Это взаимная благоприятность от совместного существования популяций

Типы взаимодействий между организмами

Теоретически взаимодействие популяций двух видов можно выразить в виде следующих комбинаций символов: 00, —, ++, +0, -0 , +-. Выделяют 9 типов наиболее важных взаимодействий между видами (по  Ю. Одуму, 1986):

  • нейтрализм(00)— ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них;

  • Взаимное конкурентное подавление (—) — обе популяции взаимно подавляют друг друга;

  • Конкуренция из-за ресурсов (—) — каждая популяция неблагоприятно воздействует на другую при недостатке пищевых ресурсов;

  • Аменсализм (-0) — одна популяция подавляет другую, но сама при этом не испытывает отрицательного влияния;

  • Паразитизм (+ — ) -популяция паразита наносит вред популяции хозяина;

  • Хищничество (+ -) — одна популяция неблагоприятно воздействует на другую в результате прямого нападения, но зависит от другой;

  • Комменсализм (+0) — одна популяция извлекает пользу от объединения с другой, а другой популяции это объединение безразлично;

  • Протокооперация (+ +) -обе популяции получают пользу от объединения;

  • Мутуализм (+ +) — связь благоприятна для роста и выживания отдельных популяций, причём в естественных условиях ни одна из них не может существовать без другой.

Примечание: (0) — существенное взаимодействие между популяциями отсутствует; (+) — благоприятное действие на рост, выживание или другие характеристики популяции; ( — ) — ингибирующее действие на рост или другие характеристики популяции.

Тип взаимодействия определённой пары видов может изменяться в зависимости от условий или от последовательных стадий их жизненных циклов. Иногда отношения двух видов можно охарактеризовать как паразиты, иногда — как комменсализм, а иногда они могут быть нейтральными.

Девять описанных видов взаимодействий можно свести к двум более обобщенным типам — отрицательным (антибиотическим) и положительным (симбиотическим). В зависимости от состояния экосистемы к ней может быть, применим один из следующих принципов:

  • В ходе эволюции и развития экосистемы существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счёт положительных, увеличивающих выживание обоих видов.

  • В недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем  в старых.

Взаимодействие  популяций  может  быть  взаимно  полезным,  полезным  для  одной  из  них  и  безразличным  для  другой.

 Более того, взаимоотношения могут меняться, они не заданы раз и навсегда.

                                                                                                                         

Далее на примерах подробнее рассмотрим типы взаимоотношений между организмами.   

    В случае, когда одна популяция не испытывает влияния другой, т.е. между ними нет взаимодействия, то такая ситуация называется нейтрализмом. Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют между собой. К антибиотическим отношениям можно отнести следующие формы отношений:

  • Конкуренцию;

  • Паразитизм;

  • Хищничество;

  • Аменсализм.

      Если популяции являются антагонистами в борьбе за пищу, место обитания и другие необходимые для жизни факторы, то их отношения называют конкуренцией.

В природе возникают ситуации, когда один вид наносит ущерб другому, но в то же время не может существовать без него. Такой тип взаимоотношений называют либо паразитизмом (когда представители какого-либо вида обитают внутри или на поверхности другого — например, паразитические черви, обитающие внутри млекопитающих и человека), либо хищничеством (когда представители одного вида ловят и поедают представителей другого — например, отношения между волками и грызунами и др.).

    При аменсализме страдает один вид, а другой развивается нормально: например, плесневый гриб Penicillium выделяет пенициллин — вещество, подавляющее рост различных бактерий, но бактерии не оказывают влияния на плесневый гриб. При клинических испытаниях пенициллина было выявлено, что при его применении увеличилось число грибковых заболеваний, поскольку в естественных условиях развитие грибов сдерживается присутствием бактерий. При антогонизме — аменсализме, паразитизме и хищничестве — ошибочно полагать, что отношения между хозяином и паразитом или хищником и жертвой всегда вредны для хозяина или жертвы.  Со временем под влиянием естественного отбора губительное действие паразита или хищника ослабевает, поскольку паразит может сохраниться лишь в том случае, если перейдет на какой-либо новый вид, пригодный в качестве хозяина. Если же паразит не найдет нового хозяина, то он погибает сам.

   К симбиотическим можно отнести следующие формы отношений:

  • Собственно симбиоз (протокооперация);

  • Мутуализм;

  • Комменсализм.

Симбиоз — сожительство (от греч. "син" — вместе, "биос" — жизнь) представляет такую форму взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Симбиоз — понятие широкое и включает много разных вариантов отношений между видами. Если присутствие одной популяции благоприятно для другой, но не является необходимым условием существования, то такие отношения носят характер протокооперации (на панцирях многих ракообразных обитают различные кишечнополостные, которые получают пищу, когда его хозяин ловит и поедает других животных, однако они могут существовать и раздельно).  Протокооперацию можно в определенном смысле отнести к симбиозу. Существуют и другие формы симбиоза: мутуализм, комменсализм.

    В случае, когда оба вида извлекают выгоду из совместного существования и не могут жить самостоятельно, то такая ассоциация называется мутуализмом. Примером мутуализма являются термиты, в кишечнике которых обитают жгутиковые (простейшие), имеющие ферменты для разложения древесины, которой питаются термиты.

    Формирование мутуализма проходит через несколько стадий: сначала ассоциация носит характер комменсализма (т.е. такой тип взаимоотношений, когда один из двух совместно обитающих видов — комменсал — извлекает пользу из совместного существования, не причиняя, однако, вреда другому виду), а затем через фазу протокооперации отношения в ассоциации переходят в мутуализм. Комменсализм широко представлен в океане, где практически в каждой норе, вырытой червем, и в каждой раковине обитают гости, использующие убежище хозяина и не приносящие ему ни пользы, ни вреда.

  Рыбы-лоцманы, следующие за акулами, черепахами, дельфинами, кормятся остатками пищи этих животных, а также их экскрементами и паразитами. Такие отношения между видами называют нахлебничеством (один из вариантов комменсализма). Другая форма комменсализма получила название квартиранства: в полости голотурии "морского огурца" находят убежище разнообразные мелкие виды животных. Растения — эпифиты (от греч. "эпи" — на, сверх, "фитом" — растение) поселяются на деревьях. Например, на деревьях поселяются водоросли, лишайники, мхи, орхидеи — они питаются за счет фотосинтеза и отмирающих тканей хозяина, но не их соками.

ТЕМА Биологические и экологические основы паразитизма. Паразитарные болезни.

Паразитизм как форма взаимоотношения между особями различных видов.

Паразитизм (от греч. parasitos – тунеядец) – представляет собой форму взаимоотношений между организмами различных видов, при которой один организм (паразит) использует другого (хозяина) как источник питания и место обитания, причиняя ему вред, но, как правило, не уничтожая его.

Паразитический образ жизни обычно служит специфическим признаком вида, он свойственен всем особям без исключения и закреплён в процессе эволюции.

Формы проявления паразитизма чрезвычайно многообразны. Паразиты могут обитать в различных тканях и органах хозяина, питаться его тканями или переваренной пищей, проводить на теле хозяина всю свою жизнь или только часть её, а также быть постоянными паразитами или временными. Даже такое свойство паразитов, как вредность, проявляется не всегда, а зависит от вида и состояния паразита, хозяина и окружающей среды. Например, мелкая вегетативная форма дизамёбы при определённых условиях не обладает вредоносным действием, а под влияние провоцирующих фактов приобретает патогенные свойства. Паразитизм широко распространён в природе: существует 60-65 тысяч видов животных-паразитов, что составляет 6-7% от общего числа всех видов на Земле. Паразитический образ жизни могут вести самые разнообразные организмы, не имеющие между собой ничего общего – от вирусов и простейших до млекопитающих (летучие мыши-вампиры).

Наиболее близки к паразитизму хищничество и комменсализм, и в ряде случаев бывает трудно провести границу между этими формами биотических связей.

2. Экологические основы классификации паразитов. Специфика среды оби­тания паразитов.

Паразиты подразделяются на:

истинных и ложных; временных и постоянных; облигатных и факультативных; экзопаразитов и эндопаразитов.

Истинные паразиты связаны с хозяином на значительном протяжении (большем или меньшем) жизни. Паразитический образ жизни в данном случае обусловлен филогенетически и служит специфическим признаком вида.

Ложный паразитизм состоит в том, что отдельные особи свободно живущего вида случайно попадают в организм особи другого вида, где сохраняют некоторое время жизнеспособность и вызывают нарушения нормальной жизнедеятельности хозяина. Например, попадание личинок комнатной мухи или падальных мух в кишечник человека. Тем не менее, истинный и ложный паразитизм не всегда четко разграничены. Например, у комаров и москитов кровью питаются только самки и то только в определенные периоды своей жизни, в то время как самцы ведут свободный образ жизни.

По времени контакта хозяина и паразита паразитизм бывает временным и постоянным.

Временные паразиты только часть своей жизни находятся в непосредственном контакте с хозяином, как правило, в процессе питания. Длительность сроков питания и степень связи с хозяином варьирует. Это в основном кровососущие членистоногие.

Постоянные паразиты подразделяются на относительно постоянных (периодические) и безусловно постоянных (стационарные). Первые проводят на хозяине только одну из фаз своего жизненного цикла (личиночную или имагинальную), а в течение остальной части цикла ведут свободный образ жизни. Например, вольфартова муха

Безусловно постоянные паразиты проводят всю жизнь на теле хозяина или внутри его и не могут существовать во внешней среде. Постоянные паразиты могут быть связаны только с одним хозяином (вши) или переходить от хозяина одного вида к хозяину другого вида. В последнем случае передача паразита происходит непосредственно от одного хозяина к другому без выхода во внешнюю среду. Так, малярийный плазмодий передается от человека к комару при сосании последним крови больного. Личинки трихинеллы, живущие в мышцах, передаются непосредственно от свиньи к человеку.

Резкую границу между постоянным и временным паразитом также трудно провести.

Нередко паразитический образ жизни ведут только личинки, в то время как половозрелые формы являются свободноживущими. Паразитизм такого рода называют ларвальным (личиночным). Например, вольфартова муха, оводы. Противоположное явление, когда паразитом является половозрелая форма, а личинка обитает в открытой природе, называют имагинальным паразитизмом. К паразитам этого типа относят блох.

Облигатный паразитизм – паразитизм, являющийся обязательным для данного вида организмов. Абсолютное большинство видов паразитов относится к этой группе.

Факультативные паразиты способны вести свободный образ жизни, но, попадая в организм хозяина, проходят в нем часть цикла своего развития и нарушают его жизнедеятельность (личинки комнатной мухи в кишечнике человека).

В зависимости от локализации паразитов в организме хозяина различают паразитов наружных и внутренних.

Эктопаразиты (наружные) обитают на внешних покровах хозяина (кожа, волосы).

Лекция 14 Взаимодействия между популяциями

К ним относятся кровососущие насекомые и клещи.

Эндопаразиты (внутренние) паразитируют во внутренних органах, тканях, клетках и практически могут поражать любой орган. Эндопаразитов подразделяют на:

паразитов, обитающих в полостныхорганах, связанных с внешней средой (пищеварительная, дыхательная и мочеполовая системы)

паразитов тканей внутренней среды (опорно-двигательный аппарат, система крови, соединительная ткань).

В большинстве случаев локализация тех или иных видов паразитов строго определена.

В то же время многие паразиты могут паразитировать в разных органах хозяина. Например, свиной цепень живёт в тонком кишечнике, а его личинки могут развиваться в мышцах, глазах, мозгу.

Своеобразной экологической группой паразитов являются сверхпаразиты. В качестве среды обитания и источника питания ими используются другие паразитические организмы. Например: в личинках овода развивается одноклеточный паразит, а в нём паразитирует бактерия.

 


Читайте также:

Особи одной популяции связаны сложными взаимоотношениями, которые могут включать как конкуренцию – соревнование за потребление ресурсов, которых недостаточно, так и взаимопомощь.

Конкуренция является главной формой взаимоотношений внутри популяции, в случае если число особей в ней больше, чем позволяют существовать ресурсы. Чем значительнее число особей превышает количество необходимых им ресурсов, тем острее конкуренция. В результате конкуренции часть более слабых особей либо погибает, либо (если это подвижные организмы) перебирается в другие экотопы, где конкуренции нет или она более слабая.

Результаты конкуренции наглядны в лесу, так как определяют облик деревьев. Особенно остро она протекает в период роста молодых деревьев, когда выживают сильные и погибают слабые. Конкуренция оставляет отпечаток и на взрослых деревьях. Среди них есть более мощные, которые захватили больше ресурсов, и менее мощные, угнетенные. Лесоводы даже разделяют деревья по классам угнетенности. Выросшее на открытом месте дерево – приземистое, с широкой кроной. Дерево, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ выросло в лесу в условиях конкуренции, имеет высокий, прямой ствол и узкую крону (рис. 25).

В случае если в лесу не проводятся санитарные рубки и нет выпадения деревьев естественным путем (от старости, болезней, ветровала), то древесные всходы, достигнув возраста трех-четырех лет, гибнут, и древостой не пополняется за счёт новых молодых деревьев.

При этом в популяции могут складываться и взаимовыгодные (или выгодные хотя бы для части особей, но не наносящие вреда другим) отношения.

Взаимовыгодные отношения особей в популяциях животных общеизвестны (забота родителœей о потомстве, формирование больших семейных групп, стадный образ жизни, коллективная оборона от врагов и т.д.). При этом, в случае если ресурсов недостаточно, эффекты благоприятствования могут сменяться острой конкуренцией.

Не меньшую роль играют отношения взаимопомощи у растений. Лучше развиваются растения, высеянные группой, так как у них легче формируется симбиоз с микоризными грибами и бактериями ризосферы. Известны случаи срастания корней у деревьев, при этом часть питательных веществ переходит от более сильного растения к более слабому. Возможна передача питательных веществ от одного растения к другому через микоризу.

Совместно произрастающие растения лучше опыляются насекомыми, так как повышается вероятность переноса пыльцы с цветков одного растения на другое, и, кроме того, яркое цветовое пятно из нескольких цветущих и выделяющих ароматические вещества растений привлекает насекомых.

Контрольные вопросы

1.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОПУЛЯЦИЙ РАЗНЫХ ВИДОВ В СООБЩЕСТВЕ

Что такое конкуренция?

2. В каких случаях возникает конкуренция?

3. Как проявляется конкуренция в лесу?

4. Могут ли организмы уходить от конкуренции?

5. Приведите примеры взаимопомощи у животных и растений.

Справочный материал

Известны факты взаимопомощи растений при ʼʼколлективной оборонеʼʼ от фитофагов, проявляющих чрезмерно высокую активность и способных серьезно повредить растениям. В этом случае в растениях, после начала активного поедания их фитофагами, повышается концентрация горьких веществ, снижающих поедаемость. При этом подвергшиеся нападению фитофагов особи выделяют в атмосферу сигнальные вещества, которые способны вызывать повышенное образование горьких веществ у тех особей, которые еще не повреждены. При этом насколько широко распространен данный вариант взаимоотношений растений пока не ясно.

Доп. § 16. Кривые выживания и модели роста ПОПУЛЯЦИЙ

Процессы динамики популяций часто описываются математически. Так, изменения в популяции, связанные с поддержанием определœенного возрастного состава, отражаются кривыми выживания.

На рис. 26 показано три кривых выживания. Первый тип (А) характерен для популяций с преобладанием взрослых особей, которые подолгу живут. Такова кривая выживания населœения развитых стран, где средняя продолжительность жизни достигает 70-80 лет, ограничена детская смертность и невысока рождаемость.

Вторая кривая (точнее, прямая, Б) характеризует ситуацию с равномерной смертностью на протяжении всœей ʼʼбиографииʼʼ организмов. Обычно причиной смерти бывает влияние хищников и паразитов. Эта закономерность проявляется в популяциях птиц и рыб.

Третья кривая (В) характеризует ситуацию, когда самая высокая смертность наблюдается в раннем возрасте, а по мере взросления особей шанс выжить повышается, и смертность снижается. Этот тип динамики свойствен популяциям деревьев в лесу: у них бывает обильное возобновление, но идет интенсивный процесс самоизреживания, и число взрослых особей оказывается небольшим.

Эти же закономерности бывают отражены пирамидами возрастного состава популяции (рис. 27). Высота пирамиды отражает длительность жизни особей, а ширина – число особей в возрастном классе. Масштаб разделœения на возрастные классы зависит от биологического времени: для долгоживущих организмов он может составлять 5-10 лет, для краткоживущих – несколько дней. Для популяций с разными кривыми выживания пирамиды напоминают, соответственно ракету, муравейник и перевернутую воронку.

Кроме кривых выживания, в экологии используются так называемые модели роста популяции для ситуации, когда формируется новая популяция или в результате улучшения обеспечения ресурсами происходит рост исходно небольшой по численности популяции (рис. 28).

Первая модель описывается J-образной кривой: в условиях неограниченного количества ресурсов скорость роста популяции увеличивается чрезвычайно быстро. Примером такого роста популяции является увеличение численности северного оленя при интродукции его на различные острова. Так, от 25 особей (4 самца и 21 самка), завезенных в 1911 ᴦ. на остров Святого Павла (Берингово море), к 1938 ᴦ. сформировалась популяция из 2000 оленей. При этом затем последовал спад численности, и к 1950 ᴦ. сохранилось всœего 8 особей.

В озерах умеренных широт весной после таяния льда в приповерхностном слое воды содержится много биогенных элементов. По этой причинœе после прогревания воды здесь наблюдается быстрый рост численности диатомовых и зелœеных водорослей. При этом он также быстро прекращается, когда эти ресурсы будут израсходованы и, кроме того, зоопланктон начнет активно выедать водоросли.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в природе рост популяций в соответствии с J-образной кривой возможен лишь в сравнительно кратковременный период ее жизни при особо благоприятных условиях. Во всœех других случаях реализация этой модели невозможна.

Вторая модель описывается S-образной кривой: вначале скорость роста популяции бывает медленной, затем возрастает и вновь начинает снижаться. Причины замедления роста численности популяции бывают самыми различными: выедание ресурсов, влияние эффекта скученности (у грызунов при этом снижается интенсивность репродуктивного процесса), отравление местообитания прижизненными выделœениями, выедание популяции хищниками и др.

При этом после того, как скорость роста популяции угаснет, ее размер редко остается постоянным и, как правило, колеблется под влиянием различных причин.

Контрольные вопросы

1. К какому типу кривых выживания можно отнести динамику роста народонаселœения экономически отсталых стран тропического пояса и развитых стран?

2. Почему в природе ограничены возможности реализации J-образной кривой роста численности популяций?

3. Объясните, какие факторы обусловливают динамику популяций в соответствии с S-образной кривой.

Справочный материал

Ч. Дарвин рассчитал потенциальные возможности роста популяций разных организмов при реализации J-образной кривой. Так, по его оценкам, число потомков одной пары слонов (животных, размножающихся чрезвычайно медленно) через 750 лет достигнет 19 млн. В случае если же обратиться к организмам, живущим не так долго и размножающимся более быстро, то цифры будут еще более впечатляющими. Так, у бактерий, которые делятся каждые 20 минут, из одной бактериальной клетки через 36 часов может образоваться биомасса, достаточная, чтобы покрыть весь земной шар слоем толщиной 30 см, а еще через 2 часа – слоем в 2 м.


Взаимодействия между видами

 

Типы взаимодействия между двумя видами

Взаимодействие можно обозначить как + – положительное действие одного организма на другой, — – отрицательное, 0 – отсутствие воздействия.

При наличии двух видов имеется несколько комбинаций символов.

  +
0- 0+
-0 -+
+ +0 +- ++

00 – нейтрализм – ни одна популяция не влияет на другую;

— — – конкуренция – взаимодействие организмов, проявляющееся как взаимное угнетение друг друга и возникающее когда им нужен один и тот же ресурс, имеющейся в недостатке (прямое взаимодействие – прямое полное взаимное подавление обоих видов; непрямое взаимодействие – подавление при дефиците общего ресурса);

-0 – аменсализм – популяция 1 подавляет популяцию 2, но сама не испытывает ни выгоды,

ни вредного воздействия;

+- – хищничество (и поедание растений) – одна популяция использует в пищу другую;

+- – паразитизм – популяция паразита состоит из меньших по величине особей, чем величина

хозяина;

+0 – комменсализм – популяция 1 — комменсал, получает пользу от объединения; популяции

2 это безразлично;

++ – протокооперация – взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно;

++ – мутуализм – взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно.

 

Таким образом, одна популяция может влиять на скорость роста или смертность другой. Данное взаимодействие можно изучать при помощи математических моделей.

¶N1/¶t = rN1 — (rN12)/K ± CN2N1 (1)

Скорость Нелимити- Влияние собст- Влияние другого

роста руемый рост венной числен- вида

ности

Это то же логистическое уравнение, рассмотренное ранее с дополнительным членом. Взаимодействие может привести к разным последствиям, размер которых определяется величиной С.

 

Характеристика взаимодействий между видами

Конкуренция

Происходит при потреблении двумя видами одного и того же ресурса в условиях определенной емкости среды. Очевидно, что при росте численности одного конкурента емкость среды снижается и для другого конкурента.

Для анализа конкуренции используется модель Вальтера-Лотки-Гаузе (модель конкуренции).

Закон Гаузе: Если два вида конкурируют за один источник питания, то один из них вытеснит другой.

Межпопуляционные взаимоотношения Взаимное благоприятствование

Позже этот закон был уточнен: два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу.

Суть принципа: близкородственные организмы, ведущие сходный образ жизни и обладающие сходной морфологией не обитают в одних и тех же местах. Если же они живут в одном месте, то используют разные ресурсы или активны в разное время, т.е. происходит экологическое разделение близкородственных видов.

Т.е. под действием конкуренции возможно разделение экологических ниш. Так, два близкородственных видов бакланов: большой и длинноносый кормятся один в поверхностных слоях воды, а второй у дна.

Пример с двумя видами рододендронов – конкуренция между ними практически отсутствует, так как один из них приспособился расти на кислых почвах, а второй – на известковых.

Предыдущая78910111213141516171819202122Следующая


Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 761;


ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *