Взаимодействия между видами в сообществах
Ни один организм в природе не существует вне связей со средой
и другими организмами. Эти связи – основное условие функционирования экосистем. Через них осуществляется образование цепей питания, регулирование численности организмов и их популяций, реализация механизмов устойчивости систем и другие явления. В процессе взаимосвязей происходит поглощение и рассеивание энергии и в конечном счете осуществляются средообразующие, средоохранные и средостабилизирующие функции систем.
Подобные экосистемные связи обусловлены всем ходом эволюционного процесса. По этой причине и любое их нарушение не остается бесследным, требует длительного времени для восстановления. Целесообразно выделять взаимосвязи и взаимоотношения организмов в природе (экосистемах) как различные понятия.
Взаимосвязи организмов.Взаимосвязи обычно классифицируются по «интересам», на базе которых организмы строят свои отношения.
Самый распространенный тип связей базируется на интересах
питания. Такие связи носят название пищевых или трофических(от гр. trophе – пища, питание). В данный тип связей выделяется питание одного организма другим или продуктами его жизнедеятельности (например, экскрементами), питание сходной пищей (например, мертвым органическим веществом). Этим типом связей объединяются растения и насекомые, опыляющие их цветки. На базе трофических связей возникают цепи питания.
Связи, основанные на использовании местообитаний, носят название топических(от гр. topos – место). Например, топические связи возникают между животными и растениями, которые предоставляют им убежище или местообитание (насекомые, прячущиеся в расщелинах коры деревьев или живущие в гнездах птиц; растения, поселяющиеся на стволах деревьев, но не паразиты). Не только трофическими, но и топическими отношениями связаны паразиты с организмами, на которых они паразитируют.
Следующий тип связей носит название форических(от гр. phora – ношение, несение). Они возникают в том случае, если одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, плодов, спор). Животными это распространение может осуществляться как на наружных покровах, так и в пищеварительном тракте.
Выделяют также тип связей, которые носят название фабрических(от лат. fabrica – мастерская). Наблюдаются они в тех случаях, когда особи одного вида используют для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живые организмы другого вида, например постройка гнезд птицами, откладывание рыбкой горчак икринок в мантийную полость моллюсков и т. п.
Взаимоотношения организмов.Данная классификация строится по принципу влияния, которое оказывают одни организмы на другие в процессе взаимных контактов. Эти взаимоотношения можно обозначить математическими значками «+»,«–», «0» (положительные, отрицательные, нейтральные).
Если взаимоотношения обоим партнерам выгодны, они обозначаются значками (+,+) и носят название мутуализма.Степень этих связей различна. В ряде случаев организмы настолько тесно связаны, что функционируют как единый организм. Например, лишайники, представляющие симбиоз гриба и водоросли. Водоросль поставляет грибу продукты фотосинтеза, а гриб для водоросли является поставщиком минеральных веществ и, кроме того, субстратом, на котором она живет. В то же время сожительство грибов с корнями растений (микориза) носит хотя и взаимовыгодные, но не в такой степени тесные взаимоотношения. Тип взаимовыгодных отношений широко распространен. Сюда относятся и микроорганизмы, населяющие пищеварительный тракт животных и способствующие усвоению пищи, и в ряде случаев травоядные животные. Установлено, что исключение поедания трав животными может иметь следствием оскудение растительных сообществ, снижение ими продуктивности и устойчивости. Даже умеренное объедание листьев древесных растений насекомыми или их гусеницами может быть положительным не только для животных, но и для растений.
Протокооперация (+,+) – необязательное, но обоюдовыгодное взаимоотношение. Например, муравьи, переносящие семена растений.
Взаимоотношения, которые положительны для одного вида и отрицательны для другого (+,–), характеризуются как хищничество, паразитизм и аллелопатия.Хищник и паразит обычно приспосабливаются к использованию других организмов (их жертв и хозяев), а последние, в свою очередь, имеют адаптации, которые сохраняют им жизнь. Эти типы взаимоотношений обычно играют большую роль в регулировании численности организмов. Интенсивное размножение хищников и паразитов обычно имеет следствием уменьшение численности их жертв или хозяев. В свою очередь, уменьшение численности жертв и хозяев подрывает кормовую базу хищников и паразитов, что ведет к сокращению их численности и т. д.
В конечном счете имеет место обычно пульсирующая численность организмов, вступающих в такие типы взаимоотношений.
Хотя взаимоотношения типа хищничества и паразитизма сходны по результатам влияния на численность особей, они резко различаются по образу жизни и адаптациям. Во взаимоотношениях хищник-жертва оба организма постоянно совершенствуются: первый в плане успешности охоты, второй – в отношении самосохранения. И в том, и в другом случае требуется быстрая реакция, высокая скорость передвижения, хорошее зрение, обоняние и т. п. Во втором типе взаимоотношений у паразита адаптации идут по пути специализации структур на использование хозяина как источника пищи и «благоустроенного» местообитания. Результатом этого является упрощение многих органов (пищеварительный тракт, накожные покровы, органы передвижения, чувств и др.). Вместе с тем, поскольку жизнь паразита очень тесно связана с хозяином, он адаптирован на выживание во внешней среде после смерти хозяина. Достигается это за счет большого количества зачатков (семян, спор, цист и т. п.), обычно долго сохраняющихся в среде. Адаптации хозяина направлены, как правило, на уменьшение вреда от паразита. Это проявляется в выработке активного иммунитета, заключении внутренних паразитов в различного вида капсулы (галлы, цецидии и т. п.).
Взаимоотношения, невыгодные обоим партнерам (–,–), носят название конкуренции.Последняя тем сильнее, чем ближе потребности организмов к фактору или условию, за которые они конкурируют. В этом отношении наиболее близки интересы организмов одного вида, и, следовательно, внутривидовая конкуренция рассматривается как более острая по сравнению с межвидовой. Однако данное положение противоречит тому факту, что практически все механизмы существования вида направлены на его выживание. Такое противоречие решается тем, что на внутривидовом уровне есть механизмы, которые позволяют снять остроту конкурентной борьбы, в том числе жертвуя частью особей.
Очень распространенным типом взаимоотношений является комменсализм(от позднелат. commensalis – сотрапезник) – отношения, положительные для одного и безразличные для другого партнера (+,0), их иногда делят на «нахлебничество», когда один организм (комменсал) любым способом получает остатки пищи со «стола» другого организма (например, акулы и сопровождающие их мелкие рыбы, белый медведь, песцы и белые чайки), и «квартирантство», или синойкийю (от гр. син и гр. oikos – дом, жилище – сожительство), когда одни организмы используют другие как «квартиру», убежище. Например, молодь некоторых морских рыб прячется под зонтик из щупалец медуз или некоторые насекомые живут в норах животных, гнездах птиц, используя их только для укрытия; обитание мхов
и лишайников на деревьях. Еще один из вариантов комменсализма – форезия – перенос особей хозяином.
Аменсализм(от лат. amens – безрассудный, безумный) – отрицательный для одного организма и безразличный для другого (–,0) тип взаимоотношений. Например, такое явление, как «цветение воды»: планктонные водоросли, особенно сине-зеленые, в массе размножаются в водоеме.
В процессе жизнедеятельности данных организмов в водоем поступают продукты их жизнедеятельности, которые оказываются токсичными для других обитателей экосистемы. Это вызывает массовую гибель или вытеснение многих видов животных.
Отношения, при которых организмы, занимая сходные местообитания, практически не оказывают влияния друг на друга, носят название нейтрализма(0,0). Например, белки и лоси в лесу.