Урок 3: биотические факторы

Краткосрочные взаимодействия [ править ]

Хищничество — это кратковременное взаимодействие, при котором хищник, в данном случае скопа , убивает и съедает свою добычу.

Краткосрочные взаимодействия, включая хищничество и опыление , чрезвычайно важны в экологии и эволюции . Они недолговечны с точки зрения продолжительности одного взаимодействия: хищник убивает и съедает добычу; опылитель переносит пыльцу с одного цветка на другой; но они чрезвычайно прочны с точки зрения их влияния на эволюцию обоих партнеров. В результате партнеры эволюционируют вместе .

Хищничество править

В случае хищничества один организм, хищник, убивает и съедает другой организм, свою жертву. Хищники адаптированы и часто очень специализированы для охоты, обладая острыми чувствами, такими как зрение , слух или обоняние . У многих хищных животных, как позвоночных, так и беспозвоночных , есть острые когти или челюсти, чтобы хватать, убивать и резать свою добычу. Другие приспособления включают скрытность и агрессивную мимику , повышающие эффективность охоты. Хищничество оказывает мощное избирательное воздействие на добычу, заставляя ее развивать антихищные приспособления, такие как предупреждающая окраска ,сигналы тревоги и другие сигналы , маскировка и защитные шипы и химические вещества. Хищничество было основным двигателем эволюции, по крайней мере, с кембрийского периода.

За последние несколько десятилетий микробиологи обнаружили ряд удивительных микробов, которые выживают благодаря своей способности охотиться на других. Некоторые из лучших примеров — представители родов Bdellovibrio, Vampirococcus и Daptobacter.

Бделловибрио — активные охотники, которые энергично плавают в поисках уязвимой грамотрицательной бактериальной добычи. Обнаружив такую клетку, клетка бделловибриона плавает быстрее, пока не столкнется с клеткой-жертвой. Затем он проделывает отверстие во внешней мембране своей жертвы и попадает в периплазматическое пространство. По мере роста он образует длинную нить, которая в конечном итоге образует перегородки и производит потомство бактерий. Лизис клетки-жертвы высвобождает новые клетки бделловибриона. Бделловибрионы не атакуют клетки млекопитающих, а грамотрицательные кормовые бактерии никогда не наблюдали приобретение устойчивости к бделловибрионам.

Это вызвало интерес к использованию этих бактерий в качестве «пробиотиков» для лечения инфицированных ран. Хотя это еще не было сделано, можно представить, что с ростом числа устойчивых к антибиотикам патогенов такие формы лечения могут рассматриваться как жизнеспособные альтернативы.

Опыление править

Опыление загнало коэволюции из цветущих растений и их животных опылителей на протяжении более 100 миллионов лет.

При опылении опылители, включая насекомых ( энтомофилии ), некоторых птиц ( орнитофилы ) и некоторых летучих мышей , переносят пыльцу с мужской части цветка на женскую часть цветка, обеспечивая оплодотворение в обмен на пыльцу или нектар. Партнеры эволюционировали вместе в геологическом времени; в случае насекомых и цветковых растений коэволюция продолжается более 100 миллионов лет. Цветки, опыляемые насекомыми, адаптированыс фигурными структурами, яркими цветами, узорами, ароматом, нектаром и липкой пыльцой, чтобы привлекать насекомых, направлять их собирать и откладывать пыльцу и вознаграждать их за службу. Насекомые-опылители, такие как пчелы , приспособлены обнаруживать цветы по цвету, рисунку и запаху, собирать и транспортировать пыльцу (например, с щетиной, имеющей форму корзинок для пыльцы на задних лапах), а также собирать и обрабатывать нектар (в случае меда). пчелы , производящие и хранящие мед ). Адаптации на каждой стороне взаимодействия совпадают с адаптациями на другой стороне и были сформированы естественным отбором в зависимости от их эффективности опыления.

Основные формы взаимоотношений между растениями

Наиболее распространена классификация форм взаимоотношений между растениями по В.Н. Сукачеву.

Взаимоотношения между растениями:

Прямые (контактные)

— механические – охлестывание ветвями, эпифитизм, давление и сцепление стволов и корней;

— физиологические – симбиоз, паразитизм, полупаразитизм, срастание корней.

Косвенные

— трансбиотические – через животных и микроорганизмы (опыление и распространение семян — энтомофилия, орнитофилия, зоохория);

— трансабиотические – средообразующее влияние, конкуренция, аллелопатия.

Аллелопатия – взаимное влияние совместного проживающих организмов через изменение окружающей их среды путем выделения химических продуктов жизнедеятельности. Действие аллелопатических веществ может быть стимулирующим или токсичным.

Продукты аллелопатии бывают:

— фитонциды — выделения высших растений, губительно действующие на микроорганизмы (особенно хвойные деревья, чеснок, лук);

— антибиотики – выделения грибных микроорганизмов, подавляющие жизнедеятельность многих бактерий;

— колины – выделения высших растений, действующие на другие высшие растения. (Нут – подавляет картофель, кукурузу, подсолнечник, томаты; фасоль подавляет рост яровой пшеницы)

— маразмины – выделения микроорганизмов действующие на высшие растения.

Многие сорняки из семейства сложноцветных задерживают рост рядом растущих культурных растений (огурцов, кабачков, томатов и др.); через атмосферу оказывает воздействие шалфей; нарциссы приводят к быстрому старению тюльпанов, что необходимо учитывать при составлении букетов.

Растения с высокой способностью к аллелопатии (пырей, ясень) легко внедряется в состав уже сложившихся сообществ и вытесняет из них другие виды

Экологические связи сообщества леса

Одна из признанных теорий сообщества леса гласит, что лес состоит из древесных пород, их комбинаций и условий, в которых они растут. Совокупность этих признаков отражает экологические связи сообщества. Главным признаком выступают условия произрастания, ведь именно они определяют какие потребности деревьев и в каком объёме может удовлетворить конкретное место расположения леса.

Чем больше света, воздуха, тепла, тем больше возможностей для роста и развития растений. Большое влияние на экологические связи оказывают комбинации тех или иных видов пород в каждом лесу. Они отвечают за взаимоотношения различных древесных пород, их совместный рост, отсутствие или наличие конкуренции за ресурсы, их потребность друг в друге. Каждое звено здесь едино со средой произрастания и тесно связано с другими с биологической и экологической точки зрения.

Среда влияет на растения, а растения в процессе своего развития могут видоизменять окружающую среду. При этом естественные леса необыкновенно разнообразны, ведь в каждом из них складывается абсолютно уникальная среда. Растения создают неповторимые комбинации, обеспечивают свет или тень, повышенную влажность или сушь, срастаются корнями, борются за выживание или поддерживают друг друга.

Экологические связи в сообществе леса включают в себя не только растительность. В сложной системе пищевых отношений участвуют все живые организмы: от бактерий, отвечающих за переработку органических веществ до крупных хищников, поедающих травоядных животных. Длинная разветвлённая сложная пищевая цепочка начинается с растений, которые являются пищей для микроорганизмов, птиц, животных и замыкается на растениях, которые через корневую систему усваивают переработанные бактериями вещества. В многообразии экологических связей растения являются стержнем и основой любого лесного сообщества.

Паразитизм и хищничество — не всегда явная угроза

Распространенными формами антибиоза между популяциями разных видов является паразитизм. Дословно он означает процесс, когда один вид — паразит, использует организм другого вида — хозяина, питаясь его соками или используя его в качестве места обитания. Паразит не заинтересован, как это происходит в случае с хищничеством, в моментальной гибели организма хозяина. Главная цель — изъять как можно больше пользы для себя. При этом хозяин такого паразита будет испытывать прямое негативное влияние, сопровождающееся ухудшением здоровья, истощением, вялостью. В зависимости от того, на какой период времени устанавливаются данные отношения, различают паразитизм:

облигатный;
факультативный.

В первом случае идет речь о постоянном и обязательном паразитизме. Примером облигатного паразитизма наиболее крайней степени являются взаимодействия вирусов и живых объектов. Поскольку вирусы способны проявлять свою жизнеспособность исключительно в клетках живых объектов, их принято считать облигатными внутриклеточными паразитами. Вирусная диарея, инфекционный ринотрахеит, ящур и многие другие вирусные болезни — пример облигатного паразитизма вирусов в организме крупного рогатого скота.
Но это не весь список облигатных паразитов, беспокоящих сельскохозяйственных животных и растения. Воздействие ленточных и круглых червей — также одно из проявлений паразитизма на постоянной основе. В ходе эволюции подобные паразиты получили способность производить до нескольких миллионов яиц в сутки, что развилось на фоне редуцирования нервной, дыхательной и даже пищеварительной системы, поскольку многие из них лишены органов чувств, дышат и поглощают питательные вещества всей поверхностью тела. Бычий и свиной цепень, печеночный сосальщик, лентец широкий, эхинококк — нередко представляют серьезную угрозу для животных ферм и домашних хозяйств, и решает ее зачастую только своевременная и правильная профилактика.

Кроме внутренних (или эндопаразитов), обитающих внутри организма хозяина, среди облигатных вредителей выделяют еще и эктопаразитов или внешних, поселяющихся на кожном или волосяном покрове. Это вши, блохи, клещи, пероеды и прочие, от которых ни одно домашнее животное не застраховано.
Факультативный паразитизм распространен не так широко, как облигатный. Такие паразиты не до конца зависимы от своих хозяев. В качестве примера можно упомянуть омелу — растение, умело использующее свои корни-присоски для высасывания из дерева или иного живого субстрата элементов питания. Данное вечнозеленое растение вполне способно к фотосинтезу. Но это не мешает ему угнетать клены, тополя, сосны, создавая на них кустистые формы.

Или пример марьянника дубравного, которого считают полупаразитическим растением. Его корневые присоски прикрепляются к корням соседей и начинают в буквальном смысле «скачивать» воду и минеральные компоненты. При всем этом он не утрачивает способности к фотосинтезу, что и успешно проводит.

В случаях, когда один организм убивает другой и съедает частично или целиком, говорят о хищнических взаимоотношениях. Такого рода отношения не всегда наносят вред биологическим видам своих жертв. В начале их становления наивысшая вредоносность всегда ощутима. Под давлением естественного отбора их сила начинает ослабевать. Система отношений «хищник-жертва» явилась результатом многолетнего опыта обоих видов, который привел к их установлению. Поэтому уже знакомые хищники и паразиты обычно воспринимаются не так страшно, как другие внезапно появившиеся в экосистеме. Это же, прежде всего, касается новых вредителей культурных растений.

Симбиоз

Взаимовыгодные отношения двух организмов называют симбиозом. Эти отношения связаны с совместным источником питания: например, акула охотится и добывает пищу, а рыба-прилипала съедает несъедобные для крупной рыбы остатки. Симбионты могут пользоваться и общим пространством: ящерица гаттерия копает норы на побережье, где обитает, а буревестник гнездится в них, при этом оба организма занимают нору одновременно. Один симбионт может предоставлять защиту другому: коралл – актиния обладает особыми жалящими клетками, которые не вредят симбионту – рыбе-клоуну, но вредят хищникам, которые нападают на него. Как правило, участники симбиоза отличаются по своим особенностям: один организм подвижный, другой – нет.

Симбиоз бывает облигатным (обязательным для существования видов) и факультативным (временным, необязательным).

Примером первого являются тропические кораллы и их симбионты – микроводоросли. Если по какой-то причине (под влиянием слишком жаркого климата) водоросли покинут тело коралла, то он погибнет из-за нехватки питания. Это явление сопровождается потерей окраски коралла и поэтому получило название бличинг. В тропиках бличинг приводит иногда к полному уничтожению рифов.

Бличинг кораллов Источник

Пример факультативного симбиоза – мальки рыб, прячущиеся под куполом медузы. Они поедают остатки ее пищи и получают защиту от хищников, но способны выжить и без медузы.

Мальки под защитой купола медузы – факультативный симбиоз Источник

Облигатный симбиоз, разрушение которого приводит к гибели хотя бы одного из организмов, называется мутуализм. Примером мутуализма являются клубеньковые бактерии и бобовые – горох, соя, фасоль. Хорошо известно, что эти растения очень богаты белком. Это происходит благодаря их симбионтам – бактериям, умеющими превращать атмосферный азот в нитраты. Бактерии не выживут в почве, а бобовые без них погибнут.

Шляпочные грибы – подберезовики, подосиновики и т.д. – образуют симбиоз с деревьями. Объединение частей гриба — гифов и корней называется микоризой. Без нее не будут существовать ни грибы, ни деревья.

При комменсализме организм регулирует свои отношения со средой через своего симбионта. Наиболее известный пример комменсализма — синойкия — проживание животного в чужих укрытиях или гнездах. Примером является рак-отшельник, использующий раковину брюхоногого моллюска как укрытие.

Рак-отшельник в раковине брюхоногого моллюска Источник

Презентация «Взаимоотношения между организмами»

Взаимоотношения

между

организмами

1. Позитивные отношения — симбиоз

а) Кооперация

б) Мутуализм

в) Комменсолизм

2. Антибиотические отношения

а) Хищничество

в) Конкуренция

б) Паразитизм

3. Нейтральные отношения

Симбиоз (от греч. συμ- — «совместно» и βίος — «жизнь») — это взаимовыгодное сосуществование представителей разных биологических видов.

Кооперация (от лат. cooperatio — сотрудничество), первоначально добровольное товарищество

Сожители рака –

Многощетинковые черви

отшельника и актинии, часто бывают

Мутуализм — взаимовыгодные отношения между организмами. Мутуализм может быть «жёстким» или «мягким». В первом случае сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнеров (они связаны отношениями коадаптации), во втором отношения более или менее факультативны (это называется протокооперацией).

Например: отношение термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечниках.

КОММЕНСАЛИЗМ (от средневекового лат. commensalis — сотрапезник), форма сожительства особей разных видов, при которой один организм (комменсал) живет за счет другого, не причиняя ему вреда (напр., рыбы-прилипалы, прикрепляясь к акулам, пользуются ими для передвижения).

АНТИБИОТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ

Хищничество — трофические отношения между организмами, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается частями его тела.

ПАРАЗИТИЗМ — форма взаимоотношений между организмами различных видов, из которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника питания, нанося ему вред. Паразитизм известен на всех уровнях организации живого, начиная с вирусов и бактерий и кончая высшими растениями и многоклеточными животными.

КОНКУРЕНЦИЯ — взаимоотношения активного соревнования между особями одного или разных видов за средства существования и условия размножения. Одна из форм борьбы за существование. Другая форма — пассивное соревнование, т. е. борьба с неблагоприятным действием абиотических факторов среды и с общими врагами.

Нейтрализм – форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга.

Нейтрализм это в биологии

Взаимоотношения между организмами Антибиоз Нейтрализм Симбиоз. — презентация

2 Взаимоотношения между организмами Антибиоз Нейтрализм Симбиоз

3 Позитивные взаимоотношения – симбиоз. Кооперация Мутуализм Комменсализм

4 форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. Кооперация

5 Взаимоотношения рака отшельника и актинии: актиния защищает рака и использует его в качестве средства передвижения.

6 Птицы, помогают бегемоту избавиться от надоедливых насекомых, склевывают их. Кооперация

7 Мутуализм Форма облигатного взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов Присутствие одного партнера становится обязательным условием существования каждого из них.

8 Мутуализм

9 Микориза – сожительство гриба с корнями высших растений. Мутуализм

10 Кишечные симбионты участвуют в переваривании грубых кормов в желудке жвачных животных. Мутуализм

11 Комменсализм форма симбиоза, при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы ни вреда. НахлебничествоСотрапезничество Квартиранство

12 Квартирантство один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему вреда (рыбы-прилипалы).

13 Нахлебничество один организм питается остатками пищи другого. (рыбы лоцманы)

14 Сотрапезничество оба вида потребляют разные вещества или части одной и той же пищи

15 Негативные взаимоотношения – антибиоз Хищничество Паразитизм АменсализмКонкуренция

16 Хищничество явление, при котором один организм питается органами и тканями другого…

17 Хищничество у растений (мухоловка).

18 Факультативный паразитизм — -форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.

19 Облигатный паразитизм Организм не может существовать без хозяина (вирусы).

20 Аменсализм тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен.

21 Конкуренция — форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения).

22 Нейтрализм Обе популяции не оказывают никакого влияния друг на друга

23 Задание. Напротив каждого типа взаимоотношений проставьте знаки «+» «-» и «0» оценив влияние организмов друг на друга, Например, хищничество -+ и т.д.

24 Проверка Кооперация+ Мутуализм+ Квартиранство0 + Нахлебничество0 + Сотрапезничество0 + Хищничество- + Паразитизм- + Аменсализм- 0 Конкуренция-

25 Д/З: П. 6.2 учебника. Приготовить сообщения примеров форм взаимоотношений в природе, не указанных на слайдах.

Конкуренция или жизнь в постоянном соперничестве

Борьба за пищу, территорию, первенство спаривания, самку довольно часто возникают как внутри отдельных популяций, так и между ними. Еще в первой половине прошлого века работой ученого Гаузе, был сформулировано правило, известное как принцип конкурентного исключения. Оно гласит, что два вида, экологические ниши которых пересекаются, совместно проживать не смогут. Более сильный всегда вытеснит слабого. Иными словами, если имеются определенные совместные притязания на пищу, свет, воду, местообитание, и даже за кислород конкуренция будет иметь место в абсолютном количестве случаев.
При создании агроэкосистемы человеку необходимо учитывать возможные взаимодействия ее участников, совместимость выращиваемых видов растений или содержащихся животных. Именно с этой целью проводятся вакцинации и дегельмитнизации животных.

Краткосрочные взаимодействия

Хищничество

В случае хищничества один организм, хищник, убивает и съедает другой организм, свою жертву. Хищники адаптированы и часто очень специализированы для охоты, обладая острыми чувствами, такими как зрение , слух или обоняние . У многих хищных животных, как позвоночных, так и беспозвоночных , есть острые когти или челюсти, чтобы хватать, убивать и резать свою добычу. Другие приспособления включают скрытность и агрессивную мимику , повышающие эффективность охоты. Хищничество оказывает мощное избирательное воздействие на добычу, заставляя ее развивать антихищные приспособления, такие как окраска предупреждений , сигналы тревоги и другие сигналы , маскировка и защитные шипы и химические вещества. Хищничество было главной движущей силой эволюции, по крайней мере, с кембрийского периода.

Опыление

При опылении опылители, включая насекомых ( энтомофилии ), некоторых птиц ( орнитофилы ) и некоторых летучих мышей , переносят пыльцу с мужской части цветка на женскую часть цветка, обеспечивая оплодотворение в обмен на пыльцу или нектар. Партнеры эволюционировали вместе в геологическом времени; в случае насекомых и цветковых растений коэволюция продолжается более 100 миллионов лет. Насекомые опыления цветы адаптирован с фасонными структурами, яркими цветами, узорами, запахом, нектаром и пыльцы липкима , чтобы привлечь насекомое, направлять их , чтобы подобрать и внести пыльцу, и вознаграждать их за службу. Насекомые-опылители, такие как пчелы , приспособлены обнаруживать цветы по цвету, рисунку и запаху, собирать и транспортировать пыльцу (например, с щетиной, имеющей форму корзинок для пыльцы на задних лапах), а также собирать и обрабатывать нектар (в случае меда). пчелы , производящие и хранящие мед ). Адаптации на каждой стороне взаимодействия совпадают с адаптациями на другой стороне и были сформированы естественным отбором в зависимости от их эффективности опыления.

Типы отношений

Симбиоз

Основная статья: Симбиоз

Подразделяется на факультативный и облигатный.

+	+	Облигатный симбиоз — форма симбиоза, при которой в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике Мутуализм — форма облигатного взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов, при котором взаимовыгодная помощь необходима, так как обе особи взаимозависимы друг от друга. ). Разновидностью облигатного симбиоза является:
+	+	Факультативный симбиоз (протокооперация) — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения)

н	+	Комменсализм — форма симбиоза, при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда. Выделяют следующие типы комменсализма: зоохорию, паройкию, синойкию (квартирантство), энтойкию, эпибиоз, эпиойкию (эпойкию, нахлебничество), форезию.

−	+	Паразитизм — форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой. Паразитизм так же бывает облигатным, когда паразит не может существовать без хозяина (типичный пример — вирусы) и факультативным Инквилинизм — одно животное, проникая в чужое жилище, уничтожает хозяина, после чего использует жилище в своих целях. (вши, блохи, паразитические черви и т. д.).

Хищничество

Основная статья: Хищничество

−	+	Хищничество — явление, при котором один организм питается органами и тканями другого (при этом умертвление жертвы не обязательно), при этом не наблюдается симбиотических отношений. Но в современной экологии часто используется общее понятие хищничества, в которое также входят паразитизм и растительноядность (фитофагия).

Нейтрализм

Основная статья: Нейтрализм

Нейтрализм — обе популяции не оказывают никакого воздействия друг на друга, например волк и дождевой червь.

Антибиоз

Основная статья: Антибиоз

−	н	Аменсализм — форма антибиоза, при которой одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает ни отрицательного, ни положительного влияния. Типичный пример — высокие кроны деревьев, угнетающие рост низкорослых растений и мхов, за счет частичного перекрывания доступа солнечного света.
−	−	Аллелопатия — форма антибиоза, при которой организмы оказывают взаимно вредное влияние друг на друга, обусловленное их жизненными факторами (например, выделениями веществ). Встречается, в основном, у микроорганизмов, растений, грибов. При этом вредное влияние одного организма на другой не является необходимым для его жизнедеятельности и не приносит ему пользы.
−	−	Конкуренция — форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории. В этом случае вред, причиняемый одному организму, приносит пользу другому, и наоборот.

Нейтрализм

Истинный нейтрализм наблюдается тогда, когда два вида никак не взаимодействуют. Такое встречается редко, поскольку в природе, по закону Барри Коммонера, «все связано со всем». Примеры нейтрализма в природе: кишечная микрофлора и микрофлора кожи, белка и лось, земляника и волк. На самом деле, между такими видами существуют неочевидные топические связи – ведь они обитают на одной территории.

Кроме того, к этой категории относят такие взаимодействия, когда один организм испытывает негативное воздействие, но сам никак не влияет на второй вид. Комменсализм, или нахлебничество, является как раз таким типом отношений: животное съедает остатки пищи, оставшиеся от трапезы другого. Пример – лев и гиена, орел и гриф.