Книга: Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

§ 40 Взаимоотношения популяций в экосистеме

§ 40 Взаимоотношения популяций в экосистеме

Как вам уже известно, любую, даже самую маленькую территорию наземной, водной или воздушной среды населяет множество организмов, относящихся к разным видам, т. е. множество популяций. Все эти популяции вступают между собой в тесные отношения, которые могут носить самый различный характер. Все виды взаимоотношений между популяциями называют, как вы уже знаете, биотическими экологическими факторами. Теоретически два вида могут не оказывать друг на друга никакого влияния. Такой тип взаимодействия называют нейтрализмом. Однако на самом деле нейтрализм в природе встречается крайне редко, между видами всегда существуют если не непосредственные, то косвенные связи, которые иногда трудно наблюдать из-за недостатка имеющихся у нас знаний.

Обычно один из видов оказывает на другой либо положительное, либо отрицательное влияние. В ответ второй вид влияет на первый либо положительно, либо отрицательно, либо вообще не оказывает на него никакого влияния, т. е. в целом безразличен к его существованию. Рассмотрим последовательно все возможные типы отношений между видами.

Рис. 125. Рыба-клоун прячется между щупальцами актинии, стрекательные клетки которой защищают её от врагов.

Взаимоотношения, при которых один вид получает какую-либо выгоду от контакта с другим, в то время как второй не получает при этом ни вреда, ни пользы, называют комменсализмом. Комменсалы удовлетворяют свои потребности самыми различными способами. Одним из видов комменсализма является нахлебничество, когда более слабый вид следит за охотой более сильного, а затем подбирает то, что осталось после его обеда. Так, гиены и шакалы следуют за львами, а рыбы-прилипалы – за акулами. Другой пример комменсализма – квартирантство, когда один вид использует жилище или даже тело другого организма для своего обитания и защиты (рис. 125). Так, мальки многих рыб прячутся между щупалец медузы, многие мелкие животные поселяются в норах или гнёздах более крупных и защищённых. Интересен случай квартирантства у небольшой рыбки – горчака, который откладывает икру в мантию моллюска, что этому моллюску не причиняет никакого вреда.

Существует много примеров взаимопомощи, т. е. обоюдно полезного сотрудничества между различными видами. Такие отношения называются мутуализмом. Они различаются теснотой связи и степенью необходимости для обоих видов.

Рис. 126. Рак-отшельник и актиния

Примерами мутуализма являются опыление растений животными, которые при этом питаются нектаром, распространение семян растений поедающими их птицами, питание некоторых мелких птиц паразитами, обитающими на теле носорога, взаимоотношения рака– отшельника и актинии и др. (рис. 126, 127).

Рис. 127. Клюв колибри приспособлен к опылению цветков только определённых видов орхидей

Самая тесная форма мутуализма – симбиоз (рис. 128). В некоторых случаях симбиотические виды просто не способны существовать друг без друга. Почему, например, шампиньоны можно выращивать в питомниках в течение всего года, а подосиновики или белые грибы – только собирать летом в лесу? Потому что лесные грибы не могут существовать без микоризы – симбиоза грибницы с корнями деревьев. Гифы гриба глубоко проникают в корни деревьев и снабжают его водой и минеральными веществами, получая взамен органические соединения. Существуют особые комплексные организмы – лишайники, которые представляют собой тесное сожительство водорослей, грибов и бактерий. В кишечнике человека обитает кишечная палочка – бактерия, которая является нашим обязательным симбионтом и без которой невозможно нормальное пищеварение. Ещё более важное значение имеют бактерии-симбионты для травоядных животных, которые питаются только клетчаткой.

Рис. 128. Симбиоз клубеньковых бактерий с бобовыми растениями позволяет последним селиться на почвах, бедных азотом. Бактерии, живущие на корнях, усваивают атмосферный азот, включая его в состав аминокислот, и снабжают этими органическими соединениями своего симбионта

Отношения, при которых один вид наносит вред другому, получая при этом преимущества, называют хищничеством или паразитизмом. Различие между этими двумя видами взаимодействия заключается в том, что хищник сразу убивает и поедает свою жертву, а паразит оставляет её живой, по крайней мере, в течение какого-то времени. Обычно хищничество требует хорошо развитой нервной системы и сложного поведения. Однако к хищникам причисляют и собирателей, поедающих неподвижную или почти неподвижную добычу с земли или с растений. Хищниками можно считать и травоядных животных, которые тоже уничтожают и съедают целые организмы, пусть и растительные.

Паразитов подразделяют на эндопаразитов, живущих внутри тела хозяина (бактерии, вирусы, паразитические черви), и эктопаразитов, атакующих его извне (комары, блохи, вши). Как правило, паразиты доставляют своему хозяину жизненные неудобства, но не убивают его. Исключение составляют некоторые бактерии и вирусы, вызывающие болезни со смертельным исходом. Следует помнить, что переносчиками таких эндопаразитов могут служить некоторые эктопаразиты. Так, например, блохи переносят чуму, вши – сыпной тиф, клещи – энцефалит.

Часто обитающим в пределах одной экосистемы популяциям требуются сходные условия обитания, места для укрытия и размножения и пища. Мы говорили о том, что в одной экологической нише может обитать только одна популяция, но иногда эти ниши оказываются достаточно близкими, и тогда между популяциями возникают отношения, называемые конкуренцией.

Конкуренция может возникать не только между видами, но и между отдельными особями в пределах одной популяции, так называемая внутривидовая борьба (рис. 129). Такую наиболее интенсивную конкуренцию Чарлз Дарвин считал одной из главных причин борьбы за существование и естественного отбора. Ведь особям одного вида требуются одни и те же ресурсы, и в условиях, когда они ограничены, возникает конкурентная борьба за пищу, укрытие, полового партнёра и т. п.

Рис. 129. Межвидовая (А) и внутривидовая (Б)конкуренция

Напряжённость межвидовой конкуренции может быть различной – от жёсткой борьбы до почти незаметного мирного сосуществования, но в конечном счёте один из конкурирующих видов практически всегда вытесняет другой. Межвидовую конкуренцию подробно изучал русский биолог Г. Ф. Гаузе. В одном из его опытов два вида инфузорий со сходным типом питания помещали по отдельности или совместно в сосуд с питательной средой. При раздельном содержании каждый вид успешно размножался, достигая максимально возможной численности. Если же оба вида содержали в одном сосуде, то численность одного из них постоянно уменьшалась вплоть до полного исчезновения. Таким образом, межвидовая конкуренция может привести к одному из двух последствий: либо один, более слабый вид будет вытеснен и исчезнет, либо ему придётся изменить свой образ жизни для того, чтобы занять более отдалённую экологическую нишу.

1. Перечислите виды мутуализма и приведите примеры.

2. В чём заключается сходство и различие хищничества и паразитизма?

3. Какой вред может принести паразит хозяину?

4. Что может быть итогом межвидовой конкуренции?

5. Почему бесконтрольный приём антибиотиков серьёзно нарушает работу пищеварительной системы?

6. Как вы считаете, существуют ли вредно-нейтральные отношения? Если да, то приведите пример подобного взаимодействия. Если нет, объясните, почему, с вашей точки зрения, эти отношения невозможны.

1. Рассмотрите рисунок 126. Какой тип взаимоотношений изображён на этом рисунке? Докажите свою точку зрения.

2. Сведите в общую таблицу все виды взаимоотношений организмов, описанные в параграфе, используя символы «+», «-», «0».