намного более глубокую перестройку собственного строения, чем хищник. Такая перестройка может быть связана с серьезным упрощением одних систем органов и, наоборот, усовершенствованием других.
• Каковы характерные особенности взаимовыгодных отношений? Какую роль они играют в сообществе?
Ответ. Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе, возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства. Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Таким образом, они способствуют эволюции каждого вида, вступающего во взаимоотношения, обеспечивают условия обитания себе, тем самым способствуют созданию условий для другого вида. Взаимовыгодные отношения, например симбиоз (сожительство, от греческого sym вместе, bios жизнь) форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них получает пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза.
Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком.
Мутуализм (от латинского mutuus взаимный). Форма взаимовыгодных отношений видов от временного, необязательного контакта до симбиоза неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники это сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли. Всего в природе насчитывается более 20000 видов симбиотических организмов. Кишечные симбионты участвуют в переработке грубых растительных кормов у многих жвачных животных. Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалистические отношения, например, между сибирской кедровой сосной и птицами кедровкой, поползнем и кукшей, которые, питаясь семенами сосны и запасая корма, способствуют самовозобновлению кедровников.
• Приведите примеры видов, находящиеся в отношениях нахлебничества и квартиранства.
Ответ. Комменсализм (нахлебничество, от латинского com вместе, mensa трапеза). Одна из форм симбиоза взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих животных, и не затрачивают поэтому усилий на такую большую скорость, к тому же, питаются остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих, использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются совсем. Отношения типа комменсализма очень важны в природе, поскольку способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.
Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их места обитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз. В гнездах птиц, норах грызунов живут членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания, например эпитафы (водоросли, мхи, лишайники). Древесные растения служат им местом прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений хозяина и за счет фотосинтеза.