Взаимодействие между различными организмами

Взаимодействие между различными организмами (растениями, животными и микроорганизмами), совместно населяющими некоторую общую среду, называются коакциями. Они делятся на два типа: гомотипические реакции, т.е. взаимодействие между особями одного и того же вида, и гетеротипические реакции, или взаимоотношения между особями разных видов. Основными гомотипическими реакциями являются эффект группы, эффект массы, внутривидовые конкуренция и паразитизм, а также каннибализм. В более широком масштабе гомотипические реакции составляют основу существования популяций, закономерности которого будут рассмотрены позднее. В данном разделе речь идет в первую очередь о взаимодействии одиночных организмов друг с другом. 1. Эффект группы. Проживание в группе себе подобных отражается на протекании многих физиологических процессов в организме животного. У искусственно изолированных особей заметно меняется уровень метаболизма (обмена веществ), быстрее тратятся резервные вещества, не проявляется целый ряд инстинктов и ухудшается общая жизнеспособность. Наоборот, в группе наблюдается ускорение темпов роста животных и повышение средней продолжительности жизни особей, повышается плодовитость, быстрее формируются условные рефлексы. Например, ушастые ежи в группе повышают потребление кислорода в 1,5 раза. Важный показатель эффекта группы - это территориальность (привязанность к определенному месту обитания). Эффект группы не проявляется у видов, ведущих одиночный образ жизни. 2. Эффект массы оказывает негативное влияние на членов популяции в условиях перенаселения среды и сопровождается сокращением численности популяции. Между эффектом группы и эффектом массы существуют переходные состояния, когда действие обоих эффектов уравновешивает друг друга. Эффект группы и эффект массы дают закономерность, называемую принципом Олли: для каждого вида существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции. 3. Внутривидовая конкуренция может приводить к дифференциации вида, когда вид распадается на популяции, занимающие разные территории (процесс дивергенции). Различают две основные формы конкуренции - прямую и косвенную. Прямая конкуренция, или интерференция, осуществляется путем прямого влияния особей друг на друга. Интерференция проявляется в конкуренции за физическое пространство, когда особи препятствуют друг другу в получении определенного ресурса и с этой целью охраняют свою территорию. Косвенная, или эксплутационная, конкуренция проходит опосредованно - через потребление одного и того же ограниченно доступного ресурса. Считается, что внутривидовая конкуренция острее и жестче межвидовой, т.к. у особей одного вида более сходные потребности в ресурсах. 4. Каннибализм наиболее развит у хищных видов, например, рыб - щук, окуней, трески и др. В условиях обостренной конкуренции за пищу и воду каннибализм может проявляться и у нехищных животных. 5. Внутривидовой паразитизм. В гомотипической форме паразитизм встречается относительно редко, и характеризует в основном отношения разных полов. Так, самки глубоководных рыб-удильщиков носят на себе самцов, которые питаются как паразиты. Такой паразитизм имеет приспособительное значение - наличие «карманных» самцов исключает необходимость затраты энергии на поиск партнеров для размножения. Комбинации взаимного влияния разных видов друг на друга (гетеротипические реакции) включают следующие формы: 1. Нейтрализм. В этом случае два вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния - притом, что оба обитают в одной и той же среде. В реальности нейтрализм встречается относительно редко, и, чаще всего, означает, что один из взаимодействующих видов не является постоянным жителем данного местообитания. 2. Конкуренция. Для межвидовой конкуренции действует «закон конкурентного исключения» Г.Ф. Гаузе: в условиях ограниченных пищевых ресурсов два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида сосуществовать не могут и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Конкурентные отношения являются важнейшим механизмом формирования видового состава сообщества, пространственного распределения видов и регуляции их численности. Они также способствуют эволюционному развитию видов. 3. Мутуализм - это взаимовыгодные отношения между особями двух видов. Каждый из пары организмов разных видов может жить, расти и размножаться только в прямом взаимодействии с другим. Если объединение этих двух особей облигатное, т.е. ни одна из сторон не может существовать без другой, то такие взаимоотношения называют симбиозом. Симбиоз играет важную экологическую роль. Примерами симбиоза являются: • Взаимоотношения между грибами и наземными сосудистыми растениями. Грибы не способны к фотосинтезу, поэтому они оплетают корень растения и проникают в его ткани. В результате грибы получают из корней органические вещества, а у растений за счет разветвленных грибных нитей в сотни и тысячи раз увеличивается всасывающая поверхность корней. Кроме этого, некоторые микоризные грибы выступают в роли редуцентов и разрушают сложные органические вещества до простых. Грибы также выделяют антибиотики и защищают корни растений от патогенных микроорганизмов. • Растения живут в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, которые обогащают почву азотистыми веществами. Другой формой мутуализма является межвидовая взаимопомощь (протокооперация). В этом случае обе популяции образуют сообщество, которое не является обязательным, но взаимовыгодно. Т.е. каждый вид может существовать отдельно, но жизнь в сообществе приносит обоим пользу. Примером протокооперации является совместное гнездование нескольких видов птиц или выпас нескольких видов травоядных для более эффективной защиты от хищников. 4. Комменсализм. В этом случае деятельность одного организма (хозяина) доставляет пищу и/или убежище другому (комменсалу). Комменсалы односторонне используют другой вид, извлекая пользу, в то же время хозяин не имеет никакой выгоды или заметного вреда. Пример комменсалов- сотрапезников - рыбы-прилипалы, сопровождающие акул и избавленные от необходимости охотиться, имея возможность питаться остатками пищи акулы. 5. Аменсализм. Биотическое взаимодействие двух видов, при котором один вид причиняет вред другому, не получая пари этом для себя ощутимой пользы. Часто наблюдается в растительном мире - например, при затенении участка земли крупным растением (деревом), за счет чего более мелкие растения лишаются необходимого им солнечного света. Формой аменсализма можно считать аллелопатию - химическое воздействие одних организмов (растений, грибов) на другие при помощи продуктов метаболизма (эфирных масел, фитонцидов, антибиотиков). Это способствует вытеснению одним организмом всех прочих видов из их совместной среды обитания. 6. Паразитизм. Организм одного вида (паразит) живет за счет другого (хозяина), находясь внутри (эндопаразит) или на поверхности (эктопаразит) тела хозяина. Эндопаразиты питаются либо содержимым пищеварительного тракта хозяина, либо - иногда - непосредственно тканями его тела; они неспособны в течение своей жизни менять хозяина, и обычно погибают вместе с ним. Эктопаразиты обитают на коже хозяина и способны переходить от одного хозяина к другому. 7. Хищничество. Поедание одного организма (жертвы) другим (хищником), когда жертве до или в процессе поедания причиняются повреждения, ведущие к смерти. При этом особо оговаривается, что оба организма должны относиться к животным, и гибель жертвы должна происходить непосредственно после контакта с хищником. Эти оговорки необходимы, чтобы отделить хищничество от процессов питания растительноядных животных, а также от некоторых форм паразитизма.