Взаимоотношения копытных африканских саванн симбиоз. Муравьи спасают африканскую саванну от слонов. Животные африканской саванны
Саванны представляют собой , в которых преобладает травянистая растительность. Большая часть африканской саванны находится в Африки, между 15° с. ш. и 30° ю. ш. Саванны расположены в таких странах, как: Гвинея, Сьерра-Леоне, Либерия, Кот-д"Ивур, Гана, Того, Бенин, Нигерия, Камерун, Центральноафриканская Республика, Чад, Судан, Эфиопия, Сомали, Демократическая Республика Конго, Ангола, Уганда, Руанда, Бурунди, Кения, Танзания, Малави, Замбия, Зимбабве, Мозамбик, Ботсвана и Южная Африка.
В африканской саванне выделяется два сезона: сухой (зимний) и дождливый (летний).
- Сухой зимний сезон более продолжительный, он длится с октября по март в Южном полушарии, и с апреля по сентябрь в Северном. В течение всего сезона выпадает всего около 100 мм осадков.
- Дождливый летний сезон (сезон дождей) сильно отличается от сухого сезона и длится меньшее количество времени. В сезон дождей саванна получает от 380 до 635 мм осадков в месяц и дождь может длиться часами без остановок.
Саванна характеризуется травами и небольшими или разбросанными деревьями, которые не образуют закрытого купола (как в ), позволяя солнечному свету добираться до земли. Африканская саванна содержит разнообразное сообщество организмов, которые взаимодействуют и образовывают сложную пищевую сеть.
Здоровые, сбалансированные экосистемы состоят из множества взаимодействующих , называемых пищевыми сетями. (львы, гиены, леопарды) питаются растительноядными (импалами, бородавочниками, крупным рогатым скотом), которые потребляют продуцентов (травы, растительные вещества). Падальщики (гиены, стервятники) и редуценты (бактерии, грибы) разрушают останки живых организмов, и делают их доступными для продуцентов. Люди также являются частью биологического сообщества саванны и часто конкурируют с другими организмами за еду.
Угрозы
Этому экорегиону существенно навредили люди во многих отношениях. Например, местные жители используют землю для выпаса скота, в следствии чего трава погибает и саванна превращается в бесплодную, пустынную территорию. Люди используют древесину для приготовления пищи и создают проблемы для окружающей среды. Некоторые также занимаются браконьерством (незаконно охотятся на животных), что приводит к вымиранию многих видов.
Для восстановления причиненного вреда и сохранения естественной среды, некоторые страны создали природные заповедники. Национальный парк Серенгети и природный заповедник Нгоронгоро являются объектами Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Африканская саванна - одно из самых больших диких местообитаний в мире, она занимает почти половину площади континента, около 13 млн км². Если бы не усилия, предпринимаемые людьми для сохранения саванны, большое количество представителей флоры и фауны этого уголка природы уже бы вымерли.
Животные африканской саванны
У большинства животных саванны есть длинные ноги или крылья, которые позволяют мигрировать на большие расстояния. Саванна - идеальное место для хищных птиц, таких как ястребы и канюки. Широкая открытая равнина дает им четкое представление о своей добыче, восходящие потоки горячего воздуха позволяют с легкость парить над землей, а редкие деревья дают возможность отдыхать или гнездится.
В саванне есть большое видовое разнообразие фауны: африканская саванна стала домом для более 40 различных видов растительноядных животных. В одной области могут сосуществовать до 16 различных растительноядных видов (тех, кто питается листьями деревьев и травой). Это возможно благодаря собственным предпочтениям в еде каждого отдельного вида: они могут пастись на разной высоте, в разное время суток или года, и т.п.
Эти различные растительноядные животные являются пищей для хищников, таких как львы, шакалы и гиены. У каждого плотоядного вида есть свои предпочтения, позволяющие жить на одной территории и не конкурировать за еду. Все эти животные зависят друг от друга, занимают определенное место в пищевой цепи и обеспечивают баланс в окружающей среде. Животные саванны находятся в постоянном поиске пищи и воды. Некоторые из них перечислены ниже:
Африканский саванный слон
Сенегальская акация - небольшое колючее дерево из семейства бобовых. Она вырастает до 6 м в высоту и имеет диаметр ствола около 30 см. Засохший сок этого дерева представляет собой гуммиарабик - твёрдую прозрачную смолу. Эта смола широко используется в промышленности, кулинарии, акварельной живописи, косметологии, медицине и т.д.
Многие дикие животные питаются листьями и стручками сенегальской акации. Как и другие виды бобовых, эти деревья накапливают азот, и затем обогащают им бедные почвы.
Баобаб
Баобаб встречается в саваннах Африки и Индии, в основном около экватора. Он может вырасти до 25 метров в высоту и жить в течение нескольких тысяч лет. В дождливые месяцы вода накапливается в толстом стволе, с помощью корней длиной до 10 м, а затем используется растением в сухом зимнем сезоне.
Почти все части дерева широко применяются местными жителями. Кора баобаба используется для изготовления тканей и веревок, листья - в качестве приправ и лекарств, а плоды, называемые «обезьяньим хлебом», едят в чистом виде. Иногда люди живут в огромных стволах этих деревьев, а представители семейства галаговых (ночные приматы) обитают в коронах баобаба.
Бермудская трава
Это растение также имеет название свинорой пальчатый. Бермудская трава широко распространена в теплом климате от 45° с.ш. до 45° ю.ш. Она получила свое названия из-за введения с Бермудских островов. Трава растет в открытых районах (пастбища, открытые леса и сады), где происходят частые нарушения экосистемы, такие как выпас животных, наводнения и пожары.
Бермудская трава - это ползучее растение, которое при прикасании к почве образует плотный ковёр. Она имеет глубокую корневую систему, и в условиях засухи корни могут находится под землей на глубине 120-150 см. Основная часть корня находится на глубине 60 см.
Пальчатый свинорой считается очень инвазивным и конкурентным сорняком. Немногие гербициды эффективны против него. До появления механизированной сельскохозяйственной техникой бермудская трава была худшим сорняком для фермеров. Тем не менее она спасла огромное количество сельскохозяйственных земель от эрозии. Это растение очень питательное для крупного рогатого скота и овец.
Слоновая трава
Акация кручёная представляет собой дерево из семейства бобовых. Ее родиной является африканская саванна Сахель, но растение также можно встретить на Ближнем Востоке. Известно, что растение может произрастать в сильно щелочной почве, и выдерживать засушливые и жаркие условия окружающей среды. Помимо этого, деревья, которые достигают двухлетнего возраста, отличаются незначительной морозостойкостью.
Древесина этих деревьев используется в строительстве, и из нее изготовляют мебель. Многие дикие животные питаются листьями и стручками акации. Части дерева используются местными жителями для изготовления украшений, оружия и инструментов, а также в традиционной медицине.
Акация кручёная играет важную в восстановлении деградированных засушливых земель, поскольку корни дерева фиксирует азот (основное вещество для питания растений) в почве благодаря взаимодействию с симбиотическими клубеньковыми бактериями.
Акация серполопастная
Акация серполопастная обычно встречается в саваннах экваториальной Восточной Африки, в частности на равнине Серенгети.
Эта акация может вырастать около 5 м в высоту и имеет острые шипы, длиной до 8 см. В полых шипах могут обитать 4 вида муравьев, и они часто делают в них крошечные отверстия. Когда ветер дует, заброшенные муравьями шипы издают свистящий звук.
Цель: познакомить студентов с основными типами взаимоотношении организмов, и развивать понятия о взаимосвязях живых организмов в сообществе.
План лекции:
1.Симбиоз
2. Хищничество
4. Конкуренция
5. Нейтрализм
6. Аменсализм
Основные понятия: биотические взаимоотношения, симбиоз, мутуализм, кооперация, комменсализм, хищничество, конкуренция, нейтрализм, аменсализм.
Мутуализм (от лат. mutuus - взаимный). Широко распространена форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Один из самых известных примеров таких отношений - лишайники, представляющие собой сожительства гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гифа гриба извлекает воду и минеральные соли.
Типичный симбиоз - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в простые сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода. Сами же жгутиковые, помимо благоприятного микроклимата, получают в кишечнике термитов пищу и условия для размножения. Кишечные симбионты, участвующие в переработке грубых растительных кормов, обнаружены у многих животных: жвачных, грызунов, жуков-точильщиков и др. Мутуализм широко распространен и в растительном мире. Примером взаимовыгодных отношений служит сожительство так называемых клубеньковых бактерий и бобовых растений (гороха, фасоли, сои, клевера, люцерны, вики, белой акации, земляного ореха, или арахиса). Эти бактерии, способные усваивать азот воздуха и превращать его в аммиак, а затем в аминокислоты, поселяются в корнях растений. Присутствие бактерий вызывает разрастание тканей корня и образование утолщений - клубеньков. Растения в симбиозе с азотфиксирующими бактериями могут произрастать на почвах, бедных азотом, и обогащать им почву. Вот почему бобовые - клевер, люцерну, вику - вводят в севообороты как предшественников для других культур. Другая форма симбиотических взаимоотношений у растений - сожительство гриба с корнями высших растений - микориза
Хищничество- э то одна из самых распространенных форм, имеющих большое значение в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Объекты охоты хищников чрезвычайно разнообразны. Отсутствие специализации позволяет хищникам использовать самую разную пищу. Например, лисы поедают плоды; медведи собирают ягоды и любят лакомиться медом лесных пчел.
Способность переключения с одного вида добычи на другой - одно из необходимых приспособлений в жизни хищников. На дне моря обитают типичные хищники - морские звезды, питающиеся моллюсками и часто уничтожающие обширные поселения коралловых полипов. Крупные лягушки нападают на птенцов и могут наносить серьезный ущерб разведению водоплавающей домашней птицы. Змеи охотятся на амфибий, птиц и мелких млекопитающих. Хищничество связано с овладением сопротивляющейся и убегающей добычей. При нападении на птиц сокола-сапсана большинство жертв погибает мгновенно от внезапного удара когтей сокола. Мыши-полевки также не могут оказать сопротивления сове или лисице. Но иногда борьба хищника и жертвы превращается в ожесточенную схватку. Поэтому естественный отбор, действующий в популяции хищников, будет увеличивать эффективность средств поиска и ловли добычи. Этой цели служит паутина пауков, ядовитые зубы змей, точные нападающие удары богомолов, стрекоз, змей, птиц и млекопитающих. Вырабатывается сложное поведение, например согласованные действия стаи волков при охоте на оленей. Жертвы в процессе отбора также совершенствуют средства защиты и избегания хищников. Сюда относится покровительственная окраска, различные шипы и панцирь, приспособительное поведение. При нападении хищника на стаю рыб все особи бросаются врассыпную, что увеличивает их шансы уцелеть. Напротив, скворцы, заметив сапсана, сбиваются в плотную кучу. Хищник избегает нападать на плотную стаю, так как рискует получить увечья. Крупные копытные при нападении на них волков становятся кругом. Для волков вероятность отбить и зарезать отдельную особь в результате такого поведения стада значительно уменьшается. Поэтому они предпочитают нападать на старых или ослабленных болезнями животных, особенно отбившихся от стада. В эволюции связи хищник-жертва происходит постоянное совершенствование и хищников, и их жертв. Потребность в азоте у растений, произрастающих на бедных питательными веществами почвах, промываемых водой, привела к возникновению у них очень интересного явления. Эти растения обладают приспособлениями для ловли насекомых. Так, листовые пластинки эндемика штата Северная Каролина (США) венериной мухоловки превратились в створки с зубцами. Створки захлопываются, как только насекомое коснется чувствительных волосков на листовой пластинке.
Процесс улавливания напоминает ловлю мух на липкую бумагу. Вскоре после запутывания червя гифы гриба прорастают внутрь и быстро заполняют все тело. Весь процесс продолжается около суток. В отсутствие нематод грибы не образуют ловушек. Возникновение сложного ловчего аппарата стимулируется химически, продуктами жизнедеятельности червей.
Конкуренция- одна из форм отрицательных взаимоотношений между видами - конкуренция. Этот тип взаимоотношений возникает, если у двух близких видов наблюдаются сходные потребности. Если такие виды обитают на одной территории, то каждый из них находится в невыгодном положении: уменьшаются возможности овладения пищевыми ресурсами, местами для размножения и т. д. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми разными - от прямой физической борьбы до мирного совместного существования. Тем не менее если два вида с одинаковыми потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытеснит другого. Ч. Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов. Как бы ни были сходны потребности видов, все же чем-то они отличаются друг от друга так же, как различается их устойчивость к факторам среды - температуре, влажности и т. п. Скорость размножения видов уже по этим причинам будет неодинакова. С каждым поколением все больше пищевых ресурсов будет захватываться особями конкурентоспособного вида, при этом другой вид неизбежно исчезнет. Часто конкуренты активно действуют друг на друга. У растений это может быть перехват минеральных солей и влаги корневой системой, солнечного света - листьями. В смешанных посевах трав преимущество получают виды с более длинными листовыми черешками. В смешанных посадках деревьев быстрорастущие экземпляры будут затенять и угнетать медленно растущие деревья.
Растения и животные могут подавлять конкурентов и с помощью химических веществ. Грибы препятствуют росту бактерий путем выработки антибиотиков. У животных встречаются случаи прямого нападения представителей одного вида на другой. В результате более слабый конкурент погибает или ищет свободную территорию. Одним из путей регуляции плотности населения данного вида в биогеоценозе служит маркирование занимаемой особью или семьей территории Оставляемый животным запах служит сигналом, предупреждающим, что территория занята. В результате конкуренции в биогеоценозе совместно уживаются только те виды, которые смогли разойтись в своих требованиях к условиям жизни. Например, копытные африканских саванн по-разному используют пастбищный корм. Зебры обрывают верхушки трав; антилопы кормятся тем, что оставляют им зебры, выбирая при этом определенные виды растений; газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топпи едят сухие стебли, оставшиеся после других травоядных.
Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом, синицы и мыши в одном лесу нейтральные виды; однако угнетение леса засухой сказывается на каждом из них, хотя и в разной степени.
Аменсализм (от лат. mensa - стол, трапеза). Взаимоотношения, при которых возникают отрицательные условия для одной из популяций: угнетение роста, размножения и др., а вторая подобным неудобствам не подвержена. Аменсализм можно рассматривать как крайнюю форму аллелопатии, т.е. невозможности существования того или иного вида в присутствии другого в результате интоксикации среды. Таковы, например, взаимоотношения плесневых грибов с бактериями (плесневые грибы вырабатывают антибиотики, в присутствии которых жизнедеятельность, бактерий подавляется или существенно ограничивается.
Выводы:
Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в биоценозе, определяя степень его устойчивости; при этом чем богаче видовой состав биоценоза, тем устойчивее сообщество в целом..Жизнь любого живого существа невозможна без других. Его благополучие зависит от многих видов, которые так или иначе на него воздействуют.
Связи между разными организмами называют биотическими. Вся живая природа пронизана этими связями. Различают разные типы отношений между организмами. Эти взаимоотношения сложились в процессе эволюции и являются основным биологическим механизмом, в котором существует тесная взаимосвязь между всеми организмами, и вместе с тем происходит постоянная борьба за существование. 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.
Контрольные вопросы
1.В чем состоят отрицательные взаимодействия между видами?
2. В чем состоят положительные взаимодействия между видами?
3. Какие формы биотических взаимоотношении вы знаете?
4. Почему человек должен установить мутуалистические отношения с природой?
5. Как называют совокупность влиянии жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других?
6. Каковы характерные особенности симбиотических отношений по сравнению с другими их видами?
7. Приведите примеры комменсализма и аменсализма.
При изучении этой темы преподаватель особо подчеркивает, что все типы биотических взаимоотношений являются основой сложной системы, которая называется жизнью на Земле. В связи с тем, что вопросы рассматриваемые в данной теме являются сложными для правильного понимания биотических взаимоотношении необходимо на всех самостоятельных занятиях приводить больше конкретных примеров, показывающих эти взаимоотношения. Для лучшего закрепления понятий основных типов взаимоотношении каждый студент должен проработать предложенные материалы, найти дополнительные примеры, соответствующие к данным типам взаимоотношении.
В экваториальном поясе Африки огромную площадь занимают саванны. Это плоские или слегка всхолмленные равнины, где открытые, поросшие злаками участки чередуются с группами деревьев или густыми зарослями колючих кустарников. В сезон дождей саванна покрывается высокой травой, которая с наступлением засушливого периода желтеет и выгорает. Земледелие в области саванн почти не развито, и главное занятие местного населения - скотоводство.
Африканский слон.
Животный мир саванны - явление уникальное. Ни в одном уголке Земли на памяти человечества не было такого изобилия крупных животных, как в африканских саваннах. Еще в начале XX в. бесчисленные стада травоядных животных кочевали на просторах саванн, переходя с одного пастбища на другое или в поисках водопоев. Им сопутствовали многочисленные хищники - львы, леопарды, гиены, гепарды. За хищниками следовали пожиратели падали - грифы, шакалы.
Большой куду.
Коренное население Африки занималось охотой издавна. Однако, пока человек был вооружен примитивно, сохранялось своего рода равновесие между убылью животных и приростом их поголовья. С приходом белых колонизаторов, вооруженных огнестрельным оружием, положение коренным образом изменилось. Из-за неумеренной охоты численность животных быстро сократилась, а некоторые виды, как, например, квагга, белохвостый гну, голубая лошадиная антилопа, были истреблены полностью. Огораживание частных владений, прокладка дорог, степные пожары, распашка значительных площадей и расширение скотоводства усугубили бедственное положение диких животных. Наконец, европейцы, безуспешно пытаясь бороться с мухой цеце, устроили грандиозную бойню, и более 300 тыс. слонов, жирафов, буйволов, зебр, гну и других антилоп было расстреляно из винтовок и пулеметов с автомашин. Много животных погибло и от чумы, занесенной с рогатым скотом. Сейчас можно проехать сотни километров по саваннам и не встретить ни одного крупного животного.
Газель Гранта.
К счастью, нашлись дальновидные люди, которые настояли на создании заповедников, где всякая охота и хозяйственная деятельность были запрещены. Правительства новых независимых государств Африки, сбросивших иго колониализма, укрепили и расширили сеть таких заповедников - последних убежищ диких животных. Только там может еще человек любоваться видом первобытной саванны.
Антилопа конгони
Среди многих видов копытных, населяющих африканские саванны, самые многочисленные - голубые гну, относящиеся к подсемейству коровьих антилоп.
Орикс .
Внешность гну настолько своеобразна, что его узнаешь с первого взгляда: короткое плотное тело на тонких ногах, тяжелая, обросшая гривой и украшенная острыми рогами голова, пушистый, почти лошадиный хвост. Рядом со стадами гну всегда можно встретить табунки африканских лошадей - зебр. Также характерны для саванны, но более малочисленны газели - газель Томсона, которую издали можно узнать по черному, постоянно подергивающемуся хвосту, и более крупная и светлая газель Гранта. Газели - самые изящные и быстрые антилопы саванны.
Жирафы.
Голубые гну, зебры и газели составляют основное ядро травоядных животных. К ним присоединяются, порой в большом числе, рыжие, похожие на газелей импалы, громадные тяжеловесные канны, внешне нескладные, но исключительно быстроногие конгони, с узкой длинной мордой и круто загнутыми S-образными рогами. Местами встречается много серовато-бурых длиннорогих водяных козлов, родственников конгони, - топи, которых можно узнать по фиолетово-черным пятнам на плечах и ляжках, болотных козлов - некрупных стройных антилоп с красивыми лировидными рогами. К редким антилопам, которых даже в заповедниках можно встретить лишь случайно, относятся ориксы, длинные прямые рога которых напоминают шпагу, могучие лошадиные антилопы и обитатели кустарниковой саванны - куду. Закрученные в пологую спираль рога куду по праву считаются красивейшими.
Импала.
Одно из типичнейших животных африканской саванны - жираф. Когда-то многочисленные, жирафы стали одной из первых жертв белых колонистов: из их огромных шкур делали крыши для повозок. Сейчас жирафы повсеместно под охраной, но численность их невелика.
Зебра.
Самое крупное наземное животное - африканский слон. Особенно велики слоны, обитающие в саваннах, - так называемые степные слоны. От лесных они отличаются более широкими ушами и мощными бивнями. К началу нашего столетия численность слонов так сократилась, что возникла опасность их полного исчезновения. Благодаря введенной повсеместно охране и созданию заповедников сейчас слонов в Африке стало даже больше, чем было сто лет назад. В основном они живут в заповедниках и, вынужденные кормиться на ограниченной территории, быстро разрушают растительность.
Голубой гну.
Еще более сильные опасения вызывала судьба черного и белого носорогов. Их рога, которые ценятся в четыре раза дороже, чем слоновая кость, издавна были вожделенной добычей браконьеров. Заповедники-помогли сохранить и этих животных.
Бородавочник
Африканские буйволы.
Черный носорог и шпорцевый чибис.
В африканских саваннах много хищников. Среди них первое место, несомненно, принадлежит льву. Львы живут обычно группами - прайдами, в состав которых входят как взрослые самцы и самки, так и подрастающая молодежь. Обязанности между членами прайда распределены очень четко: более легкие и подвижные львицы обеспечивают прайд пищей, а на долю крупных и сильных самцов приходится охрана территории. Добычу львов составляют зебры, гну, конгони, но при случае львы охотно едят и более мелких животных и даже падаль.
Леопард.
Гепард.
Птица-секретарь кормит птенца
Львы.
Рогатый ворон.
Из других хищников саванны следует упомянуть леопарда и гепарда. Эти внешне несколько похожие, но совершенно разные по образу жизни крупные кошки сейчас стали довольно редки. Главную добычу гепарда составляют газели, леопард же более универсальный охотник: помимо мелких антилоп он успешно добывает африканских диких свиней - бородавочников и особенно павианов. Когда в Африке истребили почти всех леопардов, павианы и бородавочники, размножившись, стали настоящим бедствием для посевов. Леопардов пришлось взять под охрану.
Гиена с детенышами.
Цесарки.
Картина животного мира африканской саванны будет неполной, если не упомянуть термитов (см. ст. «Общественные насекомые»). Эти насекомые представлены в Африке десятками видов. Они - одни из главных потребителей растительных остатков. Постройки термитов, которые у каждого вида имеют свою особую форму, - характернейшая деталь ландшафта саванн.
Марабу.
Животный мир саванны на протяжении длительного времени развивался как единое самостоятельное целое. Поэтому степень приспособленности всего комплекса животных друг к другу и каждого отдельного вида к конкретным условиям очень высока. К таким приспособлениям относится в первую очередь строгое разделение по способу питания и составу главных кормов. Растительный покров саванны только потому может прокормить огромное количество животных, что одни виды используют траву, другие - молодые побеги кустарников, третьи - кору, четвертые - почки и бутоны. Более того, те же побеги разные виды животных берут с разной высоты. Слоны и жирафы, например, кормятся на высоте кроны дерева, жирафовая газель и большой куду дотягиваются до побегов, расположенных в полутора-двух метрах от земли, а черный носорог, как правило, срывает побеги у самой земли. Такое же разделение наблюдается и у чисто травоядных животных: то, что нравится гну, совершенно не привлекает зебру, а зебра, в свою очередь, с удовольствием щиплет траву, мимо которой газели проходят равнодушно.
Африканские страусы.
Второе, что делает саванну высокопродуктивной,- это большая подвижность животных. Дикие копытные почти постоянно на ходу, они никогда не выбивают пастбища так, как это делает домашний скот. Регулярные миграции, т. е. передвижения, травоядных животных африканской саванны, охватывающие сотни километров, позволяют растительности полностью восстановиться за сравнительно короткий срок. Не удивительно, что в последние годы возникло и окрепло представление о том, что разумная, на научной основе эксплуатация диких копытных сулит большие перспективы, нежели традиционное скотоводство, примитивное и малопродуктивное. Сейчас эти вопросы интенсивно разрабатываются в ряде стран Африки.
Австралия - единственный континент, где сохранились сумчатые животные. На снимке: сумчатый медведь коала.
Животный мир африканской саванны имеет огромное культурно-эстетическое значение. Нетронутые уголки с первозданной богатой фауной буквально притягивают сотни тысяч туристов. Каждый африканский заповедник - источник радости для многих и многих людей.
В Австралии сохранились и древнейшие млекопитающие отряда однопроходных - утконос и ехидна. На снимке: утконос.
Игуана с Галапагосских островов - безобидная травоядная ящерица - только выглядит так устрашающе.
«Дракон с острова Комодо» - так называют эту гигантскую хищную ящерицу, напоминающую вымерших динозавров.
Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп. По направлению действия на организм все они подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные.
Кластер – это графическая организация материала, показывающая смысловые поля того или иного понятия. Слово «кластер» в переводе – пучок, созвездие. Составление кластера позволяет свободно и открыто думать по поводу какой – либо темы. В центре листа записывается ключевое понятие, а от него рисуются стрелки – лучи в разные стороны, которые соединяют это слово с другими, от которых лучи расходятся всё далее и далее.
Виды любых организмов, живущих на одной территории и контактирующих друг с другом, вступают в различные отношения между собой. Положение вида при разных формах взаимоотношений обозначается условными знаками. Знак «минус» () обозначает неблагоприятное влияние (особи вида испытывают угнетение). Знак «плюс» (+) обозначает благоприятное влияние (особи вида извлекают пользу). Знак «ноль» (0) показывает, что отношения безразличны (отсутствует влияние). Все биотические взаимоотношения можно разделить на 6 групп: (00) – Нейтральные: организмы не оказывают влияния друг на друга. (++) – Взаимополезные: между организмами существуют взаимовыгодные, симбиотические отношения. (+0) – Полезно – нейтральные: один из организмов получает пользу, другой не испытывает вреда. (+-) – Полезно – вредные: один из организмов испытывает выгоду, другой испытывает угнетение. (--) – Взаимо – вредные: отношения, вредные для обоих организмов. (-0) – Вредно – нейтральные: один из видов угнетается, другой не извлекает пользы.
При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом, однако угнетение леса засухой сказывается на каждом из них, хотя и в разной степени. (00)
Лишайник ВЗАИМОПОЛЕЗНОЕ СОЖИТЕЛЬСТВО, КОГДА ПРИСУТСТВИЕ ПАРТНЁРА СТАНОВИТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ УСЛОВИЕМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Лишайники – сожительство гриба и водоросли. Гриб получает от водоросли продукты фотосинтеза и, видимо, специфические ростовые вещества. Сине – зелёные водоросли, входящие в состав некоторых лишайников, способны фиксировать атмосферный азот. Такие лишайники могут расти там, где азота мало, не испытывая его дефицита. Грибница гриба доставляет водорослям воду с минеральными веществами. (++) СИМБИОЗ
Самое глубоководное зеркало. В тканях коралловых полипов живут микроскопические организмы – водоросли зооксантеллы, которые получают питательные вещества в процессе фотосинтеза. При этом они помогают кораллам усваивать из воды кальций, необходимый для формирования известкового скелета. Зооксантелла для нормального функционирования нуждается в постоянном освещении. А кораллы обитают на больших глубинах, где света мало и они увеличивают освещённость своих симбионтов «зеркалами»: в качестве которых работает особый слой отражающего пигмента, который лежит непосредственно под водорослями. Симбиоз (++)
Бобовые растения и азотфиксирующие бактерии. Азотфиксаторы способны включать атмосферный азот в состав органических соединений, в частности аминокислот. Они снабжают растение соединениями азота, а от него получают углеводы, т.е. продукты фотосинтеза. Такой симбиоз позволяет селиться растениям на почвах, бедных азотом. Когда содержание азота в почве служит лимитирующим фактором, симбиоз с азотфиксаторами может обеспечить преимущество в конкуренции. Симбиоз (++)
Симбиотические отношения, при которых наблюдается устойчивое взаимовыгодное сожительство двух организмов разных видов. Общеизвестно сожительство раков- отшельников с коралловыми полипами - актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой, пораженная стрекательными клетками актинии, падает на дно и поедается раком. (++) МУТУАЛИЗМ
Копытень европейский - распространенное растение. Увидеть цветущим его сложно т.к. цветки мелкие, бурого цвета, невзрачные, находятся близко к земле, но богаты нектаром, который и привлекает муравьев и они их опыляют. Когда семена созреют, муравьи их собирают и несут в муравейник. Сами семена их не интересуют, покров семени прочный и до содержимого они не достают. Платой за распространение служит ариллус – сочное образование семени, богатое углеводами, маслами и др. питательными веществами. Привлеченные этой приманкой, муравьи растаскивают семена копытня. Съедая ариллус, они бросают семена, которые на следующий год прорастают. Подобный способ распространения и у тимьяна (чабреца). Принесенные семена прорастают прямо на муравейнике. Чабрец(тимьян) Копытень Протокооперация (++)
Полезно-нейтральные отношения: ВЗАИМООТНОШЕНИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОДИН ВИД ПОЛУЧАЕТ ПОЛЬЗУ ОТ СОЖИТЕЛЬСТВА, А ДРУГОМУ ЭТО БЕЗРАЗЛИЧНО. Нахлебничество – потребление остатков пищи хозяина. Рыба – прилипала, обитающая в тропических и субтропических морях, прикрепляется к рыбам, черепахам, китам. Они за их счет не питаются, а используют лишь как транспорт и покидают их, оказавшись на месте с подходящим кормом. Для этого у рыб спинной плавник преобразован в присоску. Насытившись, рыбы вновь ищут к кому бы прикрепиться. В дороге они пользуются остатками корма своих возниц. Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении передвижения и расселения этих рыб. (+0) КОММЕНСАЛИЗМ
Удобное соседство. В Центральной и Южной Америке живут колониальные птицы – классики. Они сооружают «многоквартирный дом», где каждая пара имеет своё отдельное гнездо. Общий вид постройки напоминает длинную плетёную корзину. Среди гнёзд классиков можно увидеть гнёзда колониальных ос. Цель такого странного соседства проста: подрастающие птенцы классиков – лёгкая добыча для хищников, а жалящая гвардия защищает птенцов классиков, отпугивая любых чужаков. Квартиранство(+0)
Квартиранство Под крылом у друга. Личинки комаров звонцов поселяются под «крышей» личинки подёнки. Под зачатками крыльев, которые есть у будущих подёнок, развивающиеся комары строят свои хоромы. Натаскивают мелких песчинок и панцирей мелких водорослей диатомей. В результате чего возникает под «импровизированной» крышей дом, напоминающий кармашек, где живёт личинка комара – звонца. Она сидит там, фильтруя воду, и спокойно ждёт, когда подрастёт настолько, что может выйти к поверхности воды и превратиться в маленького чёрного комарика. (+0)
Сова ястреб Полезно-вредные отношения. Это способ добывания пищи животными, реже растениями, при котором они ловят, умерщвляют и поедают других животных У хищников в процессе эволюции выработались 3 стратегии для поимки жертвы: 1)маскировочная окраска, 2) гибкое поджарое сильное тело, 3)ловчие сети пауков и насекомоядных растений. Волк (+-) ХИЩНИЧЕСТВО
Хищничество связано с овладением сопротивляющейся и убегающей добычей. При нападении на птиц сокола-сапсана большинство жертв погибает мгновенно от внезапного удара когтей сокола. Мыши-полевки также не могут оказать сопротивления сове или лисице. Но иногда борьба хищника и жертвы превращается в ожесточенную схватку. ХИЩНИЧЕСТВО (+-)
Многие многоножки, в частности, сколопендра - также типичные хищники с чрезвычайно широким спектром жертв: от насекомых до мелких позвоночных животных. Крупные лягушки нападают на птенцов и могут наносить серьезный ущерб разведению водоплавающей домашней птицы. Змеи охотятся на амфибий, птиц и мелких млекопитающих. Нередко объектами их охоты бывают не только взрослые особи, но и яйца птиц. Гнезда птиц, расположенные как на земле, так и на ветвях деревьев, буквально опустошаются змеями. ХИЩНИЧЕСТВО (+-)
Кувшиночник (непентес) В эволюции связи хищник-жертва происходит постоянное совершенствование и хищников, и их жертв. Потребность в азоте у растений, произрастающих на бедных питательными веществами почвах, промываемый водой, привела к возникновению у них очень интересного явления. Эти растения обладают приспособлениями для ловли насекомых. Венерина мухоловка (+-) ХИЩНИЧЕСТВО
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ВИДАМИ, ОБИТАЮЩИМИ В СХОДНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ. Это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций. (--) КОНКУРЕНЦИЯ ВНУТРИВИДОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ
Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть весьма разнообразными: от жесткой борьбы до почти мирного сосуществования. Но, как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой. Конкуренты могут активно действовать друг на друга. У растений это может быть перехват минеральных солей и влаги корневой системой, солнечного света - листьями. В смешанных посадках деревьев быстрорастущие экземпляры будут затенять и угнетать медленно растущие деревья. (--) МЕЖВИДОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ
Обыкновенная (вверху) и песчаная лисицы в некоторых частях света встречаются вместе. Конкуренция вынудила эти виды перейти на разную добычу: в результате их зубы сильно различаются. У хищников, живущих вместе, различия зубов гораздо сильнее, чем у живущих порознь. Межвидовая конкуренция (--)
В результате конкуренции в биогеоценозе совместно уживаются только те виды, которые смогли разойтись в своих требованиях к условиям жизни. Например, копытные африканских саванн по- разному используют пастбищный корм. Зебры обрывают верхушки трав; антилопы кормятся тем, что оставляют им зебры, выбирая при этом определенные виды растений; газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топпи едят сухие стебли, ocтавшиеся после других травоядных. Межвидовая конкуренция (--)
АМЕНСАЛИЗМ – ВЗАИМООТНОШЕНИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОДИН ВИД ИСПЫТЫВАЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ, А ДРУГОМУ ЭТО БЕЗРАЗЛИЧНО. Вредно – нейтральные взаимоотношения. Примером аменсализма может служить влияние темнохвойных деревьев на виды мохового и травяного ярусов. Под пологом деревьев уменьшается освещенность, повышается влажность воздуха. При разложении опада деревьев почвы обедняются, поскольку при этом образуются кислоты, способствующие вымыванию элементов минерального питания в глубь почвенного слоя. Этот процесс особенно активен в таежном еловом лесу, так как ель сильный средообразующий вид. (-0)
АМЕНСАЛИЗМ Примером аменсализма являются отношения сфагновых мхов и сосудистых растений на сфагновом болоте. Сфагновые мхи довольно быстро растут, повышают уровень поверхности болота и постепенно погребают в своей толще многолетние живые органы цветковых растений, выступая как ингибиторы. Это приводит к угнетению цветковых растений, которые вынуждены перемещать свои корневища и корни как вверх, так и к участкам болота, где поверхность нарастает не столь быстро. (-0)
Биотические взаимоотношения Взаимополезные (++) Полезно – нейтральные (+0) Нейтральные (00) Полезно – вредные (+-) Взаимовредные (--) Вредно – нейтральные (-0) Межвидовая Квартиранство НахлебничествоСотрапезничество Комменсализм Внутривидовая Конкуренция Хищничест во Паразитизм Протокоопер ация Симбиоз Мутуализм Аменсализм Нейтра лизм
Реферат по экологии подготовила Морозова Наталья
10 класс школы №1328
В природе каждый живой организм живёт не изолированно. Его окружает множество других представителей живой природы. И все они взаимодействуют друг с другом. Взаимодействия между организмами, а также влияния их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов.
Биотические факторы – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие.
Среди них обычно выделяют:
1.Влияние животных организмов (зоогенные факторы)
2. Влияние растительных организмов (фитогенные факторы)
3. Влияние человека (антропогенные факторы)
Действие биотических факторов может рассматриваться как действие их на среду, на отдельные организмы, населяющие эту среду, или действие этих факторов на целые сообщества.
Типы взаимодействий.
Гетеротипические реакции - это взаимоотношения между особями разных видов. Влияние, которое оказывают друг на друга два вида, живущих вместе, может быть нейтральным, благоприятным или неблагоприятным. Отсюда типы взаимоотношений могут быть следующими:
Нейтрализм - оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.
Конкуренция - каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках пищи, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими.
Мутуализм - симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают взаимную пользу.
Сотрудничество - оба вида образуют сообщество. Оно не является обязательным, так как каждый вид может существовать отдельно, изолированно, но жизнь в сообществе им обоим приносит пользу.
Комменсализм (дословно - «питание вместе за одним столом») - взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося ущерб другому.
Амменсализм - тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.
Хищничество - такой тип взаимоотношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы одного вида служат пищей для другого.
Протокооперация (буквально: первичное сотрудничество) - простой тип симбиотических связей. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т.е. не является непременным условием выживания видов (популяций).
При комменсализме как полезно-нейтральных взаимосвязях выделяют:
Сотрапезничество - потребление разных веществ или частей одной и той же пищи.
Нахлебничество - потребление остатков пищи хозяина.
Квартиранство - использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища.
Следует помнить, что типы взаимоотношений конкретной пары могут изменяться в зависимости от внешних условий или стадий жизни взаимодействующих организмов. К тому же в природе во взаимоотношения оказывается вовлечённой не пара, а гораздо большее число. Межвидовые отношения в природе бесконечно разнообразны.
Нейтрализм.
Если два вида не влияют друг на друга, то имеет место нейтрализм.
При нейтрализме особи не связаны друг с другом непосредственно. Оба вида живут на одной территории, не вступая в контакт, поэтому их сожительство не влечёт для них как положительных, так и отрицательных последствий, но зависит от состояния сообществ в целом. Так, лоси и белки (или дятлы и дрозды), обитающие в одном лесу, практически не контактируют. Отношения типа нейтрализма развиты в насыщенных видами сообществах.
Истинный же нейтрализм в природе очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим в силу неполноты наших знаний.
Конкуренция.
Конкуренция весьма широко распространена в природе. Она происходит там, где экологические ресурсы находятся в недостатке, и между видами неизбежно возникает соперничество. Каждый вид при этом испытывает угнетение, что отрицательно сказывается на росте и выживаемости организмов, на численности их популяций.
Конкурентные отношения представляют собой один из наиболее важных типов природных биотических взаимодействий. Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию (соревнование, борьбу) за пищу, пространство и другие ресурсы. Одним из проявлений внутривидовой конкуренции является территориальность. Большое влияние на исход конкуренции оказывают внешние факторы и свойства популяций конкурирующих видов. Исход конкуренции представляет огромный интерес не только для экологов, изучающих процессы формирования состава природных сообществ, но и для эволюционистов, изучающих механизмы естественного отбора. Для вида, испытывающего конкурентное давление, это означает, что плотность его популяции, а также роль, которую он играет в природном сообществе, снизятся или будут регулироваться под действием конкуренции. Конкурентные отношения играют важную роль в распространении организмов, в формировании видового состава природных сообществ и повышении их устойчивости.
Конкурентная борьба ослабевает в местностях с редким населением, предоставленным малым числом видов: например, в арктических и пустынных областях почти нет конкурентной борьбы.
Внутривидовая конкуренция. Территориальность.
Внутривидовая конкуренция - это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций.
У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за жизненное пространство сформировался интересный тип поведения - территориальность. Она свойственна многим птицам, некоторым рыбам, другим животным.
Внутривидовая конкуренция проявляется в территориальном поведении, когда, например, животное защищает место своего гнездовья или известную площадь в его округе. Так, в период размножения птиц самец охраняет определённую территорию, на которую кроме своей самки не допускает ни одной особи своего вида. Такую же картину можно наблюдать и у многих рыб (например, колюшки)
Защита территории вовсе не обязательно сопровождается активной борьбой. Громкого пения и угрожающих поз обычно достаточно для того, чтобы прогнать конкурента. Однако если один из партнёров-родителей погибает, его быстро замещает птица из числа ещё не обосновавшихся особей. Таким образом, территориальное поведение можно считать регулятором, не допускающим как перенаселения, так и недоселённости.
У некоторых видов внутривидовое регулирование начинается задолго до того, как обнаруживается серьёзная конкуренция. Так, высокая плотность животных является фактором угнетения, снижающим скорость воспроизводства этой популяции даже при изобилии пищевых ресурсов.
Внутривидовая конкуренция является важным регулятором, контролирующим рост популяций. Благодаря этой конкуренции возникает определённая зависимость между плотностью популяции и скоростью процессов отмирания (смертность) или размножения (рождаемость) особей. Это, в свою очередь, приводит к возникновению определённой связи между численностью родительских пар и количеством производимого ими потомства. Подобные связи действуют как регуляторы колебаний численности популяций.
Также проявлением внутривидовой конкуренции является существование у животных социальной иерархии, которая характеризуется появлением в популяции доминирующих и подчинённых особей. Например, у майского жука личинки трёхлетнего возраста подавляют личинок одно- и двухлетнего возраста. Это является причиной того, что вылет взрослых жуков наблюдается только раз в три года, тогда как у других насекомых (например, посевных щелкунов Agriotes) продолжительность личиночной стадии также составляет три года, а выход имаго происходит ежегодно из-за отсутствия конкуренции между личинками.
Конкуренция между особями одного вида из-за пищи по мере увеличения плотности популяции становится более острой. В некоторых случаях внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, к распадению его на несколько популяций, занимающих разные территории. Так, о саванной овсянки (Passerculus sandwichensis) один экологический подвид размещается на сухих холмах, другой - на прибрежных солончаках. Конкуренция нередко является причиной переселения части популяции особей из одного географического района в другой. Этим объясняют перелёты различных зерноядных птиц, так называемых узких стенофагов тайги - кедровок, свиристелей, совершающих налёты в Западную Европу, когда не хватает пищи в районах их обычного распространения.
Межвидовая конкуренция.
Межвидовой конкуренцией называют активный поиск двумя или несколькими видами одних и тех же пищевых ресурсов среды обитания. Конкурентные взаимоотношения, как правило, возникают между видами со сходными экологическими требованиями. Конкуренция между видами чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически их всех, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны особей иных видов. При совместном обитании каждый из них находится в невыгодном положении в связи с тем, что присутствие другого вида уменьшает возможности в овладении пищевыми ресурсами, убежищами и другими средствами к существованию, имеющимися в местообитании. Экология рассматривает межвидовую конкуренцию в конкретном, более узком смысле - только как взаимоотрицательные отношения видов, занимающих сходную экологическую нишу.
Конкурентные взаимоотношения могут быть весьма разнообразными: от прямой физической борьбы до почти мирного совместного существования. И вместе с тем, если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Например: в Европе в поселениях человека серая крыса совершенно вытеснила другой вид того же рода – чёрную крысу, которая теперь живёт в степных и пустынных районах. Серая крыса крупнее, агрессивнее, лучше плавает, поэтому сумела победить. В России, наоборот, сравнительно мелкий рыжий таракан – пруссак начисто вытеснил более крупного чёрного таракана только потому, что сумел лучше приспособиться к специфическим условиям человеческого жилья. В Австралии обыкновенная пчела, завезённая из Европы, вытеснила маленькую туземную пчелу, не имеющую жала.
Межвидовую конкуренцию можно продемонстрировать на простых лабораторных опытах. Так, в исследованиях русского учёного Г. Ф. Гаузе культуры двух видов инфузорий – туфелек со сходным характером питания помещали по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещённый отдельно, успешно размножался, достигая оптимальной численности. Однако при совместной жизни численность одного из видов постепенно уменьшалась, и его особи исчезали из настоя, в то время как инфузории второго вида сохранились. Был сделан вывод, что длительное совместное существование видов с близкими экологическими требованиями невозможно. Как оказалось, через некоторое время в живых остаются особи только одного вида, выжившие в борьбе за пищу, так как его популяция быстрее росла и размножалась. Этот вывод получил название - правило конкурентного исключения.
Но исход конкуренции зависит не только от свойств взаимодействующих видов, но и от условий, в которых происходит конкурентная борьба. В зависимости от условий, складывающихся в конкретном местообитании, победителем конкурентной борьбы может оказываться либо один, либо другой вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, а следовательно, и большую приспособленность к условиям окружающей среды.
Исследователи выясняли влияние температуры и влажности на исход межвидовой конкуренции между двумя видами мучных жуков. Сосуды с мукой, содержащиеся при определённом сочетании тепла и влаги, помещали по нескольку особей того и другого видов. Здесь жуки и начинали размножаться, но через некоторое время оставались особи только одного вида. Примечательно, что при высоких показателях тепла и влаги победу одерживал один вид, а при низких - другой.
В ряде случаев это приводит к сосуществованию конкурирующих видов. Ведь тепло и влажность, как и остальные экологические факторы, распределены в природе отнюдь не равномерно. Даже в пределах небольшого участка (леса, поля или иного местообитания) можно обнаружить зоны, различающиеся по микроклимату. В этом разнообразии условий каждый вид осваивает то место, где ему обеспечено выживание.
Таким образом, в сообществе совместно уживаются только те конкурирующие виды, которые приспособились хотя бы немного разойтись в экологических требованиях. Так, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по – разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают растения определённых видов, газели выщипывают только нижние травы, а антилопы топи кормятся высокими стеблями.
В нашей стране насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.
Конкуренция является одной из причин того, что два вида, слабо различающихся спецификой питания, поведения, образа жизни и т. д., редко сожительствуют в одном сообществе. Здесь конкуренция носит характер прямой вражды. Самая жестокая конкуренция с непредвиденными последствиями возникает, если человек вводит в сообщества виды животных без учёта уже сложившихся отношений.
Чаще же конкуренция проявляется косвенно, носит незначительный характер, так как различные виды неодинаково воспринимают одни и те же факторы среды. Чем разнообразнее возможности организмов, тем менее напряжённой будет конкуренция.
Значение конкуренции, как экологического фактора.
Как уже было сказано, конкурентные отношения играют чрезвычайно важную роль в формировании видового состава и регуляции численности видов в сообществе.
Экологам известно, что организмы, ведущие похожий образ жизни, обладающие сходным строением, не обитают в одних и тех же местах. А если и живут рядом, то используют разные ресурсы и активны в разное время. Их экологические ниши как бы расходятся во времени и пространстве.
Расхождение экологических ниш при совместном обитании родственных видов хорошо иллюстрирует пример с двумя видами морских рыбоядных птиц - большим и длинноносым бакланами, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся по соседству. Учёным удалось выяснить, что состав пищи этих птиц существенно различается: длинноносый баклан ловит рыбу, плавающую в верхних слоях воды, тогда как большой баклан добывает её в основном у дна, где преобладают камбалы, камбалы донные беспозвоночные, например креветки.
Конкуренция оказывает огромное влияние на распределение близкородственных видов, хотя зачастую об этом свидетельствуют лишь косвенные данные. Виды с очень сходными потребностями обитают обычно в разных географических областях или разных местообитаниях в одной и той же области либо избегают конкуренции каким-либо иным образом, например, благодаря различиям в пище или различиям в суточной, а то и в сезонной активности.
Экологическое действие естественного отбора, видимо, направлено на исключение или предотвращение продолжительной конфронтации видов со сходным образом жизни. Экологическое разобщение близкородственных видов закрепляется в ходе эволюции. В Центральной Европе, например, существует пять близких видов синиц, изоляция которых друг от друга обусловлено различиями в местообитаниях, иногда в местах кормёжки и размерах добычи. Экологические различия отражаются и в ряде небольших деталей внешнего строения, в частности в изменениях длины и толщины клюва. Изменения строения организмов, сопровождающие процессы расхождения их экологических ниш, позволяют говорить о том, что межвидовая конкуренция является одним из важнейших факторов эволюционных преобразований. Если межвидовая конкуренция выражена слабо, то под влиянием внутривидовой конкуренции популяции данного вида расширяют границы своего местообитания.
Таким образом, межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Порождая и закрепляя разнообразие организмов, она способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию имеющихся ресурсов.
Симбиоз.
В животном мире пример наиболее совершённого симбиоза дают термиты, пищеварительный тракт которых служит приютом для жгутиковых или бактерий. Благодаря симбиозу, термиты в состоянии переварить древесину, а микроорганизмы получают убежище, вне которого они существовать не способны.
Следует отметить, что комплекс отношений типа симбиоза содержит в себе самые разнообразные переходы - от отношений более или менее индифферентных до таких, когда оба члена сожительства обеспечивают взаимное существование. «Хотя таким образом нет доказательства, чтобы какое бы то ни было животное совершало действие, исключительно полезное для другого вида, - писал Чарльз Дарвин в « Происхождении видов», - однако каждый стремится извлечь выгоду из инстинктов других».
Мутуализм.
Комменсализм.
Взаимоотношения, при которых один из партнёров получает пользу, не нанося ущерба другому, как уже было отмечено ранее, называются комменсализмом. Проявления комменсализма разнообразны, поэтому в нём выделяют ряд вариантов:
«Нахлебничество» - потребление остатков пищи хозяина. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами (см. приложение рис. 6.5.)
«Сотрапезничество» - потребление разных веществ или частей одной и той же пищи. Например: взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий-сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом минеральные соли.
«Квартиранство» - использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. Такой тип взаимоотношений широко распространён у растений.
Наглядный пример комменсализма дают некоторые усоногие рачки, прикрепляющиеся к коже кита. Они получают при этом преимущество - более быстрое передвижение, а киту не причиняют практически никаких неудобств.
В целом же у партнёров нет никаких общих интересов, и каждый отлично существует сам по себе. Однако подобные союзы облегчают одному из участников передвижение или добывание пищи, поиск убежища и т.д. Иногда такие союзы могут быть абсолютно фиктивными. Так, в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных порой встречаются различные виды мшанок. Этот союз совершенно случаен, так как мшанки способны прикрепляться к любой твёрдой поверхности, и всё же многие животные, ведущие сидячий образ жизни, оказываются в выигрыше, прикрепившись к живому существу. Хозяин переносит их с места на место. Нередко при движении поток воды облегчает им добывание пищи.
Комменсализм особенно часто встречается среди морских животных. Хорошо известны отношения, связывающие некоторых рыб с акулами. Рыбки-лоцманы, питающиеся объедками со «стола» акулы, беспрестанно снуют небольшими косячками у её носа. Другим примером являются животные, нора которых служит убежищем для различных «гостей», питающихся объедками со стола хозяина. В норах млекопитающих, гнёздах птиц и жилищах общественных насекомых (см. приложение рис. 6.6.) насекомые-комменсалы представлены большим числом видов (например, в норах альпийского сурка до 110 видов жуков).
Среди комменсалов различают фолеоксенов, которые в норах и гнёздах встречаются случайно; фолеофилов, встречающихся в этих убежищах чаще, чем в окружающей среде, и фолеобистов, которые проводят в них всю жизнь.
Отношения типа комменсализма играют важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.
Живые организмы как среда жизни.
Клещевой энцефалит - заболевание, поражающее центральную нервную систему человека. Оно вызывается вирусом, переносчиком и хранителем которого являются иксодовые клещи. Излюбленные места обитания клещей - южная часть таёжных лесов на всём протяжении европейской и азиатской частей России.
Полифаги - нападающие на большое число видов. К ним относятся многие хищные млекопитающие и насекомые.
Принцип совпадения.
Хищничество.
Хищничество - такой тип взаимоотношений организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого. Хищничество - одна из форм пищевых отношений.
Часто хищничеством называют всякое выедание одних организмов другими. Следовательно, к одной из форм хищничества может быть отнесена и растительноядность. В природе хищнические взаимоотношения широко распространены. От их исхода зависит не только судьба отдельного хищника или его жертвы, но и некоторые важные свойства таких крупных экологических объектов, как биотические сообщества и экосистемы.
Для типичного хищника (волка, рыси, норки) характерно охотничье поведение. Но кроме хищников – охотников существует большая группа хищников – собирателей, способ питания которых заключается в простом поиске и сборе добычи. Таковы, например, многие насекомоядные птицы, собирающие пищу на земле, в траве или на деревьях. Хищничество - широко распространённая форма биотических отношений.
Значение хищничества можно понять лишь рассматривая это явление на уровне популяций. Длительная связь между популяциями хищника и жертвы порождает их взаимозависимость, которая действует подобно регулятору, предотвращая слишком резкие колебания численности или препятствуя накоплению в популяциях ослабленных или больных особей. В ряде случаев хищничество может существенно ослаблять отрицательные последствия межвидовой конкуренции, повышать устойчивость и разнообразие видов в сообществах.
Хищники и человек.
Для человека проблема хищничества может стать очень важной в случаях, когда он конкурирует с хищниками за тот или иной вид ресурса, будь то популяции домашних или диких животных.
Длительное время многие страны были местом беспощадной борьбы человека с хищниками. Основным стимулом этой борьбы было вознаграждение, получаемое охотником за убитого хищника. Полного уничтожения хищников, однако, добиться не удалось: оказалось, что по мере снижения численности этих животных работа охотников становилась невыгодной. Охотник вынужден был переключаться на другой, более выгодный вид добычи. Интересно, что в данном случае он вёл себя так же, как и природный хищник, когда плотность популяции жертв снижается и энергетическая стоимость добычи не покрывает затрат на её поиск, выслеживание и поимку.
Иногда человек сталкивается и с противоположной трудностью: недостаточным числом хищников. Очень высокая численность грызунов или насекомых – вредителей в данной местности может быть связана с отсутствием или малым числом хищников. Человек стремится использовать хищников в борьбе с вредителями. Иногда это приносит хорошие результаты. Пример тому - божья коровка родолия, переселение которой из Австралии помогло уничтожить червеца (насекомого – вредителя), представлявшего в конце прошлого века серьёзную угрозу плантациям цитрусовых в некоторых районах Северной Америки.
Взаимоотношения: хищник - жертва.
Интерес человека к проблеме хищничества вызван и тем, что часто он сам ведёт себя как типичный хищник. В целях получения сырья он эксплуатирует популяции диких животных, что нередко приводит к их полному уничтожению.
Длительные контакты природного хищника и его жертвы не имеют столь катастрофических последствий, несмотря на то, что хищники сами убивают тех особей, которыми они питаются.
Установлено, что при длительном совместном существовании взаимодействующих видов животных их изменения протекают согласованно, так, что эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого. Такая согласованность в процессах совместного развития организмов разных видов называется коэволюцией.
Многие экологи высказывают мнение, что когда взаимодействующие виды претерпевают совместное эволюционное развитие, отрицательные влияния одного из них на другой становятся слабее.
По мере того как жертва приобретает опыт избегать врагов, хищники вырабатывают более эффективные приспособления для её поимки. Иными словами, в эволюции связи между хищником и жертвой жертва действует так, чтобы освободиться от действий хищника, а хищник - чтобы постоянно поддерживать своё влияние на жертву. Это приводит к возникновению разнообразных приспособлений у хищников и у жертв.
Можно вспомнить сложное общественное охотничье поведение волков или львов; длинные липкие языки и точный прицел некоторых рыб, жаб и ящериц; загнутые ядовитые зубы гадюк с аппаратом впрыскивания яда; пауков и их ловчую паутину; глубоководную рыбу – удильщика; змей – удавов, которые душат свою жертву (см. приложение рис.6.3)
У жертв также исторически выработались защитные свойства в виде анатомо – морфологических, физиологических, биохимических особенностей. Например, выросты тела, шипы, колючки, панцири, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, зарываться в рыхлый грунт, строить недоступные хищникам убежища, прибегать к сигнализации об опасности. Вследствие таких обоюдных приспособлений формируются определённые группировки организмов в виде специализированных хищников и специализированных жертв. Так, основной пищей рыси (Felix Lynx) служат зайцы, а волк (Canis Lupus) - типичный многоядный хищник.
Замечено, что в действиях многих хищников присутствует то, что можно назвать расчетливостью. Хищнику, например, невыгодно полное уничтожение всех особей жертвы, и, как правило, этого в природе не случается.
Хищничество - трудоёмкий процесс, требующий больших затрат энергии. Например, группа из двух львиц и восьми детёнышей проходит за ночь расстояние в несколько километров, даже если самым молодым щенятам всего месяц от роду. Львята при этом испытывают те же лишения, которым подвергаются взрослые животные. Многие из них погибают, в том числе и от голода.
Во время охоты хищники нередко подвергаются опасностям не меньше, чем их жертвы. Иногда хищники гибнут от столкновения с другими хищниками в ходе борьбы за добычу.
Но главный враг хищника - время. Только самые быстрые и сильные хищники способны преследовать жертву на большом расстоянии, успешно ловить её затрачивая на это минимальное время. Менее проворные не выдерживают конкуренции и обречены на голодную смерть.
Значение хищничества в природе.
Является ли воздействие хищника только отрицательным? На этот вопрос можно было бы ответить безусловно «да», если принимать во внимание лишь судьбу конкретного животного, оказавшегося в зубах хищника. Экологов, однако, гораздо больше интересует судьба популяций, а не отдельных организмов.
Хищники уничтожают ту часть популяции, которая по тем или иным причинам оказывается более слабой в соревновании за подходящие территории.
Хищник, убивая более слабых, действует подобно селекционеру, ведущему отбор семян, дающих наилучшие всходы. Влияние хищника приводит к тому, что обновление популяции жертвы происходит быстрее, ведь быстрый рост ведёт к более раннему участию особей в размножении. Одновременно увеличивается потребление жертвами их пищи. Таким образом, воздействие хищников увеличивает поток энергии в экосистеме.
Хищники избирательно уничтожают животных с низкой способностью добывать себе корм, то есть медлительных, хилых, больных особей. Выживают сильные и выносливые. Это относится ко всему живому миру: хищники улучшают (в качественном отношении) популяции жертв. Такую же услугу ондатре оказывает норка, грызунам - хищные птицы, оленям - волки.
Хищничество является одним из ведущих факторов, определяющих регуляцию численности организмов.
Разумеется, в сельскохозяйственных районах необходимо регулировать численность хищников, так как последние могут причинять вред домашнему скоту. Однако в районах, недоступных для охоты, хищники должны быть сохранены для пользы как популяций жертв, так и взаимодействующих с ними растительных сообществ.
Список литературы
А. Степановских «Общая Экология»
Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Экология
