Презентация "Типы взаимоотношении организмов"

Все формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в сообществе, определяя его устойчивость.

(0/0) НЕЙТРАЛИЗМ

Нейтрализм — тип взамоотношений, при котором совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. 

Например, белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.

(+/+) СИМБИОЗ

Симбиоз (от.греч.сим — вместе, биос — жизнь) — форма взаимоотношений, из которых оба партнера извлекают пользу (взаимовыгодное сотрудничество).

Симбиоз подразделяется на протокооперацию и мутуализм.

ПРОТОКООПЕРАЦИЯ

Протокооперация — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. В этих случаях отсутствует связь именно этой, конкретной пары партнеров.

Примером протокооперации являются

1.    взаимоотношения мелких рыбок семейства губановых и крупных хищных мурен. Среди губановых имеются так называемые рыбы-чистильщики, освобождающие крупных рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полостях. Крупные хищники, в том числе мурены, страдающие от паразитов, приплывают в места обитания губанов и дают им возможность уничтожать паразитов даже у себя во рту, хотя могли бы с легкостью их проглотить.
2.    Другой пример протокооперации — птицы-волоклюи, склевывающие паразитов со шкуры крупных копытных.
3.    К протокооперации относятся отношения цветковых растений и насекомых опылителей, большинство из которых не имеют узкой видовой специализации. Например, пчелы могут брать нектар у разных видов растений, а цветки клевера могут опыляться не только пчелами, но и шмелями, мухами и т.п.
4.    Взаимоотношения рака отшельника  и актинии: актиния защищает рака и использует его в качестве средства передвижения.

МУТУАЛИЗМ

Однако, в островных сообществах зачастую в процессе совместной эволюции (коэволюции) виды "приспосабливаются" друг к другу и становятся зависимыми друг от друга. 

Мутуализм — крайняя форма симбиоза, при которой животные не могут существовать друг без друга.

Например,

1.                   некоторые тропические растения, благодаря очень длинному трубчатому венчику могут опыляться птицами только с очень длинным клювом. Часто в процессе эволюции форма клюва у опылителя становится сходной с формой трубки венчика цветка. 

Рис. Желтобрюхая нектарница Самец малахитовой нектарницы Nectarinia famosa, сосущий нектар из растения Babiana ringens. Дотягиваясь до цветка, птица касается грудью тычинок и пестиков. Вырост цветка, на котором сидит птица, по-видимому, образовался в ходе коэволюции с опылителями: он служит насестом для птиц, потребляющих нектар и осуществляющих при этом опыление.

2.                   Типичный пример мутуализма — отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. В кишечнике термита обитают простейшие жгутиконосцы, в кишечнике которых живут бактерии, переваривающие целлюлозу. Таким образом вся система симбиотических отношений построена в виде матрешки: в термитах живут симбионтные жгутиконосцы, а в жгутиконосцах — симбионтные бактерии.

Есть данные о том, что эти бактериальные симбионты термитов способны к азотфиксации — связыванию свободного азота атмосферы и превращение его в форму, пригодную для использования не только самими бактериями, но также жгутиконосцами и термитами. Без простейших-симбионтов термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы, помимо благоприятного микроклимата, получают в кишечнике термитов пищу и условия для размножения.

3.                   Микориза – сожительство гриба с корнями высших растений.

Мутуализм свойственен и многим другим животным, основной пищей которых является клетчатка (например, у жвачных млекопитающих). 

В организме человека десятки видов бактерий-симбионтов живут на поверхности кожи и слизистых оболочках, принимая участие в иммунной защите.

(+/0) КОММЕНСАЛИЗМ

Комменсализм — тип взамоотношений, при котором один из видов получает какую-либо пользу, а другому взаимоотношения безразличны. Когда поедание пищи комменсалом начинает вредить хозяину, то комменсализм переходит в конкуренцию или паразитизм.

В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют следующие формы:

Эпиойкия,  эпибиоз,  энтойкия,  синойкия,  паройкия

Паройкия

Паройкия — один организм использует другого (его самого, либо его жилище: раковину, гнездо и т. п.) в качестве убежища; складывается между животными, обладающими средствами защиты и незащищенными (например, актиния на раковине рака-отшельника).

Энтойкия

Энтойкия — одни животные поселяются внутри полостей других, имеющих сообщение с внешней средой, например наличие нормальной микрофлоры в кишечнике человека.

Эпибиоз

Эпибиоз — одни организмы живут на поверхности других (например, усоногие рачки на горбатых китах, непаразитические эпифиты на других растениях).

Эпиойкия

Эпиойкия (нахлебничество) — один организм (комменсал) прикрепляется к организму другого вида или живёт возле него, используя остатки пищи хозяина (например, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и других крупных рыб, передвигаясь с их помощью и питаясь остатками их трапезы; водоросли, живущие в шерсти ленивца). Эпиойкия является одним из путей перехода к паразитизму.

Синойкия

При синойкии не возникает непосредственных пищевых отношений. Один из организмов может использовать другой как место для поселения, как средство передвижения, для строительства жилья и т.д.

Различают несколько форм отношений при синойкии: топические, форические и фабрические отношения.

При топических отношениях один вид служит местом для поселения другого вида.

Примером топических связей может служить создание животными убежищ с благоприятным микроклиматом, которые могут использоваться и другими видами:

* в норах многих млекопитающих, наряду с их хозяевами, обитает множество других видов-квартирантов (например, в норах большой песчанки зарегистрировано 212 таких видов - млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, моллюски, насекомые, клещи, черви и др.);

*многочисленные виды насекомых и клещей обитают в муравейниках и термитниках.

Топические связи встречаются и среди растений (эпифитность):

* в тропических лесах это разнообразные растения-эпифиты (мхи, лишайники, лианы, папоротники, орхидеи и др.), растущие на стволах деревьев.

Топические связи широко распространены у животных с растениями:

* заросли тростников и водной растительности, снижая течение и силу ветра, создают благоприятные условия для поселения многих видов рыб и беспозвоночных животных;

* деревья используются для гнездования птиц.

При форических отношениях организм одного вида способствует расселению (распространению) организма другого вида.

Различают форезию и зоохорию.

Форезия – это форма межвидовых взаимоотношений, при которых организм больших размеров носит другой, менее крупный.

•         форические связи формируются между крупными водными позвоночными и поселяющимися на их теле организмами-обрастателями (некоторые виды моллюсков, рачков, водоросли и др.);

* рыбы-прилипалы, присасываясь к телу акулы, не только вступают с ней в

форические связи, но и питаются остатками ее пищи, т.е. являются

комменсалами;

* летающие насекомые, птицы и животные могут переносить на себе большие

скопления клещей, блох и др.;

Зоохория(от греч. zoon - животное и choreo - двигаться, распространяться) - это форма межвидовых взаимоотношений, при которых животные содействуют растениям в распространении семян и плодов.

Различают две формы зоохории - эктозоохорию и эндозоохорию.

При эктозоохории семена, прикрепившись с помощью различных приспособлений (зацепок, крючков, щетинок, клейких веществ и др.) к шерсти млекопитающих, к перьям птиц или к телу насекомых, разносятся ими на далекие расстояния. Отрываясь в различных местах, при наступлении благоприятных условий семена прорастают.

Нередко мелкие семена пристают к телу животных с грязью, а когда она высыхает, то стряхивается вместе с семенами:

* так распространяются многие степные, луговые, прибрежные и водные растения.

При эндозоохории между животными и растениями складываются еще более тесные взаимоотношения.

Животные поедают ягоды, сочные плоды, а семена, содержащиеся в них, вместе с продуктами обмена выделяются наружу, оказываясь таким образом в самых различных местах. При этом установлено, что семена не только не перевариваются, а под воздействием желудочного сока повышают свою всхожесть.

Описаны и другие формы форических связей.

Так например, наблюдения в эстуарии Пунта-Моралес (Коста-Рика) показали, что целый ряд организмов (особенно многочисленны были крабы, креветки и др.) связан с плавающими мангровыми листьями. Прикрепление к дрейфующим листьям, особенно выраженное во время прилива, уменьшает риск гибели от хищников и уменьшает затраты энергии на переселение из одного местообитания в другое.

При фабрических отношениях один вид использует другой для строительства жилья, гнезд, убежищ и т.д.

Наиболее широко распространенная форма фабрических связей - это использование в строительной деятельности различных растительных материалов (стеблей трав, мха, лишайников, веток и листьев деревьев и т.д.).

*так, например, бобр строит плотины и хатки, а птицы - гнезда;

*некоторые тропические древесные лягушки сворачивают крупные листья в виде воронки, в которой накапливается дождевая влага, и используют их для откладки икры;

*тесные фабрические связи характерны для муравьев и хвойных деревьев, опад которых составляет основу строительного материала муравейников.

Кроме того, при сооружении жилищ широко используется шерсть млекопитающих, перья и пух птиц, раковины моллюсков и т.д.

Нередко синойкия становится начальным этапом более тесных взаимоотношений типа паразитизма или мутуализма.

(+/-) ХИЩНИЧЕСТВО

Хищничество — тип взаимоотношений, при котором представители одного вида питаются представителями другого вида.

Приспособления, вырабатываемые жертвами для противодействия хищникам, способствуют выработке у хищников механизмов преодоления этих приспособлений. Длительное совместное существование хищников и жертв приводит к формированию системы взаимодействия, при которой обе группы устойчиво сохраняются на изучаемой территории. Нарушение такой системы часто приводит к отрицательным экологическим последствиям.

Такой тип взаимоотношений описывается математической моделью "Хищник — жертва".

1.       Хищничество широко распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Примеры: насекомоядные растения; лев, поедающий антилопу и т.д.

   Хищный гриб Arthrobotrys anchonia поймал нематоду при помощи двух трехклеточных ловчих колец. 

Хищничество является эффективным инструментом регуляции численности и оздоровления популяций, т.к. в первую очередь истребляются старые и больные особи. Таким образом, хищники являются природными санитарами.

Негативное влияние нарушения коэволюционных связей наблюдается при интродукции видов (занесение видов на новую территорию). В частности, козы и кролики, интродуцированные в Австралии, не имеют на этом материке эффективных механизмов регуляции численности в виде потенциальных хищников, что приводит к черезмерному их размножению и разрушению природных экосистем. Таким образом, козами и кроликами были уничтожены большинство австралийских видов растений и птиц.

(+/-) ПАРАЗИТИЗМ

 Паразитизм — тип взаимоотношений, при котором представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания.

Паразитизм:

•       облигатный (постоянный): паразит не может жить без хозяина (гельминты, вши, чесоточные зудни);
•       факультативный (временный): свободноживущий паразит временно использует организм хозяина (блохи, комары, пиявки, миноги и др.).

По месту обитания:

•       эктопаразиты: на поверхности организма (вши, блохи);
•       эндопаразиты: внутри организма (в коже, кишечнике и т.п.)
  1.     Например, миноги нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Многие рыбы погибают от нанесенных ею многочисленных ран.
  2.     Саккулина. Этот усоногий рачок паразитирует на крабах. Он буквально прорастает сквозь все тело хозяина, высасывая из него питательные соки. Краб постепенно слабеет и даже утрачивает способность к регенерации. Когда для паразита настает время размножаться, то он подает в кровь краба особые химические вещества, под воздействием которых самки крабов начинают заботиться о яйцах паразитов, как о своих собственных. Пораженный паразитом краб-самец отказывается от спаривания, а вместо этого под воздействием химического дурмана заботится о яйцах паразита так же, как и самка. 
  3.     Кордицепс однобокий. Этот тропический грибок паразитирует на муравьях. Он тоже знаменит тем, что умеет управлять поведением хозяина. Когда грибу приходит время размножаться, он подает муравью химическую команду, и тот послушно забирается на верхние листья растений и сохраняет неподвижность, позволяя грибу полностью прорасти сквозь свое тело, раскрыть шляпку и выпустить в воздух споры.
  4.     Мокрица. К счастью, для человека это ракообразное совершенно безопасно. Мокрица прикрепляется к языку рыб и сначала сосет кровь из него. Когда язык рыбы отмирает, хорошо закрепившийся паразит сам начинает выполнять роль своеобразного протеза языка, питаясь при этом кровью и слизью рыбы, но не причиняя ей особого ущерба. 

Клептопаразитизм — присвоение чужой пищи.

Обычно, это явление связано с существованием одного вида за счет другого и распространено среди морских птиц, где жертвы вынуждены переносить свой улов на дальнее расстояние, прежде чем скормить его птенцам. И в этом случае клептопаразитизм вполне объясним — такая энергосберегающая стратегия способствует выживанию вида.

Внутривидовой клептопаразитизм встречается в некоторых популяциях львов, где самки охотятся, а самцы присоединяются к трапезе самок. Тоже происходит у некоторых видов пауков.

Гнездовой паразитизм — тип клептопаразитизма, которым пользуются некоторые птицы, рыбы и насекомые, заключающийся в манипуляции и использовании другого животного-хозяина для выращивания потомства животного-паразита.

Сверхпаразитизм — паразитирование одного паразита (сверхпаразит) в другом.

Широко распространен у перепончатокрылых насекомых среди наездников. Однако сверхпаразитизм встречается и в других группах животных. Некоторые трематоды живут в ракообразных — эктопаразитах морских рыб. Обнаружен также как минимум один вирус, поражающий другие вирусы. 

Внутривидовой паразитизм

Внутривидовой паразитизма часто связан с паразитированием самцов на самках. 

Омовампиризм — питание одного гематофага на другом. Встречается среди иксодовых клещей. при котором голодные клещи (обычно самцы), не брезгуют нападением на своих сытых сородичей. Они прокалывают тело собрата и сосут часть крови из него. Что примечательно: клещ-жертва остается живым после такого бесцеремонного вмешательства в его метаболические процессы, а если это самка, то она вполне способна благополучно отложить после этого яйца.

Некоторые виды паразитов в процессе эволюции начинают выделять вещества, необходимые для организма хозяина. В таких случаях паразитизм переходит в мутуализм, т.к. оба организма становятся зависимы друг от друга.

(-/-) КОНКУРЕНЦИЯ

Конкуренция — тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же ограниченных ресурсов.

Конкуренция:

•       внутривидовая
•       межвидовая

Особый интерес для экологии представляет межвидовая конкуренция. В ее анализе важнейшим является принцип конкурентного исключения (закон Гаузе). Его разработал в 1934 году российский биолог Г. Ф. Гаузе (1910–1986) в результате своих классических экспериментов.

Принцип конкурентного исключения определяет, что два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу на одной территории. Из двух видов один всегда, хотя бы незначительно, превосходит другой в этой нише и в конце концов вытесняет менее приспособленный. Для совместного существования виды должны быть экологически дифференцированы, чтобы они могли занять разные экологические ниши. Принцип Гаузе до сих пор продолжает ставить вопросы зоологам, экологам, эволюционистам, всем ученым, изучающим биоразнообразие. Для решения этих вопросов весьма важно изучение организмов в природных, а не только в лабораторных условиях.

Межвидовая кокуренция — соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями разных видов.

Примеры межвидовой конкуренции многочисленны.

1.       И волки, и лисы охотятся на зайцев, поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех другого.
2.       Также в качестве примера можно привести конкуренцию растений в лесу за свет. Вследствие этого возникает ярусность и листовая мозаика.
3.       Насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.

Таким образом, межвидовая конкуренция может иметь два итога:

 либо вытеснение одного из двух видов из сообщества,

•       либо расхождение обоих видов по экологическим нишам.

Внутривидовая конкуренция — соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями одного вида. Это важный фактор саморегулирования популяции.

Примеры:

1.       Птицы одного вида конкурируют за места гнездования. 

Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьей.

2.       Конкуренция за полового партнера может выражаться в песенных состязаниях и в демонстрации брачного наряда.

Аменсализм(-/0)

Аменсализм - это такая форма антибиотических отношений, при которой один вид, воздействуя на другой, подавляет его жизнедеятельность, не извлекая при этом для себя никакой пользы.

Например, деревья затеняют и поэтому угнетают травянистую растительность под их кронами.

В современную эпоху человек, разрушая и загрязняя окружающую среду, превратил большинство видов живых организмов в аменсалов.

Частным случаем аменсализма является аллелопатия

Аллелопатия(от греч. allelon - взаимно, pathos - страдание)- это такая форма антибиотических отношений, при которой взаимодействие организмов происходит посредством специфически действующих химических веществ, выделяющихся во внешнюю среду в процессе жизнедеятельности.

Это явление широко распространено в природе. Многие растения, животные и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду продукты обмена веществ, обладающие определенной биологической активностью, тем самым оказывая влияние на другие организмы.

Явление аллелопатии особенно распространено среди растений:

*выделения листьев горькой полыни угнетают развитие многих растений;

*фасоль подавляюще действует на рост яровой пщеницы;

*корневые выделения пырея - на растущие вблизи с ним другие травянистые растения и даже деревья.

Поэтому это явление необходимо учитывать при совместном выращивании сельскохозяйственных культур.

На животных растения оказывают либо привлекающее, либо отталкивающее действие. Это особенно важно для растительноядных животных при выборе кормовых растений или для паразитов при выборе растений-хозяев.

Например:

*ослабленные в результате физиологических нарушений деревья (например, свежесрубленные деревья) выделяют летучие вещества, информирующие стволовых вредителей о том, что они могут их заселять.

Животные выделяют феромоны - своеобразные активные вещества, влияющие на развитие и поведение особей своего вида, а также сообщающие информацию особям других видов.

Многие микроорганизмы также вырабатывают биологически активные вещества.

Например, широкую известность получили антибиотики пенициллин, стрептомицин и другие продукты жизнедеятельности грибков.