Биология

Биотические связи в природе

БИОЛОГИЯ

9 класс

Тема: основы экологии

Урок 57. Биотические связи в природе

Анисимов Алексей Станиславович,

учитель биологии и химии,

Москва, 2012

 

Одно из любимых летних приключений – тихая охота – поход в лес за грибами. Грибники хорошо знают, что под осиной можно найти грузди и подосиновики, под елью – рыжики и белый гриб, под ольхой – трюфель и молочай. Если детально изучить биологическое обоснование таких «находок», можно стать замечательным и даже легендарным грибником. Дело в том, что грибы помогают дереву расти, снабжая его корни питательными веществами, такими как азот и фосфор, в то время как растение возвращает долг в виде необходимых грибам сахаров – углеводов. Благодаря этому древнему сотрудничеству и растения, и грибы могут успешно развиваться.

Живые организмы приспосабливаются к различным природным факторам. Кроме того, им приходится уживаться с себе подобными, а также множеством других живых организмов.

Ни один вид, ни один живой организм не могут существовать отдельно. Вся живая природа, по сути, представляет собой сложнейшую систему биотических связей, от которых зависят возможности питания, размножения, распространения организмов, их способность проживать совместно.

Рис. 1.

Рис. 2.

Зависимости организмов друг от друга могут быть разнообразными, кроме того, могут быть также различными отношения внутри этих связей: от взаимополезных до взаимоневыгодных. К примеру, практически все организмы состоят в пищевых связях.

От пищевых связей зависит жизнь организмов, обеспеченность их энергией, эти связи также называют трофическими.

Рис. 3.

Они носят всеобщий характер, так как нет ни одного вида на Земле, который не служил бы пищей другим или сам не использовал бы для этих целей другие виды. Трофические отношения образуют в сообществах сложную систему, которую называют сетью питания.

Рис. 4.

Ее можно схематически изобразить, как густую паутину, охватывающую весь органический мир, начиная с любого вида.

Рис. 5.

Пищевые связи между организмами играют очень важную роль:

1. Обеспечивают передачу органического вещества и заключенной в нем энергии от одного организма к другому.

2. Служат механизмом регуляции численности популяций в природе.

Рис. 6.

Пищевые отношения между организмами стоят заслоном на пути чрезмерного размножения отдельных видов, что делает природные сообщества более стабильными.

Рис. 7. 

Среди способов добычи пищи различают: хищничество, паразитизм, собирательство и пастьбу. Все они отличаются по затратам времени и энергии на получение пищи.

Типичные хищники, такие как волк, тигр, беркут и другие, – тратят много сил на поиск и овладение живой добычи, которая сопротивляется или убегает, они убивают и съедают в течение жизни много жертв.

Рис. 8. Волк, тигр и беркут

Собиратели, такие как воробьи, гуси, пчелы, – тратят энергию в основном на поиск и сбор добычи, которая не способна сопротивляться.

Рис. 9. Воробей, гусь и пчела

Паразиты, такие как аскарида, свиной цепень и другие, – живут в условиях избыточных пищевых ресурсов, используя хозяина и как место обитания.

Рис. 10. Аскарида и свиной цепень

Пасущиеся животные питаются обильным кормом, который не приходится особенно искать, и он легкодоступен.

Рис. 11. Газели Томсона

Своеобразными собирателями являются фильтраторы и грунтоеды в водоемах и почвах, а также насекомые-опылители.

Рис. 12. Креветка - фильтратор и шмель

Хищничество – это способ добывания пищи и питания, когда животные ловят, умерщвляют и поедают других животных.

Рис. 13.

Иногда любую связь, при которой один вид поедает другой, расширительно называют связью «хищник – жертва», используя в данном случае слово «хищник», как синоним слова «поедатель», даже если это относится к растительноядным организмам, таким как слоны, бобры или зайцы.

Рис. 14.

Рис. 15. Слон, бобёр и заяц

Паразитизм – это способ питания за счет питательных веществ другого организма (хозяина), причем последний от этого не погибает, но чувствует себя угнетенно.

Рис. 16.

В мертвом теле хозяина паразиты не живут.

Рис. 17. Ремнец

Имеются виды организмов, которые паразитируют на других организмах, но способны одновременно и сами добывать пищу, такие организмы называют полупаразитами.

Рис. 18.

Например, растения омела, мытник, паразитируя на других растениях, одновременно сами осуществляют фотосинтез.

Рис. 19. Омела

Взаимно невыгодным типом связи между видами является конкуренция. Это явление возникает в условиях, когда несколько видов существуют за счет одного источника ресурсов, при этом ресурсы эти ограничены. Если вид встречает в своем месте обитания конкурента, ему достается меньше ресурсов, и это отражается на возможности размножения и на численности его популяции. Поэтому конкуренция неблагоприятна для обоих взаимодействующих видов – жизнь каждого из них была бы лучше в отсутствие другого.

Рис. 20.

Взаимовыгодные связи. Мутуализм и симбиоз – так называются взаимовыгодные отношения, когда совместное существование видов значительно повышает выживаемость каждого из них в борьбе за существование.

Рис. 21.

Взаимоотношения цветковых растений и их опылителей, ягодных кустарников и животных – распространителей их семян, жвачных копытных и их желудочной микрофлоры – это широко известные примеры таких взаимно выгодных связей.

Рис. 22.

Мутуализм и симбиоз – близкие по смыслу понятия, но это не синонимы.

Рис. 23. Пример мутуализма и симбиоза

Мутуализмом называют любые взаимополезные обязательные и случайные связи между организмами.

Рис. 24.

Например, отношения между раком-отшельником и актинией.

Рис. 25. Рак-отшельник с актинией на раковине

Симбиозом (греч. symbiosis – «сожительство») именуют связи, превратившиеся в тесное физическое сожительство.

Рис. 26.

В симбиотических связях обычно участвуют виды, настолько зависимые друг от друга, что по отдельности они существовать уже не могут.

Рис. 27. Чайный гриб

Примеры симбиоза – это лишайник, симбиоз гриба с цианобактерией или водорослью, а также микориза, симбиоз гриба и корня высшего растения.

Рис. 28. Лишайник и микориза

Существуют и другие формы зависимости организмов друг от друга, например, комменсализм – это односторонняя связь.

Рис. 29.

Она выгодна одному из партнеров и безразличны другому. Это может быть так называемое нахлебничество, когда один вид питается остатками пищи другого вида.

Рис. 30.

Это может быть квартиранство, то есть обитание в норах или гнездах без вреда хозяину, а также размещение растений на стволах и ветвях деревьев.

Рис. 31.

Одностороннюю выгоду получают некоторые виды, используя других для расселения. Так, мелкие клещи, которые питаются разлагаемой материей, расселяются на жуках или мухах, используя их в качестве живого транспорта.

Рис. 32.

Семена и плоды многих растений имеют прицепки, что позволяет им путешествовать на шерсти животных.

Рис. 33.

Человек, пробирающийся через заросли череды, также способствует распространению семян этого вида, когда вынужден затем выбирать их со своей одежды.

Значение биотических связей трудно переоценить, они объединяют живую природу в единое целое, без них невозможно формирование устойчивых сообществ. Наличие и переплетение разнообразных биотических связей в природе вызывает так называемые цепные реакции, когда в результате разрыва связи путем уничтожения или, наоборот, внедрения человеком отдельных видов может измениться всё сообщество.

Рис. 34.

Поэтому так важно знать формы этих связей и их количественные характеристики.

Трофическая сеть

Связи внутри трофической сети могут быть очень разнообразными, например, представители грызунов, такие как мыши, сурки, суслики, могут поедать десятки растений, но, между тем, сами становятся пищей для крупных хищников и множества паразитов.

Рис. 35.

Каждый из этих видов связан пищевыми отношениями со своими жертвами или потребителями.

Рис. 36.

Мертвые остатки растений или животных также служат источниками пищи для множества других видов: моллюсков, червей, грибов, бактерий.

Рис. 37.

В трофической сети нет ни начала, ни конца, так как каждый вид прямо или косвенно связан со многими.

Экологические группы по способу питания

В одну и ту же экологическую группу по способу питания могут попасть совершенно неродственные виды. К примеру, собирателями являются грифы-падальщики, лесные мыши, воробьи, голуби и насекомоядные растения, такие как росянка или пузырчатка.

Рис. 38.

Отфильтровывают пищу в водоемах дафнии, моллюски, киты, морские растения.

Рис. 39.

Жуки божьей коровки и их личинки в колониях тлей пасутся так же, как корова на лугу: не тратя времени на поиск пищи.

Рис. 40.

А хищные муха-ктырь и стрекоза-коромысло на лету догоняют добычу, как это делают соколы в воздухе, а львы и гепарды на земле.

Рис. 41. Муха-ктырь, стрекоза-коромысло, сокол, лев и гепард

 

Подумайте:

1. Какие биотические связи человека с организмами других видов вам известны?

2. Почему паразиту не выгодна смерть хозяина?

3. Что такое нейтрализм? Вспомните виды биотических связей.

4. Приведите пример трофической цепи. Есть ли у нее начало и конец?

 

Ссылки на литературу

1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – М.: Дрофа, 2009.

2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.

3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005.