Книга: Жизнь и ее проявления

Взаимоотношения организмов между собой

Взаимоотношения организмов между собой

Связи организмов между собой весьма многообразны, ими обеспечивается существование каждого вида. В первую очередь это трофические (пищевые) связи между организмами, которые по отношению друг к другу выступают и в роли пищи, и в роли ее потребителя. Трофические связи устанавливаются как между растительными и животными организмами, так и в пределах животного мира (хищник — жертва). Многообразие приспособлений у отдельных видов животных и растений защищает их от врагов, болезней, обеспечивает размножение и поддержание других сложных биотических зависимостей между организмами в природе. Насколько велико их значение, видно хотя бы из того, что численность, например, вредных насекомых, как и многих других животных, в природных условиях в очень сильной, а часто и решающей степени зависит от истребляющих их хищников, паразитов и болезней, вызываемых микроорганизмами.

Среди самых разнообразных, сложных и закономерных отношений живых организмов выделяют два типа отношений: отношения между особями одного вида и межвидовые отношения.

Число особей, слагающих вид, определяется соотношением пополнения и убыли, то есть типом динамики стада, или внутривидовой группировки. Численность вида обычно связана с его образом жизни, в первую очередь с обеспеченностью пищей. Хорошо известно, например, что крупные хищные животные обычно малочисленны, что позволяет им охотиться на значительной территории и нормально питаться. Мелкие же растительноядные виды обладают гораздо большей плотностью населения. Следовательно, численность вида и у животных, и у растений, характер ее динамики — важное видовое свойство.

Внутривидовые связи у животных и растений очень разнообразны. Существуют, например, такие внутривидовые связи, как стаеобразование, гнездовые колонии (у птиц), сложная структура стада (у копытных), взаимоотношения полов и т, д. Все это способствует существованию вида, хотя в некоторых случаях эти связи носят внутренне противоречивый характер. Иногда за счет гибели части особей обеспечивается сохранение вида в целом. Еще Ч. Дарвин указывал, что гибель отдельных пчел после жаления оказывается полезной для всего вида. Смерть старых особей, потерявших полностью или ослабивших способность воспроизводиться, — тоже видовое приспособление. Имеет место в природе и такое явление, когда одни особи живут за счет других. Известно, что взрослый окунь нередко поедает свою молодь. Это позволяет окуню жить в таких водоемах, где нет других рыб, которыми он мог бы питаться. Значит, это полезное для вида приспособление.

Разнообразные гармоничные и противоречивые внутривидовые отношения вырабатываются вследствие естественного отбора, и они способствуют процветанию вида в целом.

Виды животных в природе не существуют и не могут существовать изолированно, а находятся в тесной зависимости друг от друга. В связи с этим возникло много различных форм межвидовых отношений и приспособлений к совместному существованию. В одних случаях в результате совместной жизни двух видов они приносят друг другу пользу (симбиоз), в других — один из партнеров полностью живет за счет другого, то есть является паразитом.

Между двумя этими крайними формами приспособления к совместной жизни в природе существует много переходных форм взаимоотношений между видами. В растительном и животном мире часто можно видеть, когда один из членов сожительства извлекает из этого пользу для себя, не причиняя вреда своему сожителю. Такое явление называется синойкией, или пространственной близостью. Синойкия является своеобразным квартирантством.

Среди растений имеются такие, что развиваются на корнях или стеблях других растений, но питаются самостоятельно, как, например, мхи и лишайники, растущие на деревьях. Хмель, вьюнок и другие травянистые лианы пользуются другими растениями лишь как опорой. Некоторые растения могут проникать в полости другого, находя там благоприятные условия для развития, но также не вступая с ними в тесные взаимоотношения. Например, в пустых клетках некоторых торфяных мхов нередко поселяется один вид водоросли под названием носток, а в полостях листьев папоротникообразного растения озолла постоянно живет водоросль анабена.

Примером синойкии в животном мире может служить молодь некоторых морских рыб, которая держится в сфере действия щупалец крупных медуз и в случае опасности прячется под зонтик своего партнера, защищенного стрекательными клетками. Мелкие воробьиные птицы, живущие в стенках орлиных гнезд, бывают там в безопасности: орлы не обращают на них внимания, а враги мелких птиц не смеют приблизиться к жилью этого могучего хищника. «Квартиранты» извлекают и другую пользу: ловят птенцам мух, привлекаемых в гнездо орла запахом разлагающегося мяса.

Комменсализм (нахлебничество) является таким видом синойкии, при котором один из членов сожительства использует остатки пищи другого. Комменсализм особенно часто встречается среди обитателей моря. На коже акул можно встретить прикрепившихся рыб-прилипал, которые питаются остатками пищи, не нанося вреда акуле. В норах морских многощетинковых червей и в раковинах моллюсков поселяются другие морские животные, по-видимому, не принося хозяину ни пользы, ни вреда. Задний конец кишечника морского огурца (из иглокожих) служит убежищем для маленькой рыбки, куда она скрывается от хищников. Оригинальное нахлебничество, близкое к паразитизму, наблюдается у морского червя бонеллия. Самка бонеллии крупная, снабжена очень длинным хоботом, самец же карликовый и обитает в хоботе самки.

Черви бонеллии: а) самка; б) самец.

В желудке и кишечнике жвачных живет множество инфузорий, которых по биологической сущности взаимоотношений можно отнести к комменсалам, а по местообитанию внутри другого организма — к паразитам.

Сожительство с обоюдной пользой называется симбиозом (мутуализмом).

Примеров симбиоза в животном и растительном мире очень много. Особенно часто симбиоз наблюдается между водорослями и другими организмами. Некоторые одноклеточные водоросли подобно паразитам поселяются внутри другого организма и вступают с ним в тесную физиологическую связь. Обычно таким хозяином для них служит гриб или животное, которые не могут самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, тогда как водоросль сохраняет хлорофилл и способность к фотосинтезу.

Классическим примером очень тесного, закрепленного длительной эволюцией симбиоза служат лишайники. Эта своеобразная группа низших споровых растений насчитывает в своем составе около двадцати тысяч видов с характерным строением и биологическими особенностями. По микроскопическому строению и развитию лишайники представляют собой как бы составной организм из гриба и одноклеточных водорослей. Гриб добывает и сохраняет влагу и некоторые другие вещества. Водоросли же, обладая способностью к фотосинтезу, создают необходимые органические вещества. Благодаря такому сожительству лишайники и получили возможность поселяться даже на голых скалах.

Многие одноклеточные водоросли легко усваивают органические вещества. На этой основе и возник весьма распространенный симбиоз водорослей с некоторыми беспозвоночными животными. Одноклеточные круглые зеленые водоросли зоохлореллы поселяются внутри клеток амеб, инфузорий, губок, гидр, коралловых полипов, некоторых червей и моллюсков. Один из видов пресноводных гидр всегда зеленого цвета, потому что в клетках внутреннего ее слоя в большом количестве живут зоохлореллы.

Происхождение такого симбиоза вполне понятно.

Когда-то низшие беспозвоночные, способные к внутриклеточному пищеварению, заглатывали наряду с другой пищей и хлорелл. Но не все водоросли оказывались переваренными. Постепенно это привело к взаимному приспособлению и к установлению постоянного симбиоза. Интересно, что при размножении амебы зоохлореллы равномерно распределяются между дочерними особями, а у зеленой гидры они проникают в протоплазму яйцеклетки. Взаимоотношения обоих организмов в данном типе симбиоза состоят, очевидно, в том, что животное частично переваривает содержащиеся в его теле клетки водоросли или использует вырабатываемые ею углеводы, а водоросль пользуется преимуществами защищенного местообитания и питается азотсодержащими веществами протоплазмы хозяина.

Примером симбиоза могут служить также взаимоотношения между бобовыми растениями и живущими в особых разрастаниях их корней клубеньковыми бактериями, способными использовать свободный азот воздуха.

Среди животных к этому типу симбиоза относится получившее широкую известность сожительство рака-отшельника и актинии. Рак-отшельник переносит актинию на себе, которая его защищает и способствует добыванию пищи.

Симбиоз: 1) полипа и губки; 2 и 3) рака-отшельнка и актинии; 4) краба и губки.

Интересное обоюдно полезное сожительство наблюдается в муравейнике. Блестящий жук-бронзовка, хорошо защищенный непроницаемым хитином, проникает в нижние части старой муравьиной кучи и откладывает там яички. Личинки бронзовки, достигающие четырех сантиметров длины, строят плотные домики-«кубышки», из которых выступают наружу только их челюсти. Эти личинки питаются влажным строительным материалом нижней части муравейника, вследствие чего муравьиная куча оседает, а муравьи достраивают ее сверху. Это спасает муравейник от гибели, так как, отсырев снизу, он легко поражается плесневыми грибами.

Классическим примером симбиоза служат термиты и обитающие в их кишечнике одноклеточные жгутиковые из отряда гипермастигина. Термиты питаются древесиной, но фермента, разрушающего ее, у них нет. Живущие в их кишечнике жгутиковые имеют фермент, который вызывает разложение клетчатки древесины до сахаров. Термиты не могут обходиться без этих простейших и, искусственно освобожденные от них, погибают. Свежевылупившийся из яйца термит инстинктивно лижет анальное отверстие другого термита и получает таким образом жгутиковых. Также и соответствующие виды жгутиковых могут жить только в кишечнике термитов.

В природе многие виды животных питаются, убивая и поедая животных других видов. Такая форма взаимоотношений называется хищничеством. Оно распространено во всех группах животного мира. Много хищников, например, среди жуков и других насекомых. Хищные насекомые служат одним из главных факторов, ограничивающих численность вредных насекомых. Поэтому хищные насекомые в отличие от растительноядных должны быть отнесены к полезным животным.

За исключением немногих видов (ястреб-перепелятник и тетеревятник, камышовый лунь) полезны хищные птицы и многие млекопитающие, как корсак, степной хорек, ласка, во многих случаях лисица, так как они истребляют большое количество таких вредителей, как мышевидные грызуны. Одна ласка в течение года уничтожает несколько тысяч мелких грызунов. В местах кормежки этого маленького хищника обнаруживали в запасе более 450 полевок и мышей. Степной хорек в сутки съедает по одному суслику либо примерно по десять полевок. В норках хорька находили по 50 убитых сусликов.

Одним из крупных хищников является волк. Волки широко распространены в северном полушарии. На территории Советского Союза он встречается от арктических тундр на Крайнем Севере до южных государственных границ, населяя все природные зоны до альпийского пояса гор включительно. На единицу территории едва ли не больше всего волков в Казахстане.

Волк потребляет главным образом животную пищу, поедая диких копытных, птиц, зайцев и многие виды грызунов. Не брезгует и падалью. В южных районах страны во второй половине лета и осенью волки нередко «разнообразят» свой рацион фруктами и бахчевыми культурами. Часто волки нападают на домашних животных, особенно страдают от них овцы.

Сильно преувеличенное представление о необыкновенной прожорливости волков основано на том, что часть мяса эти звери растаскивают и прячут. Съедает же волк в сутки не более 2–2,5 килограмма мяса. Большую часть года волки охотятся на значительной территории, пробегая иногда за ночь до 40 километров. Летом при выращивании потомства волки оседлы и разыскивают корм в радиусе нескольких километров от логова.

Волки приносят не один лишь вред. В слабо освоенных человеком районах, а также на территории заповедников, где много диких копытных, волки являются своего рода «санитарами» и регуляторами численности диких копытных. Они уничтожают в первую очередь больных и слабых животных, не дают виду возможности чрезмерно размножиться и подорвать свою кормовую базу.

В большинстве национальных парков США и Канады борьба с волками прекращена 10–15 лет назад, а в некоторых из них никогда не проводилась. Волки рассматриваются в этих странах как обязательные члены природного комплекса на заповедной территории, предотвращающие перенаселение местности дикими копытными.

О том же, к чему приводит полное уничтожение хищников, мы расскажем в последней главе данной брошюры.

Итак, хищничество, широко распространенное в природе, накладывает отпечаток на такие факторы, как расселение и численность отдельных видов. При эволюционном развитии хищники не только приобрели многие приспособления, связанные с их образом жизни, но и сильно повлияли на историческое развитие своих жертв. Чтобы выжить, спастись от хищника, животные должны обладать разными приспособлениями, такими, как, например, покровительственная окраска, способность к быстрому бегу, ночной образ жизни, высокая плодовитость и многое другое.

Такой тип взаимоотношений между организмами, при котором один живет за счет другого, получил название паразитизма. В отличие от хищников, использующих свою жертву для однократного насыщения, паразиты, как правило, длительно питаются за счет хозяина.

Паразиты произошли от свободно живущих форм, с последними их связывает ряд переходов (индифферентное сожительство, «квартирантство», «нахлебничество», хищничество и т. д.).

Паразиты, питающиеся «готовой» пищей и защищенные телом хозяина, в процессе приспособительной эволюции претерпевают сильное упрощение организации. Так, для внутренних паразитов, питающихся осмотически (поверхностью тела), кишечник перестает быть жизненно важным органом, и действительно, у далеко зашедших по пути приспособления к паразитическому образу жизни ленточных червей (солитеров) нет кишечника. У паразитов очень сильно упрощаются нервная, кровеносная и другие системы органов.

Особенно большое распространение явление паразитизма получило в животном мире. Среди почти всех типов животного мира имеются паразитические виды. По современным данным, насчитывается около 65 000 видов животных, ведущих паразитический образ жизни. Наиболее часто паразитические формы встречаются среди простейших, червей, ракообразных, паукообразных (клещи) и насекомых. Отдельные классы животных (споровики из простейших, сосальщики и ленточные черви из плоских червей, колючеголовые черви) состоят исключительно из паразитических видов. Хозяевами паразитов могут быть самые разнообразные растения и животные, в том числе и сами паразиты имеют своих паразитов (сверхпаразитизм).

В растительном мире паразитизм наиболее распространен среди бесхлорофильных групп низших растений — бактерий, грибов. Паразитирующие на культурных растениях грибы наносят большой вред сельскому хозяйству, вызывая опасные и быстро распространяющиеся болезни растений. Назовем в качестве примеров головневые (пыльная и твердая головни) и ржавчинные (хлебная ржавчина) грибы, поражающие хлебные злаки, а также грибок — возбудитель рака картофеля.

Некоторые цветковые растения ведут полупаразитический образ жизни. Они сохранили способность к фотосинтезу, а следовательно, и зеленую окраску листьев. Соединяясь своими корнями или другими органами с тканями хозяина, они получают дополнительное питание. К полупаразитам принадлежат: погремок — сорняк лугов, омела, которая в области своего распространения часто встречается на плодовых деревьях, и многие другие.

Полными паразитами среди цветковых растений являются «петров крест», который присасывается своими корнями к корням ольхи и других деревьев, и повилика, произрастающая на многих полевых растениях, и ряд других. Они утратили способность питаться самостоятельно, в связи с этим их листья редуцированы до небольших чешуек и совсем бесцветны.