Биология в лицее

Типы взаимодействия организмов

Жизнь любого живого существа невозможна без других. Его благополучие зависит от многих видов, которые так или иначе на него воздействуют.

Весь мир животных, грибов и значительная часть бактерий живет за счет тех соединений, которые создаются растениями.

Почвенные микроорганизмы, освобождающие минеральные соединения из растительных остатков. Слева – бактерии, справа – дрожжи.

Но и растения не могли бы существовать без микро-организмов, освобождающих минеральные соли из мертвого опада, животных – опылителей и распространителей семян, грибов, помогающих питанию корней, или других растений, создающих необходимый микроклимат.

Связи между разными организмами называют биотическими. Вся живая природа пронизана этими связями. Они необыкновенно разнообразны в деталях, могут быть прямыми или косвенными и имеют разное значение в жизни видов.

Прямые связи осуществляются при непосредственном влиянии одного вида на другой (например, хищника на жертву). Косвенные – через влияние на внешнюю среду или на другие виды.

Различают разные типы отношений между организмами.

Прямые пищевые, или трофические, связи – основные в природе. Они поддерживают жизнь организмов. Каждый вид, размножаясь, не только обеспечивает свое существование, но и служит источником энергии для других. Одни виды потребляют живую пищу, другие – остатки растений или мертвых животных, или помет, или растворы органических веществ.

В природе есть специализированные виды, питающиеся только одним или немногими другими видами, и есть многоядные, с широкими пищевыми связями. К ним относится и человек. Люди могут питаться сотнями видов растений, животных и грибов. Это значит, что энергетические потребности человека обеспечиваются очень широкими трофическими связями с живой природой.

На основании пищевых связей формируются сложные жизненные циклы паразитов. Один из них – широкий лентец, плоский червь с большим числом члеников, паразитирующий в тонких кишках человека. Он достигает 10 м длины и продуцирует огромное количество яиц. Если яйца смываются в водоемы, они могут быть проглочены мелкими рачками – циклопами и начинают в них свое развитие. Если циклопы проглатываются рыбами, зародыши лентеца пробираются из желудка рыб в мышцы и печень, где продолжают развитие. Человек заражается, если съест такую рыбу в непрожаренном или непросоленном виде. Широкий лентец чаще встречается у человека в тех районах, где существует обычай есть строганину – мелко наструганную сырую мороженую рыбу.

Другой тип отношений – конкуренция возникает на основе не прямых, а косвенных взаимодействий. Конкуренция связана с тем, что представители совместно живущих видов сообща используют одни и те же ресурсы, которые обычно ограничены. Ресурсы могут быть как пищевые (например, одни и те же виды жертв у хищников или растений – у травоядных), так и другого рода, например наличие мест для выведения потомства, убежищ для защиты от врагов и т. п. В этих случаях, даже если конкурирующие виды мирно сосуществуют, присутствие другого вида неблагоприятно для каждого из них, так как часть необходимых ресурсов используется другим.

Конкурировать могут в природе как близкие виды, так и представители очень далеких групп. Например, суслики в сухой степи выедают до 40% растительного прироста. Это значит, что пастбища могут прокормить меньшее число овец или сайгаков. А в годы массового размножения саранчи пищи не хватает ни сусликам, ни овцам.

Третий тип взаимодействия организмов прямо противоположен конкуренции. Это взаимовыгодные (взаимополезные) отношения. В экологии такие связи называют мутуалистическими или мутуализмом. Для ряда видов эти отношения настолько важны, что они даже не могут выжить без другого.

Россия издавна славилась собственным жемчугом, который добывали в северных реках из раковин пресноводных двустворчатых моллюсков – европейской жемчужницы. Они живут крупными скоплениями и эффективно очищают воду. Каждый моллюск пропускает через себя более 50 л воды в сутки. Весной самка выбрасывает в воду до 3,5 млн. крохотных личинок. Личинки могут прожить лишь 2–3 суток, если не успеют прикрепиться к жабрам мальков лососевых рыб – семги, форели, хариуса, которые появляются из икринок в то же время. Чистота воды имеет особое значение для развития лососей, в мутных реках икра погибает. Около месяца личинки жемчужницы паразитируют на жабрах рыб, затем освобождаются, падают на дно и начинают вести самостоятельную жизнь. Сейчас жемчужницы в реках практически исчезли. Одна из причин – перевылов лососей. Без них у жемчужниц не вырастает потомство, а без моллюсков реки не очищаются до такой степени, чтобы могла развиваться икра лососей.

Возникает симбиоз – тесное взаимовыгодное сожительство разных видов.

Многие цветковые растения, например, не могут расти без связи с грибами или клубеньковыми бактериями. Симбиоз с грибами или бактериями улучшает корневое питание растений, которые, со своей стороны, обеспечивают их растворимыми сахарами и другими продуктами фотосинтеза.

Лишайник кладония – пример симбиоза. На рисунке: клетки водорослей – зелёного цвета; бесцветные – грибные гифы.

Лишайники, как известно, представляют собой взаимное сожительство грибов и водорослей. Множество животных не смогли бы переваривать пищу без одноклеточных симбионтов пищеварительного тракта – бактерий и простейших.

Полезные связи объединяют самые разные группы организмов: растения, животных, грибы и бактерии – и широко распространены в природе. Сочные плоды у покрытосеменных растений – это их приспособление к привлечению животных, которые распространяют семена, защищенные от переваривания плотными оболочками.

Пищевые отношения, конкуренция и мутуализм – это двусторонние типы связей. Кроме них существуют отношения, имеющие последствия только для одного из взаимодействующих видов.

Существуют отношения, полезные одному из партнеров и безразличные для другого. Например, некоторые животные либо питаются остатками пищи представителей другого вида, либо используют их убежища, норы, гнезда, не принося хозяину ни вреда, ни пользы. Так, в норах степных и пустынных грызунов спасаются от жары сотни видов насекомых, пауков, многоножек и других мелких животных. Такие взаимоотношения называются комменсализмом.

Возникает и противоположный тип отношений, когда присутствие одного вида не позволяет выжить другому. Например, под тенистой елью погибают проростки всех светолюбивых трав, а пеницилловые плесневые грибки выделяют антибиотики, губительные для ряда бактерий.

Наконец, если совместно живущие виды связаны только через цепь других видов и непосредственно не взаимодействуют, уживаясь в одном сообществе, то их отношения называют нейтральными. Синицы и мыши в одном лесу – нейтральные виды.

Хотя взаимодействия организмов очень разнообразны, они приводят лишь к трем главным результатам:

• обеспечению пищей,
• изменению среды обитания,
• расселению видов в пространстве.

В результате сложности и переплетенности связей между видами неосторожное вмешательство человека в жизнь природы может вызвать цепную реакцию событий, которые приведут к неожиданным и нежелательным последствиям.

Пример экологической цепной реакции, вызванной нарушением связей между видами, – "цветение" водоемов. До 40% вносимых на поля удобрений смывается в озера, пруды, реки, водохранилища, где служат причиной массового размножения одноклеточных водорослей. Потребители водорослей не успевают их уничтожать, в результате чего большая масса отмерших клеток разлагается бактериями. Вода мутнеет, приобретает неприятный запах. В ней резко снижается содержание кислорода, иногда появляются токсические вещества. Происходят массовая гибель и отравление рыб, моллюсков и других водных обитателей. Снижение качества воды отражается на здоровье людей и приводит к необходимости больших затрат на очистку.

< Предыдущая страница "Приспособительные ритмы жизни"

Следующая страница "Законы и следствия пищевых отношений" >