БІОТИЧНІ ЧИННИКИ СЕРЕДОВИЩА

Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

БІОТИЧНІ ЧИННИКИ СЕРЕДОВИЩА

Взаємостосунки між організмами. Якісна особливість живих організмів полягає в безперервному зв’язку з навколишнім сере­довищем – живою та неживою природою. Біотичні зв’язки (між живими організмами) характеризуються великою складністю і різноманітністю, але в основі їх лежать перш за все просторові та харчові відносини. Розрізняють декілька форм взаємодії популя­цій:

1. Нейтралізм, при якому популяції різних видів, що мешка­ють

спільно, не впливають один на одного. Наприклад, мож­на сказати, що білка і ведмідь, вовк і хрущ прямо не взаємо­діють, хоча мешкають в одному лісі.

2. Антибіоз (від грец. anti – проти і bios – життя), при якому обидві взаємодіючі популяції або одна з них зазнає шкідливо­го впливу, який заважає життєдіяльності.

3. Симбіоз (від грец. syn – разом і…біоз) – форма взаємостосу­нків, при якій обидва партнери або один з них отримують ко­ристь при сумісному існуванні. Антибіоз і симбіоз – найваж­ливіші компоненти природного добору, що беруть участь у процесі дивергенції видів, тому розберемо докладніше

їх ос­новні форми.

Негативні, антагоністичні взаємостосунки між рослинами можуть виявлятися таким чином.

1. Взаємне конкурентне придушення. Наприклад, при зміша­них посівах різних видів конюшини вони співіснують, але конкуренція за світло приводить до зменшення густини кож­ного з них.

2. Придушення однієї популяції іншою. Так, гриби, які вироб­ляють антибіотики, пригнічують зростання мікроорганізмів. Взаємодія організмів за допомогою хімічних речовин власти­ва і вищим рослинам. Різні види рослин мають неоднакову потребу в азоті. Ті з них, які можуть рости на бідних грунтах, через кореневу систему виділяють речовини, пригнічують ді­яльність азотфіксуючих бактерій, що вільно рухаються, а та­кож утворення бульб у бобів. Таким шляхом вони запобігають накопиченню в грунті азоту і заселення його видами, які по­требують його у великій кількості.

Конкуренція через харчові ресурси. Ця форма конкуренції була вивчена радянським ученим Г. Ф. Гаузе. При сумісному вирощуванні двох видів інфузорій через деякий час у пожив­ному середовищі залишався тільки один з них. При цьому ін­фузорії не нападали на особин іншого виду і не виділяли шкі­дливих речовин. Пояснення полягає в тому, що вивчені види відрізнялися неоднаковою швидкістю росту. У конкуренції за їжу перемагав вид, що швидше розмножується. У природних умовах конкуренція між близькоспорідненими видами слаб­шає, якщо один з них переходить на нове джерело їжі. Треба сказати, що сумісне проживання близькоспоріднених видів можливе в тих випадках, коли вони розходяться в своїх еко­логічних вимогах, тобто займають різні екологічні ніші. Цим зумовлені відмінності, що є у них в будові, фізіології, виборі місць і термінів розмноження, поведінки, способах і джере­лах живлення тощо. Наприклад, взимку комахоїдні птахи уникають конкуренції за рахунок пошуку різних місць їжі: на стовбурах дерев, в кущах, на пеньках, на великих або ма­лих гілках тощо.

Таким чином, конкуренція, яка виникає між близькими ви­дами, може мати два наслідки: або витіснення одного виду іншим, або різна екологічна спеціалізація видів, яка дає їм можливість існувати спільно. Конкурентні взаємостосунки – один з найважливіших механізмів формування видового складу співтовариства, розподілу видів у просторі і регуляції їх чисельності.

Паразитизм (від грец. parasites – нахлібник) – форма взає­мостосунків організмів, що належать до різних видів і мають характер антагоніста, коли один з них (паразит) використовує іншого (господаря) як середовище існування (середовище 1-го порядку) або джерела живлення, покладаючи на нього регу­ляцію своїх відносин із зовнішнім середовищем (середовище 2-го порядку). У тілі представників паразитичних видів, у свою чергу, можуть мешкати паразити.

Паразитів підрозділяють на облігатних (обов’язкових) і фа­культативних (необов’язкових). Розрізняють тимчасовий па­разитизм (коли паразити нападають на господарів тільки для живлення) і стаціонарний паразитизм (паразити проводять на господарі велику частину життя). Паразитів ділять також на ектопаразитів, що мешкають на поверхні тіла господаря (во­ші, кліщі, блохи), і ендопаразитів, що живуть у внутрішніх полостях, тканинах і клітинах господаря (трихінела, аскари­да, сосальщики, ехінококи, малярійний плазмодій). Стаціо­нарні паразити можуть бути періодичними (у них в циклі розвитку зберігаються вільноживучі стадії і постійними (про­ходять повний розвиток в організмі господаря). У тілі пред­ставників паразитичних видів, у свою чергу, можуть мешка­ти паразити. Це явище отримало назву надпаразитизму.

У паразитів в результаті природного добору розвинулися чис­ленні пристосування (ідіоадаптації), сприяючі добуванню їжі або утриманню в тілі господаря: колючо-смокчучий ротовий апарат, присоски, крюки тощо.

Паразитизм широко поширений у природі. За даними В. О. Догеля, існують 60-65 тис. видів тварин, які ведуть па­разитичний спосіб життя, що складає 6-7 % від загального числа всіх видів на Землі. Кількість паразитичних форм у рі­зних типах тваринного світу неоднакова. Найбільша кіль­кість паразитів встановлена в типі найпростіших, плоских і круглих черв’яків, а також членистоногих.

5. Хижацтво – форма взаємостосунків, при якій організм од­ного виду використовує представників іншого виду як джере­ло їжі однократно (вбиваючи їх). Хижацтво зустрічається практично серед всіх типів тварин від найпростіших до хор­дових (акули, крокодили, орли, вовки), а також серед грибів і комахоїдних рослин (росянка). Різновид хижацтва – каніба­лізм (внутрішньовидове хижацтво) – поїдання одними осо­бами інших свого ж виду. Наприклад, самка павука каракута поїдає самця після спаровування.

Слід підкреслити, що існування паразитів і хижаків зале­жить від пригнічуваних ними популяцій, тому чисельність тих і інших знаходиться в деякій рівновазі.

Паразитичний спосіб життя має глибокий вплив на будову паразитів. Природний добір йде у них у напрямі вдосконалення апарату добування і зберігання їжі та сильного розвитку статевої системи. Так, у кровоссальних видів збільшується місткість трав­ної системи за рахунок утворення сліпих виростів кишкової труб­ки (п’явки, кліщі). Зростає об’єм органів розмноження. У деяких паразитичних форм вони складають основну частину маси тіла. Відповідно і продуктивність паразитів дуже велика. Наприклад, свинячий цепінь (клас стрічкові черв’яки) за добу утворює до 5 млн. яєць. У величезній кількості відтворюється насіння рослин-паразитів, які володіють до того ж довговічністю і зберігають всхожість багато років. Висока плодючість паразитів і стійкість запліднених яйцеклітин (або зародків) в зовнішньому середовищі збільшують вірогідність їх контакту з організмом – господарем.

Завдяки живленню за рахунок господаря будова більшості паразитів спрощується, вони втрачають органи активного життя: органи зору, пересування, спрощується будова органів чуття. У стрічкових черв’яків, що мешкають у кишечнику людини, тобто в живильному розчині, відсутня травна система і живлення здійс­нюється шляхом всмоктування всією поверхнею тіла. Існує своє­рідна форма паразитизму, при якій паразит використовує для живлення не тканини і соки організму господаря, а їжу, призна­чену для його потомства. Деякі мухи відкладають яйця в кубла одиночних ос. Личинки цих мух харчуються тканинами паралі­зованих гусениць, заготовлених осою для свого потомства. Така форма паразитизму отримала назву гнізда. Паразитизм гнізда властивий і хребетним тваринам. Зозуля звичайна відкладає свої яйця в гнізда дрібних гороб’ячих птахів. Пташенята зозулі розви­ваються швидше, ніж пташенята господаря. Вони виштовхують з гнізда чужі яйця або пташенят і одержують всю їжу, яку прино­сять прийомні батьки.

Позитивні, симбіотичні взаємостосунки також представлені різноманітними формами.

1. Одностороннє використовування одним видом іншого без принесення йому шкоди. Сюди відносяться: а) надання іншому виду їжі і б) надання іншому виду притулку. Наприклад, гієни слідують за левами, підбираючи залишки недоїденої ними здоби­чі. Риба – прилипало, присмоктуючись до крупних риб (акул), ви­користовує їх як засіб пересування і, крім того, харчується їх від­ходами. Така форма взаємостосунків носить назву коменсалізму (нахлібництва).

Широко поширено використовування споруд або полостей ті­ла інших видів як притулку. У тропічних водах деякі риби хова­ються в порожнині органів дихання (водних легенів) голотурій (або морських огірків, що відносяться до типу голкошкірих). Мальки інших риб знаходять притулок під зонтиком медуз і за­хищені їх жалкими нитками.

Як захист потомства, що розвивається, риби використову­ють міцний панцир крабів. Карепрокти (ряд скорпеневоподібні) відкладають свою ікру під панцир крабів в його зяброву порож­нину або в мантійну порожнину двостулкових молюс­ків. Відкладені на зябра ікринки розвиваються в умовах ідеаль­ного постачання чистою водою, що пропускається через зябра господаря. Таке ж пристосування виробилося у прісноводої риби горчака, яка відкладає ікру в мантійну порожнину двостулково­го молюска – беззубки.

Така форма взаємостосунків носить назву сінойкья, або квартирантства (від грец. sinoikia – сумісне життя, житло).

Рис. 177. Самка карепрокта камчатського відкладає ікру під панцир краба.

Рослини також використовують інші види як житла. Це так звані епіфіти (від грец. ері – на, понад і…фіт) – рослини, які поселяються на деревах. Епіфітами можуть бути водорості, ли­шайники, мохи, папороті, квіткові. Деревні рослини служать їм місцем прикріплення, але не джерелом живильних речовин або мінеральних солей. Харчуються епіфіти за рахунок відмираючих тканин і виділень господаря, а також шляхом фото­синтезу. У нашій країні епіфіти представлені головним чином лишайниками і мохами.

2. Взаємовигідне співіснування організмів, що відносяться до різних видів, – мутуалізм (від лат. mutuus – взаємний).

Один з найвідоміших прикладів таких відносин – лишайни­ки, являють собою нероздільне співжиттям гриба і водорості, ко­ли присутність партнера стає умовою життя кожного з них. Гіфи гриба, обплітаючи клітини і нитки водоростей, одержують речо­вини, що синтезуються водоростями. Водорості витягують воду і мінеральні речовини з гіф гриба. У вільному стані лишайникові гриби не зустрічаються і здатні утворити симбіотичний організм лише з певним видом водоростей.

Вищі рослини також вступають у взаємовигідні відносини з грибами. Більшість трав і дерева нормально розвиваються тіль­ки тоді, коли на їх корінні поселяються грунтові гри­би.

Рис. 178. Епіфітна орхідея з повітряним корінням на стовбурі дерева.

Утворюється так звана мікориза: кореневі волоски на корінні рослин не розвиваються, а міцелій гриба проникає всередину кореня. Воду та мінеральні солі рослини одержують від гриба, а гриб, у свою чергу, – вуглеводи й інші органічні речовини. Прикладом мутуа­лізму можуть служити терміти і джгутиконосці, що живуть у них в кишечнику та мають здатність переварювати клітковину, що поглинається термітами, яку ці комахи без симбіонтів не здатні засвоювати.