ЖИВІ ОРГАНІЗМИ ЯК ОСОБЛИВЕ СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ

РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ. ЛЮДИНА І БІОСФЕРА

§ 28. ЖИВІ ОРГАНІЗМИ ЯК ОСОБЛИВЕ СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ

Що таке симбіоз? Хто такі хазяїн і паразит? Що таке прості й складні життєві цикли?

Особливе середовище існування – живі організми – за своїми властивостями значно відрізняється від інших. Воно досить різноманітне. Так, якщо на організми, які мешкають на поверхні інших, фактори довкілля впливають безпосередньо, то на ті, що живуть усередині хазяїна, ці фактори діють лише опосередковано. В ролі хазяїв можуть бути будь-які організми

– від бактерій до квіткових рослин і ссавців.

Що таке симбіоз? Усі форми співіснування різних видів організмів називають симбіозом (від грец. сим – разом і біос – життя). Симбіоз може грунтуватись на харчових зв’язках (коли організм хазяїна, залишки його їжі чи продукти життєдіяльності слугують їжею симбіонту) або просторових (симбіонт оселяється всередині або на поверхні організму хазяїна чи організми різних видів спільно використовують певні місцеіснування: нори, черепашки тощо) (мал. 118).

Мал. 118. Бульбочкові бактерії (1) на коренях бобової рослини

Симбіоз

може бути обов’язковим або необов’язковим. У першому випадку існування обох організмів або одного з них неможливе один без іншого (гриби, що входять до складу лишайників, стьожкові черви – паразити хребетних тварин тощо). У другому випадку організми можуть існувати разом або окремо один від одного (наприклад, деякі актинії і раки-самітники). Залежно від характеру взаємозв’язків розрізняють такі основні типи симбіозу: паразитизм, коменсалізм і мутуалізм.

Що таке паразитизм? Паразитизм (від грец. пара – біля та ситос – живлення) – тип взаємозв’язків між організмами різних видів, за яких один із них (паразит) тривалий час використовує іншого (хазяїна) як джерело живлення і середовище існування, частково чи повністю покладаючи на нього регуляцію своїх взаємозв’язків із зовнішнім середовищем. Паразитизм трапляється серед різних груп організмів (мал. 119, 120): бактерій, грибів (сажки, борошнисто-росяні, ріжки), тварин (найпростіші, плоскі та круглі черви, членистоногі) і, навіть, рослин (повитиця, вовчок). Усі віруси – внутрішньоклітинні паразити.

Паразитизм – приклад антагоністичних взаємозв’язків між організмами: хазяїн за допомогою імунних та інших захисних реакцій намагається позбутися паразитів, а ті, у свою чергу, – їх послабити або повністю нейтралізувати. В деяких випадках паразити так впливають на імунну систему хазяїна, що вона не розпізнає їх як чужорідні об’єкти і не виробляє проти них захисні реакції.

Протягом спільного історичного розвитку паразит і хазяїн пристосовуються один до одного, і гострота їхніх антагоністичних взаємозв’язків зменшується! Це пояснюється тим, що передчасна загибель хазяїна може спричинити і загибель паразита. Тому паразити, в яких зв’язки з організмом хазяїна виникли еволюційно відносно недавно (наприклад, людина і вірус СНІДу) або невластиві йому, як правило, завдають більшої шкоди, ніж ті, що пройшли з організмом хазяїна тривалий шлях спільної еволюції (наприклад, бичачий ціп’як і людина).

Існування в такому специфічному середовищі, як організм хазяїна, зумовлює формування у паразитів особливих пристосувань. Оскільки фактори зовнішнього середовища впливають на паразитів переважно через організм хазяїна, в них спостерігають спрощення або повну втрату певних органів чи їхніх систем (травної, нервової, органів чуттів). Натомість, у паразитів, як правило, добре розвинені органи прикріплення (присоски, гачки тощо) і статева система (наприклад, у члениках деяких видів стьожкових червів закладається від 2 до 14 наборів чоловічих і жіночих статевих органів). Тому для більшості паразитів характерна значна плодючість. Наприклад, самка людської аскариди відкладає за добу до 240 тис. яєць, а бичачий ціп’як протягом усього життя (до 18 років) – понад 10 млрд. Це пояснюється загибеллю великої кількості паразитів ще до завершення їхнього розвитку.

Мал. 119. Гриби – паразити рослин:

1 – головня пшениці; 2 – трутовик

Мал. 120. Паразити людини та тварин:

1 – трипанозома; 2 – коростяний свербун;

3 – воша головна; 4 – трихінела (а – самка, б – самець)

Багатьом паразитам властиві складні життєві цикли, які супроводжуються зміною різних поколінь, хазяїв і середовищ життя, що забезпечує їхнє виживання та розповсюдження.

Слід зазначити, що паразити, проникаючи в різні органи й тканини хазяїна, забезпечені чималими запасами їжі. Багато паразитів внутрішніх органів мешкає в умовах нестачі або відсутності вільного кисню, внаслідок чого в них переважають процеси безкисневого розщеплення запасних поживних речовин (переважно глікогену).

Роль паразитів у житті людини і культурних рослин, звичайно, зрозуміла. Але яка ж їхня роль у природі? Безсумнівно, паразити відіграють певну роль у природних угрупованнях організмів. Одні з них, які мало шкідливі для місцевих видів, можуть спричиняти тяжкі захворювання особин тих видів, які нехарактерні для даних угруповань. Наприклад, паразитування одноклітинних тварин – трипанозом – у крові антилоп не спричиняє тяжких наслідків, але, потрапивши в організм людини, вони призводять до смертельно небезпечної сонної хвороби. Так паразити ніби “захищають” екосистеми від Проникнення нових видів. Інші паразити, шкідливі для видів місцевих екосистем, регулюють їхню чисельність, запобігаючи надмірному зростанню густоти популяцій хазяїна (наприклад, збудник чуми в поселеннях бабаків, чорних пацюків та інших гризунів).

Що характерне для коменсалізму? Коменсалізм (від лат. ком – разом і менса – стіл, трапеза) – такий тип взаємозв’язків між організмами різних видів, за якого один із них (коменсал) використовує іншого (хазяїна), його житло, залишки їжі чи продукти життєдіяльності, не завдаючи йому помітної шкоди. Проте і користі коменсал організму хазяїна не приносить. Прикладом коменсалізму може слугувати оселення невеликого краба (пінікси) в мантійній порожнині двостулкового молюска (гребінця), де він живиться залишками їжі хазяїна.

Коменсалізм може відбуватись у формі квартирантства або нахлібництва. В першому випадку коменсал використовує для оселення організм хазяїна чи його житло, в другому – живиться залишками його їжі чи продуктами його життєдіяльності.

Прикладом квартирантства слугують орхідеї, які оселяються на стовбурах дерев (мал. 121), а нахлібництва – інфузорії, що мешкають у шлунку жуйних парнокопитних і живляться симбіотичними бактеріями. А один із середземноморських крабів (мелія) постійно тримає в клешнях двох актиній (мал. 121), споживаючи частину їхньої здобичі. У деяких випадках коменсал може завдавати шкоди організму хазяїна. Так, гатерія (плазун, який нагадує ящірку), що мешкає в гніздах буревісників на островах Нової Зеландії, живиться різними безхребетними тваринами. Але, в деяких випадках може поїдати яйця і пташенят птахів.

Що таке мутуалізм? Мутуалізм (від лат. мутуус – взаємний) – такий тип співіснування різних видів, від якого вони дістають взаємну користь. Часто види, які перебувають у мутуалістичних взаємозв’язках, не можуть існувати один без одного. Наприклад, деякі одноклітинні джгутикові постійно мешкають у кишечнику комах (тарганів, термітів тощо). Джгутикові виробляють особливі ферменти, які розщеплюють целюлозу до простих цукрів, що легко засвоюються організмом комахи. Постачаючи хазяїну поживні речовини, ці найпростіші знаходять у їхньому кишечнику їжу й захист від дії несприятливих умов довкілля. Якщо комах штучно позбавити найпростіших, вони загинуть від голоду навіть за достатньої кількості целюлози в їжі, оскільки ферменти, які розщеплюють цю сполуку, самі не виробляють.

Іншими прикладами мутуалістичних взаємозв’язків слугують відносини актинії і рака-самітника (мал. 122), а також бульбочкових бактерій і кореневої системи бобових рослин. Так, рак-самітник для актинії є засобом пересування, що краще забезпечує її їжею, актинія, завдяки своїм жалким клітинам, забезпечує надійний захист рака. Бульбочкові бактерії, які оселяються в клітинах кореневої системи бобових рослин, постачають їм нітроген, тобто перетворюють атмосферний азот на такі хімічні сполуки, які можуть засвоїти рослини. Бактерії, у свою чергу, одержують від рослин синтезовані ними органічні сполуки (мал. 118).

Мал. 121. Коменсалізм:

1 – орхідея на стовбурі дерева:

2 – краб-мелія з актиніями

Мал. 122. Мутуалізм:

1 – актинія на черепашці рака-самітника;

2 – лишайник (а – клітини водорості, б – грибниця)