БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Цель урока: систематизировать знания учащихся о типах взаимодействия живых организмов между собой; сформировать умение определять типы взаимоотношений у организмов разных систематических групп.
Изучение нового материала:
I. Биотические факторы – совокупность всех влияний организмов друг на друга.
Влияние одних организмов на другие зависит от:
видового разнообразия сообществ;
численности особей в популяциях;
плотности популяций и пространственного распределения особей в популяциях;
возрастного состава популяций;
полового состава популяций;
продолжительности жизни особей в популяциях.
Воздействие биотических факторов может носить как прямой, так и косвенный характер.
Прямое влияние имеет место, когда организмы непосредственно контактируют друг с другом, оказывая взаимное воздействие (+ или −).
Косвенное влияние – опосредованное влияние (через изменение факторов неживой природы или другие организмы), например, когда одно животное вытаптывает растения, являющиеся источником пищи для другого.
Различают внутривидовые и межвидовые взаимоотношения между организмами.
Внутривидовые – проявляются на популяционном уровне.
Межвидовые – взаимоотношения, которые возникают между особями разных видов. Для организма данного вида они могут быть:
позитивными – полезными;
негативными – вредными;
нейтральными – безразличными.
II. Симбиоз (от греч. сим — совместно и биос — жизнь) — это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов (т.е. это взаимодействие, главным условием которого является определенная степень сожительства, а не взаимная польза).
Чаще под «симбиозом» понимают совместное взаимовыгодное сожительство организмов, т.е. одну из форм позитивных взаимоотношений между организмами.
Типы симбиотических отношений:
1. Кооперация (протокооперация) (лат. cooperatio — сотрудничество) – вид взаимовыгодного сожительства, при котором польза для всех организмов очевидна, но связь их необязательна.
Примеры кооперации:
   
Поражает добычу стрекательными клетками. Жертвы падают на дно и поедаются раком. А актиния, ведущая малоподвижный образ жизни, увеличивает пространство для ловли добычи.
Черви-полихеты подбирают несъеденные кусочки пищи, оставшиеся после трапезы рака. Очищают полость раковины и поверхность тела рака от паразитов.
Поселяется в пустой раковине моллюска и возит на себе актинию, увеличивая пространство, используемое актинией для ловли добычи. Рак успешно питается остатками жертв актинии.
Мурены и губанчики-чистильщики.
Носороги и воловьи птицы.
Буйволовые скворцы и буйволы.
Рыбки-клоуны и актинии.
Муравьи и тля («Муравьи пасут этих насекомых, доят их, как коров, добывая себе пропитание, и защищают их от хищников»).
Муравьи и акация (муравьи, селящиеся в полых шипах акации, уничтожают вредные для нее вьющиеся растения, которые попадаются им на пути во время патрулирования территории вокруг своего дерева. За такую защиту акация угощает своих телохранителей сладким соком).
Насекомые-опылители и насекомоопыляемые растения.
2. Мутуализм (лат. mutuus – взаимный) – взаимополезное сожительство организмов, при котором присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них.
Примеры мутуализма:
лишайники – симбиотические организмы – сожительство гриба и водоросли;
клубеньковые бактерии и бобовые растения;
жвачные животные (олени, жирафы, антилопы, крупный рогатый скот, овцы и козы) и микроорганизмы (бактерии, простейшие, грибы), расщепляющие целлюлозу в рубце;
микориза – грибокорень (за счёт развитого мицелия увеличивается поглощающая поверхность корня и усиливается поступление в растение воды и питательных веществ. Грибы-микоризообразователи, вероятно, способны разлагать некоторые недоступные растению органические соединения почвы, вырабатывают вещества типа витаминов и активаторы роста. Гриб же использует некоторые вещества (возможно, углеводы), извлекаемые им из корня растения. При разведении леса на почве, не содержащей грибов-микоризообразователей, в неё вносят в небольших количествах лесную землю, например при посеве желудей — землю из старой дубравы);
взаимоотношения узкоспециализированных к опылению растений (инжир, купальница) с опыляющими их насекомыми;
термиты и жгутиконосцы, живущие в кишечнике термитов и использующие их в качестве среды обитания (жгутиконосцы переваривают несъедобную древесину, превращая ее в питательные вещества для термитов).
3. Комменсализм (лат. con – вместе, mensa – стол: буквально «у стола», «за одним столом») – взаимоотношения между двумя организмами разных видов, выгодные для одного из них и никак не влияющие на другого.
Примеры комменсализма:
а) нахлебничество:
рыба-лоцман и акулы, черепахи, дельфины;
рыба-прилипала и крупные морские животные;
гиены и львы;
грифы и львы;
б) квартиранство:
растения-эпифиты (орхидеи, лишайники, мхи) и древесные растения;
мальки рыб пикши и трески и медуза цианея;
птицы, грызуны и членистоногие (используют микроклимат гнезд и нор, а также остатки пищи);
рыба-горчак, откладывающая икру в мантийную полость моллюска беззубки;
в) сотрапезничество – потребление разных веществ или частей из одного и того же ресурса:
бактерии-сапрофиты и высшие растения (бактерии перерабатывают органические вещества из первичных растительных остатков, а высшие растения потребляют оставшиеся минеральные соли);
насекомоядное растение непентес и личинки комаров-кулицид (личинки защищены от переваривающего действия ферментов непентеса и питаются насекомыми, попавшими в ловчие кувшинчики непентеса).
III. Антибиоз (от др.-греч. анти – против, биос – жизнь) – форма взаимоотношений организмов, при которых представители обоих видов или один из них испытывают отрицательное влияние
или – антагонистические отношения видов, когда один организм ограничивает возможности другого, невозможность сосуществования организмов.
Типы антибиотических взаимоотношений:
1. Хищничество – способ добывания пищи живым организмом одного вида путем поимки, умерщвления и поедания организмов другого вида.
К такому типу экологических отношений можно отнести все варианты пищевых связей.
Различают:
истинное хищничество – хищничество, при котором хищник тратит много энергии на поиск и овладение жертвой. Истинных хищников отличает особое охотничье поведение (львы, тигры, волки, куницы, акулы и др.);
собирательное хищничество – хищничество, при котором хищник просто ищет и собирает добычу. Такое становится возможным, если численность жертв высока, а их размеры сравнительно малы (насекомоядные птицы и другие животные);
пастбищное хищничество – поедание растительного корма, поиски которого не требуют больших усилий благодаря его изобилию и доступности (стада копытных на лугу; гусеницы, поедающие листья в кроне деревьев и т.п.);
каннибализм – одна из форм хищничества, при которой хищники в условиях ограниченности жизненного пространства и пищевых ресурсов питаются особями своего вида (самки волка и рыси могут поедать свой приплод; пример постоянного каннибализма, возникший в процессе эволюции – поедание самками каракуртов и богомолов оплодотворивших их самцов; пример внутривидовой конкуренции – самцы львов и тигров убивают и поедают детёнышей от другого самца, чтобы завоевать самку).
Между различными формами хищничества существует множество переходных вариантов.
Другие примеры хищничества:
хищные растения (росянка, венерина мухоловка, непентес) и насекомые;
медузы и мелкие морские животные;
морские звезды и моллюски или коралловые полипы;
хищные грибы и нематоды (круглые черви) ("Хищные грибы живут в почве или в воде и охотятся на нематод (круглых червей), амеб, крошечных насекомых (коллембол) и другую мелкую живность. Для ловли добычи хищные грибы используют липкие выделения, благодаря которым мицелий превращается в настоящую ловчую сеть. Для охоты на нематод применяются также ловушки-кольца");
2. Паразитизм – форма взаимоотношений между видами, при которой организм-потребитель использует живого хозяина, не убивая его, не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного обитания. Паразиты обычно намного мельче своего хозяина.
Классификация паразитизма:
А. В зависимости от длительности контакта паразитов с организмом хозяина различают:
постоянный паразитизм – форма паразитизма, при которой паразит пребывает в организме хозяина на протяжении практически всего периода своего развития (в цикле развития многих паразитических червей наблюдается смена хозяев: промежуточного – в организме которого развиваются и находятся некоторое время личинки червей, и основного – в организме которого осуществляется половое размножение червя);
временный паразитизм – паразит пребывает в организме хозяина некоторое время и характеризуется сравнительно слабым контактом паразита с хозяином (грибы-паразиты растений и животных, плодожорка и другие насекомые-вредители, болезнетворные бактерии);
полупаразиты – способны к самостоятельному фотосинтезу, однако воду и минеральные соли берут преимущественно из организма хозяина (омела, марьянник, очанки).
Б. В зависимости от местонахождения паразита различают:
эктопаразиты – паразиты, живущие на наружной поверхности хозяина (блохи, вши, клещи, пиявки, комары);
эндопаразиты – паразиты, обитающие внутри организма хозяина (гельминты, малярийный плазмодий).
В. По степени тесноты связей паразита и хозяина различают:
облигатный паразитизм – паразитизм, при котором вид ведет только паразитический образ жизни и не выживает без связи с хозяином (паразитические черви, вши, фитофтора; мучнистая роса, ржавчинные грибы, головневые грибы, паразитирующие на злаковых культурах);
факультативный паразитизм – паразитизм, при котором организмы помимо паразитического способа питания, используют и сапротрофный (дрожжевые грибы из рода Кандида – это безвредная часть микрофлоры кишечника человека, но при приеме антибиотиков и снижении иммунитета они становятся патогенными, вызывая болезнь – молочницу (кандидоз).
Эволюционная роль отношений хищник-жертва, паразит-хозяин.
Взаимоотношения хищник-жертва, паразит-хозяин играют важную роль в эволюции видов, способствуя возникновению у тех и других разнообразных адаптаций.
У хищников в процессе естественного отбора выживают особи, обладающие такими качествами, как:
острое зрение,
великолепное чутье, хорошо развитые органы чувств
тонкий слух,
б ыстрая реакция на добычу,
выносливость при преследовании.
У жертв, активно защищающихся от врагов, также развиваются адаптации в процессе естественного отбора:
хорошо развитые органы чувств,
скорость бега,
инстинкты обманного поведения,
инстинкты затаивания,
поиск убежищ,
покровительственная окраска,
маскировка,
твердые покровы тела,
мимикрия,
способность раздуваться (рыба-иглобрюх) и др. приспособления.
У паразитов выработались специализированные приспособления к организму хозяина:
1. Структурные особенности:
отсутствие или частичная дегенерация пищеварительного канала (гельминты);
отсутствие или частичная дегенерация локомоторных органов;
высокоспециализированные ротовые части, как у животных, питающихся жидкой пищей (блоха, тля);
органы прикрепления, внедрения и удержания в стенки тела хозяина (крючки, коготки, присоски);
покровы тела устойчивы к действию пищеварительных ферментов организма хозяина;
редукция органов чувств, связанная с постоянством внутренней среды организма хозяина;
гаустории (от лат . haustor – пьющий) – присоски у растений, служащие для всасывания питательных веществ из тела других растений или из соседних органов того же растения (повилика);
2. Физиологические особенности:
синтез и выделение ферментов для переваривания тканей хозяина (грибы, малярийный плазмодий);
синтез антикоагулянтов паразитами, питающимися кровью (пиявки);
чувствительность к химическим веществам, позволяющая паразиту находить оптимальные условия в теле хозяина;
способность к дыханию в анаэробных условиях (паразиты кишечника).
3. Репродуктивные особенности:
гермафродитизм, допускающий в случае необходимости самооплодотворение;
высокая плодовитость;
способность к образованию спор и цист;
устойчивость яиц, цист и спор во внешней среде;
наличие специализированных стадий в жизненном цикле;
наличие промежуточных хозяев, выполняющих роль переносчиков.
Среди паразитов наибольшим преимуществом обладают особи, способные более полно и длительно использовать организм хозяина, не приводя его к слишком ранней гибели.
Организм хозяина в свою очередь увеличивает свою сопротивляемость в процессе естественного отбора.
Т.о., наибольший вред хозяевам паразиты наносят в том случае, если их взаимоотношения еще не стабилизировались длительным естественным отбором.
Экологическая роль отношений хищник-жертва, паразит-хозяин:
живые организмы, включенные в такие отношения, участвуют в круговороте веществ;
эти отношения лежат в основе регуляции численности видов;
на основе этих отношений человек разрабатывает биологические методы борьбы с вредителями с/х и переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.
Palatino Linotype – замечательный шрифт
|
