Календарь
Август
Пн   7 14 21 28
Вт 1 8 15 22 29
Ср 2 9 16 23 30
Чт 3 10 17 24 31
Пт 4 11 18 25  
Сб 5 12 19 26  
Вс 6 13 20 27  

Антибиотические отношения: хищничество, паразитизм, конкуренция



Скачать: Антибиотические отношения: хищничество, паразитизм, конкуренция

Содержание реферата

1. Единство жизни, жизнь и физическая среда
2. Питание, общие понятия
3. Хищничество
4. Циклы хищник - жертва
5. Конкуренция
6. Паразитизм
Список литературы

1. Единство жизни, жизнь и физическая среда

Мы часто противопоставляем живое неживому: биологическое физическому или химическому, одушевленное неодушевленному, органическое неорганическому, активное пассивному, биотическое абиотическому. Но несмотря на то, что живую природу почти всегда легко отличить и отделить от неживой, они не существуют раздельно. Совершенно очевидно, что жизнь без физической среды невозможна. Влияние, оказываемое живыми существами на физическую среду, менее явно, однако оно имеет столь же важное значение для сохранения жизни на Земле.
Свойства почвы, атмосферы, озер и океанов, а также разнообразных осадков, превратившихся в породу под действием геологических факторов, частично обусловлены жизнедеятельностью растений и животных. Все живые формы обладают рядом общих свойств, отличающих организмы от камней и других неодушевленных предметов. Движение и размножение это два наиболее очевидных свойства, хотя у многих растений движение выражено чрезвычайно слабо, а рост кристаллов можно было бы описать как своего рода размножение. Исключения, не подчиняющиеся этим двум основными критериям, разделяющим весь мир на биотический и абиотический, менее категоричны, чем кажется на первый взгляд, поскольку движение лишь внешнее проявление более глубокого свойства живых организмов, а именно их способности производить работу, направленную на достижение заранее определенной цели; что же касается размножения, то оно прежде всего представляет собой освобождение структуры и функции биологических систем от прямого воздействия физических законов.
Абстрактность и специфичность генетического материала, передаваемого актом размножения из поколения в поколение, позволяет сравнивать этот материал с языком. Организмы можно сравнить с двигателями внутреннего сгорания, которые производят превращение энергии, с тем чтобы затем произвести полезную работу. Направлена ли деятельность организма на преследование добычи, образование семян, поддержание температуры тела, солевого баланса или таких основных его функций, как дыхание и кровоообращение, он все время стремится оставаться вне равновесия с физическими силами, например с силой притяжения, потоком тепла, диффузией и химическими реакциями. В некотором смысле в этом и заключается секрет жизни. Валун, скатывающийся с крутого склона, освобождает энергию, но никакой полезной работы при этом не производится. Источник энергии в данном случае сила земного притяжения является внешним, и как только валун, скатившийся в долину, останавливается, он вновь приходит в равновесие с силами окружающей его физической среды.
Птица при полете должна непрерывно расходовать энергию для того, чтобы удерживаться в воздухе, преодолевая силу земного притяжения. Она черпает эту энергию из внутреннего источника из той пищи, которую она ассимилировала, а производимая при этом работа направлена на достижение какой-нибудь полезной для птицы цели, будь то преследование добычи, бегство от хищников или миграция. Способность противостоять действию внешних физических сил общее свойство всех живых систем, источник того жизненного начала, которое позволяет отличать живое от неживого. Полет птицы представляет собой одно из высших проявлений жизненного начала, однако столь же несомненно, что и растения, поглощая корнями минеральные вещества из почвы или синтезируя чрезвычайно сложные углеводы и белки, из которых построены их ткани, также производят работу, чтобы противостоять физическим силам.
Физические силы среды нельзя удержать в узде, не затрачивая энергии на совершение работы. В конечном счете необходимую для жизни энергию поставляет внешний источник Солнце. У растений в процессе эволюции выработались особые пигменты (в том числе хлорофилл), которые поглощают световую энергию. Затем эта энергия превращается в химическую энергию питательных веществ сахаров, образующихся из таких простых органических соединений, как двуокись углерода и вода. Этот процесс улавливания энергии называют фотосинтезом, что буквально обозначает объединение при помощи света. Энергия, содержащаяся в химических связях вырабатываемых растениями сахаров, а также белков и жиров, может в дальнейшем использоваться самими растениями или животными, которые питаются либо растениями, либо другими животными, поедающими растения, и т. д., на совершение работы, необходимой для функционирования живого организма.
Жизнь полностью зависит от физической среды: во-первых, организмы получают пищу из этой среды, а во-вторых, распространение растений и животных ограничивается их выносливостью к физическим условиям. Жаркий и сухой климат пустыни и полупустыни препятствует жизни в ней большинства организмов, точно так, как из-за жестокого холода в полярных областях обитать в них могут лишь очень немногие, наиболее выносливые виды. Форма и функции живого организма также определяются физическими условиями среды: так, рыбы, для того чтобы быстро плавать в воде, обладающей вязкостью и плотностью, должны иметь обтекаемую форму, предписываемую законами гидродинамики.
Содержание кислорода в воздухе, равное 21 %, определяет верхнюю границу скорости метаболических процессов у живых организмов. Подобным же образом способность растений и животных рассеивать тепло при помощи таких чисто физических процессов, как охлаждение за счет испарения, теплопроводности и излучения тепла с поверхности тела в окружающую среду, ограничивает уровень их активности и их пребывания под прямыми солнечными лучами.
Жизнедеятельность организмов, в свою очередь, оказывает влияние на физическую среду, и нередко это влияние очень существенно. Кислород, который мы, не задумываясь, потребляем при каждом вдохе, выделяется главным образом зелеными растениями в процессе фотосинтеза. До того как в первичном океане появились зеленые растения, атмосфера Земли состояла в основном из метана (CH4), аммиака (NH3), водяных паров (H2O) и водорода (H2). Первые водные растения стали использовать солнечный свет в качестве источника энергии и уже в процессе фотосинтеза они начали выделять кислород, часть которого освобождалась из океана и накапливалась в атмосфере. На протяжении последних двух миллиардов лет, т. е. со времени появления жизни на Земле, большая часть водорода, некогда содержащегося в первичной атмосфере Земли, улетучилась в космическое пространство. Углерод, входивший в состав метана атмосферы, и азот аммиака ассимилировались растениями, и их место в атмосфере частично занял кислород, высвободившийся в процессе фотосинтеза.
Не менее важное значение оказывают растения на свойства почвы. Их корни проникают в трещинки, даже самые маленькие, и способствуют измельчению породы. Бактерии и грибы ускоряют выветривание горной породы. Грибы выделяют кислоты, растворяющие питательные минеральные вещества, которые затем вымываются из породы, ослабляя ее кристаллическую структуру и ускоряя ее разрушение. Гниющие растительные остатки также выделяют кислоты, которые вызывают химическое выветривание, а частицы детрита изменяют физическую структуру почвы.
Животные, в свою очередь, участвуют в процессе почвообразования, прорывая в земле норы и ходы, вытаптывая ее, а также внося в нее свои экскременты. Таким образом, можно сказать, что взаимосвязь физического и биологического лежит в основе концепции экосистемы в экологии. Несмотря на, то что экосистема самая крупная и во многих отношениях самая важная экологическая единица, сам термин вошел в употребление лишь в 1935 г. Он был создан английским ботаником Тенсли, который писал, что в экосистему входит «...не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы называем средой биома, факторы мест обитания в самом широком смысле. Хотя главным интересующим нас объектом могут быть организмы, однако когда мы пытаемся проникнуть в самую суть вещей, мы не можем отделить организмы от их особой среды, в сочетании с которой они образуют некую физическую систему».
Биотическую и абиотическую части экосистемы связывает непрерывный обмен материалом круговороты питательных веществ, энергию для которых поставляет Солнце. Важное место в этом непрерывном круговороте занимает процесс и формы питания организмов. Остановимся на общих понятиях данного процесса.

2. Питание, общие понятия

Питание эта одна из основных, важнейшая форма связи организмов со средой. Им обеспечивается потребности в большей части всех необходимых веществ. Имеется несколько способов питания. Растения сами готовят себе «пищу», используя для этого неотработанное сырье. Поэтому их называют автотрофами, что буквально означает «самопитающиеся». Животные же извлекают необходимую им энергию из готовой пищи, поедая растения или других животных. Поэтому животных называют гетеротрофами, что означает «питающиеся другими».
Гетеротрофные организмы используют готовое органическое вещество и при его превращении получают необходимые для них соединения и энергию. С пищей и питьем гетеротрофные организмы получают и неорганические соединения   электролиты, обеспечивающие необходимое осмотическое состояние их водной среды.
Среди животных различают первичных, вторичных, и третичных потребителей. Первые это фитофаги растительноядные, питаются фитопланктоном или вегетативными частями высших растений. Вторые это зоофаги,  живут за счет фитофагов. Среди них мелкой пищей питаются «мирные виды» насекомые, многие ракообразные, планктоноядные (планктон организмы, которые обитают в толще воды) и бентосоядные (бентос организмы, обитающие на дне) рыбы, большинство амфибий и рептилий, насекомоядные птицы и млекопитающие и некоторые др. Хищники (плотоядные) питаются относительной крупной добычей. Наружные и внутренние паразиты используют в пищу ткани и соки тела хозяев. Наконец, третьи потребители сапрофаги - поедают мертвое органическое вещество, к ним относятся детритоеды (многие черви и улитки), животные трупоеды, или некрофаги, и питающиеся экскрементами копрофаги.
Часто встречается смешанное в той или иной степени питание, особенно у высших животных (млекопитающих и птиц). Даже для таких плотоядных млекопитающих, как соболи, куницы и некоторые другие, основными видами пищи служат не только животные, но и плоды, семена (кедровые «орехи») и ягоды. Зерноядные птицы, например овсянки, воробьи, зяблики, коноплянки и др., летом в большом количестве поедают мелких беспозвоночных животных и птенцов выкармливают преимущественно ими. «Насекомоядные» синицы и мелкие зверьки землеройки в зимнее время переходят на питание семенами деревьев и трав.
Удивительной особенностью многих паразитов и хищников, питающихся относительно редким и труднодоступным кормом, и отдельных растительноядных (например, улиток) является способность к длительному голоданию.
Высокоспециализированному питанию соответствует своеобразие ферментов. У взрослой саранчи, питающейся исключительно углеводами, из ферментов имеются только карбогидразы, а у бабочек, сосущих нектар, в кишечнике присутствует только инвертаза. У насекомых маллофагов (шерстяной моли, власоедов млекопитающих и пухоедов птиц) имеется кератиназа, расщепляющая трудно растворимые склеропротеины ороговевшего эпителия кожи, волос и перьев. Интересно, что этот же фермент найден и в зобу у некоторых хищных птиц. Паразиты-кровососы (пиявки, блохи, вши, клещи, кровососущие двукрылые и летучие мыши вампиры) обильно снабжены протеолитическими ферментами и веществами, препятствующими свертыванию крови (антикоагулянтами).
Различные типы питания исторически обусловили основные черты строения и функции тела животного, обеспечивающие возможность жить и добывать корм в определенной среде   водной, наземной и т. д. От способов добывания пищи зависит сидячий или подвижный образ жизни, одиночное или групповое существование и многие другие особенности животных. Этому вряд ли можно удивляться, т. к. питание, как сказано выше, основная форма связи со средой, а следовательно и основная функция организма. Разумеется, морфофизиологические и экологические особенности вида нельзя связывать только с питанием, но все они несут отчетливую печать пищевой специализации. Во многих случаях она была ведущим условием исторического образования этих особенностей.
Теперь расскажем подробнее о хищничестве, конкуренции и паразитизме.

3. Хищничество

Хищничество - способ добывания пищи и питания животных (редко растений), при котором они ловят, умерщвляют и поедают пищу. В ходе эволюции животного мира хищничество способствовало, как правило, морфофизиологическому прогрессу. У хищников обычно хорошо развиты нервная система и органы чувств, позволяющие обнаружить и распознать свою добычу, а также средства овладения, умерщвления, поедания и переваривания добычи (острые втягивающиеся когти кошачьих, ядовитые железы паукообразных, стрекательные клетки актиний, ферменты, расщепляющие белки, у многих животных и др.).
По способу охоты хищников делят на засадчиков (подстерегающих жертву) и на преследователей. Иногда, например у волков, встречаются коллективные формы охоты. В некоторых группах животных (пиявки) можно найти разные степени перехода между хищничеством и паразитизмом. Встречаются также переходы между хищничеством и питанием трупами (некрофагия).
Хищники используются в биологической борьбе с видами, нежелательными для человека. Например, повреждающий цитрусовые австралийский желобчатый червец, проникший в конце XIXв. из Австралии в Северную Америку, а затем и в другие части света, практически везде был успешно ликвидирован с помощью его естественного врага хищного жука, специально завезенного из Австралии.
Снижая интенсивность конкуренции среди разных видов жертв, хищник способствует тем самым сохранению их высокого видового разнообразия. Взаимодействия между хищниками и их жертвами (т. е. отношения хищник - жертва) приводят к тому, что эволюция хищников и жертв происходит сопряженно, т. е. как коэволюция; в процессе ее хищники совершенствуют способы нападения, а жертвы - способы защиты. Следствием этих отношений являются сопряженные изменения численности популяций хищников и жертв.
В 20-е гг. А. Лотка и В. Вольтерра независимо друг от друга предложили систему дифференциальных уравнений для описания отношений между хищником и жертвой. Математические модели, предсказывающие обычно колебания обоих компонентов системы (устойчивые, затухающие или с возрастающей амплитудой), широко используются для описания функционирования сообществ.
Хищничество в самом широком смысле, т. е. поглощение пищи, представляет собой главную силу, обеспечивающую передвижение энергии и материалов в экосистеме. Поскольку причиной гибели является хищничество, эффективность, с которой хищники находят и схватывают свою добычу, определяет скорость потока энергии из одного трофического уровня к другому. В качестве одного из строительных блоков, образующих структуру сообщества и обеспечивающих его стабильность, хищничество отличается от конкуренции в одном важном аспекте: конкуренты оказывают друг на друга взаимное влияние, тогда как хищничество процесс односторонний. Правда, хищник и жертва воздействуют друг на друга, но изменения во взаимоотношениях, благоприятные для одного из них, наносят вред другому.
Конкурентное исключение и эволюция экологической дивергенции стабилизируют структуру трофических связей, сводя к минимуму взаимодействие между видами. И напротив, благоприятные либо для хищника, либо для жертвы условия не обязательно повышают присущую сообществу стабильность. Понимание явления хищничества, включая взаимоотношения между хищником и жертвой, паразитом и хозяином, растительноядными животными и растением представляет собой ключ к пониманию внутренних механизмов, лежащих в основе функционирования сообщества.
В этом аспекте необходимо затронуть такие вопросы, как, например, ограничивают ли хищники популяцию жертвы, удерживая ее на более низком уровне, чем это допускает емкость среды? Если хищники столь эффективны, что они могут существенно сокращать популяцию жертвы, то как они удерживаются от чрезмерного выедания? Какое влияние оказывают хищники на конкуренцию между видами жертвы? Направлена ли деятельность хищников на получение максимальных прибылей?
Следует различать два вида хищников. Хищники одного типа питаются главным образом «бесполезными» для популяции особями, вылавливая больных и старых, более уязвимых молодых, а также не нашедших себе территории особей низшего ранга, но не трогают особей, способных к размножению, которые составляют источник пополнения популяции. Хищники другого типа так эффективно питаются особями всех групп, что могут серьезно нарушить потенциал популяции. Сами жертвы и их места обитания определяют тип хищничества, которому они подвергаются. Популяции организмов с небольшой продолжительностью жизни и высокой скоростью размножения часто регулируются хищниками.
Стратегия таких видов жертвы состоит в том, чтобы до максимума увеличить свое потомство, с риском для жизни повысить свою уязвимость для хищников. Так, например, у тли нет иного выхода. Для того чтобы питаться соком из жилок листьев платана, она должна сидеть на плоской поверхности на виду у всех. Мельчайшим водорослям, образующим фитопланктон, вовсе негде укрыться. Их выживание полностью и целиком зависит от случая. У животных, у которых ограничен запас их собственной пищи, скорость размножения низкая и следовательно они должны приложить больше усилий на то, чтобы спастись от хищников. Только при таком распределении сил эти животные могут сдвинуть равновесие между хищником и жертвой в свою пользу. В достижении этой цели жертвам помогает наличие в их местах обитания подходящих укрытий.
Обоюдную адаптацию хищника и жертвы можно рассмотреть на примере скворца и сокола сапсана. Сапсан - замечательная и красивая птица. Чтобы оценить охотничье поведение сапсана, необходимо все это увидеть собственными глазами. Этот сокол нападает и на других птиц одинакового с ним размера; почти вся добыча ловится в воздухе. Сапсаны обладают чрезвычайно острым зрением. Охотящиеся особи поднимаются высоко в небо и парят над землей. Когда в поле зрения сапсана оказывается летящая ниже жертва, сапсан складывает крылья и камнем падает вниз.
Чтобы сделать свою «засаду» невидимой, сокол нередко подлетает к добыче так, чтобы оказаться против солнца. Измерения показали, что падающий сокол развивает скорость свыше 300 км/ч (около 100 м/с). Большинство жертв погибают мгновенно от внезапного удара когтей сокола. Крупным жертвам он дает упасть на землю и съедает их там, а мелких может унести (не удивительно, что охотникам-соколятникам и их собакам крайне трудно поднять мелких птиц на крыло, когда в воздухе их «поджидает» сапсан! Иногда птицы предпочитают стать добычей собак на земле, нежели подняться в небо и оказаться на пути смертельного броска сокола).
Обычно скворцы летают неплотными стаями, но если они иногда со значительного расстояния замечают сапсана, то стая быстро сбивается в кучу. Уплотнение стаи - это специфическая реакция на появление сапсана, которая не возникает в присутствии других хищных птиц. Маловероятно, чтобы сокол атаковал плотную стаю, скорее он нападает на отдельную птицу. И действительно, немного отбившиеся от стаи скворцы-«бродяги» часто становятся жертвами сапсана.
Вероятно, сокол, падающий на плотную стаю, сам может получить увечья. Таким образом успех охоты даже такого незаурядного хищника, как сокол-сапсан, оказывается ослаблен надлежащими поведенческими реакциями жертвы.
Примеры того, как хищники подавляют популяцию жертвы, снижая их численность до уровня, не достигающего емкости среды, очень многочисленны. Приведем некоторые из них.
Эксперименты, проведенные с целью выяснить влияние морских ежей на популяции водорослей, выявили регулирующую роль хищников в некоторых естественных морских экосистемах. Был проведен простейший эксперимент, который состоял в том, чтобы удалить морских ежей, которые питаются прикрепленными водорослями, и проследить за последующим ростом этих водорослей. После того как морским ежам закрыли доступ в литоральные лужи и на поверхности скал, биомасса водорослей быстро увеличилась; следовательно, хищники удерживают популяцию на более низком уровне по сравнению с тем, который могла бы обеспечить среда.
Кроме того, после удаления хищников в этих местах появились другие виды водорослей. Крупные бурые водоросли, разрастаясь, начали замещать красные водоросли. На делянках, расположенных ниже приливной зоны и очищенных от хищников, крупные бурые водоросли образовали под поверхностью океана густой лес и вытеснили большинство мелких видов. Изменения, происшедшие в зарослях водорослей у берегов Южной Калифорнии, служат яркой демонстрацией влияния хищников морских ежей на популяцию водорослей.
Большой интерес среди животных вызывают киты и дельфины. Хотя они живут в воде, они млекопитающие, а не рыбы. Толстый слой жира помогает им сохранять тепло, поэтому они могут жить в холодной воде. Кроме того, китообразные дышат легкими, а не жабрами. На темени у них есть два отверстия-дыхала, через которые животные дышат. И еще: китообразные не откладывают яиц, а рожают детенышей и вскармливают молоком.
В наши дни существует около 76 видов китов, дельфинов и морских свиней. Все они принадлежат к отряду китообразных. У большинства китообразных есть зубы, но они ими не жуют, так как заглатывают добычу целиком. На самом деле зубатым китам зубы нужны лишь для того, чтобы хватать и держать добычу.
Дельфины-белобоки очень резвые пловцы. Благодаря этому они ежедневно добывают от 4,5 до 9 кг съестного. Белуха например добывает пропитание на глубине больше 300 м. Здесь она кормится рыбой, кальмарами, крабами, креветками, двустворчатыми моллюсками и червями. Косатки свою жертву разрывают пятидесятью конусообразными зубами. Этих китов-хищников также называют орками по имени древнеримского бога подземного царства Орка. Косатки могут пополам перекусить тюленя. Мигрируя стадами, они охотятся не только на рыб, но и на крупных гладких китов, дельфинов, морских свиней, ламантинов, черепах и пингвинов. У кашалотов, например, можно наблюдать необычный способ добывания себе пищи. В голове у них образуются звуковые волны, способные парализовать живущих на глубине гигантских кальмаров. Это любимое лакомство кашалоты заглатывают целиком.
У некоторых китов, представителей 10 родов, вообще нет зубов. С верхней челюсти у них свешивается китовый ус в виде рядов костяных пластин. Им киты как ситом отцеживают пищу из воды. Китовый ус и ногти человека состоят из похожего вещества. Любимая еда большинства усатых китов криль похожие на креветок оранжевые морские организмы размером до 5 см. Ученые подсчитали, что лишь субантарктические морские воды содержат около 6,5 млрд т криля, а синий кит ежедневно поглощает более 9 т.
Горбатые киты предпочитают рыбу, а не криль, и ловят они ее особым способом расставляя «сети» из пузырьков воздуха. Выдувая воздух из дыхала, горбачи плавают кругами ниже косяка рыб. Пузырьки воздуха поднимаются вверх, окружая косяк напуганных рыб. Тогда кит заплывает внутрь своей сети и вылавливает попавшую в нее добычу.
Рассмотрим еще в качестве примеров основные черты поведения таких животных, как семейство кошачьих и семейство настоящих сов. Данные семейства не случайно выбраны для сопоставления. Они состоят исключительно из видов-охотников, вооруженных хватающими конечностями, острыми когтями и ножеобразными зубами (клювами, челюстями), в общем, полным набором устрашающих признаков. Отметим, в частности, что совы со своим мягким оперением, бесшумным полетом, скрадывающей манерой охоты и территориальным поведением напоминают как бы летающих кошек. Кстати, рыси и совы похожи даже внешне, включая и кисточки на ушах у рысей и своеобразные перьевые «ушки», придающие рысий вид филинам, сплюшкам и ушастым совам. К тому же, американские филины и рыси имеют одну и ту же базовую жертву зайцев, так что и те и другие в течение более чем полувека являются классическим объектом для моделей сопряженной динамики численности хищника и жертвы.
Семейство кошачьих включает в себя 26 видов и сравнительно мало изменилось за 30 млн лет своего существования. С самого начала это были одиночные хищники, нападающие главным образом из засады. Многие виды охотятся в сумерках или в темноте и обладают прекрасным зрением и слухом. Расчлененная, пятнистая или полосатая окраска делает большинство кошек незаметными для добычи. Самая маленькая кошечка в мире - это ржаво-пятнистый кот, обитающий в Индии и Шри-Ланке. По величине она вполовину меньше домашней кошки и весит от 1 до 3 кг. Самая большая кошка - это манчжурский тигр: самец весит около 300 кг и достигает в длину 4 м.
Пропорции кошек различаются в зависимости от их мест обитания и характера добычи. Виды, лазающие по деревьям, такие как ягуар и леопард, более коренастые, у них более короткие конечности и короткое туловище. Обитатели саванн, такие как сервал и гепард, более напоминают борзых собак: они вытянуты в длину и ноги у них тоже длинные.
Некоторые виды обладают специфическими адаптациями к жизни в экстремальных условиях. Например, песчаный, или барханный кот,один из самых мелких видов, различные подвиды которого обитают в пустынях Северной Африки, Центральной Азии, Пакистана, Прикаспия, имеет длинные конечности, покрытые длинной густой шерстью, вплоть до пяток, что помогает ему легко двигаться в сыпучих песках, а также рыть узкие норы, в которых он пережидает жаркое время суток. Огромные треугольные уши песчаного кота способны улавливать ультразвуковые сигналы, издаваемые потенциальными жертвами. Этот вид способен обходиться без воды, извлекая необходимую жидкость из поедаемой добычи (птиц, грызунов, ящериц, змей и насекомых), в противоположность другому своему родственнику, тигру, который всегда селится около воды и любит плавать.
Способы охоты у кошек различны, при этом одни и те же виды могут варьировать приемы поимки добычи. На мелкую дичь кошки бросаются с вытянутыми вперед лапами и схватывают ее когтями прежде, чем нанесут ей знаменитый свой укус в шею. Крупную добычу требуется валить на землю. Кошки хватают ее за шею либо вцепляются челюстями в морду. Так, гепард, известный как самый быстрый в мире хищник, является и самым грозным. Он весьма узко специализирован к охоте, главным образом на антилоп мелких видов и на телят их более крупных представителей. Он живет в саваннах и пустынях, на участках с глинистыми и щебнистыми почвами и в предгорьях пустынных гор.
Для охоты гепард выбирает участки со слабо пересеченным рельефом и такие, где есть небольшие выходы скал, термитники, отдельно растущие деревья, а также густые небольшие кустарники. В этих условиях хищник может использовать укрытия для скрадывания добычи, убежища от врагов и наблюдательные пункты. Гепард способен на короткой дистанции развивать скорость до 115 км/ч, и редкому животному удается спастись от его стремительного броска, однако этот хищник может преследовать добычу только на твердом грунте и в течение короткого времени. Грозный для своих жертв, гепард уступает другим хищникам в конкурентных схватках, т. к. его узкое тело создано более для бега, а не для схватки. Убитую жертву гепард часто уступает львам или даже гиенам. Молодые гепарды часто становятся жертвами львов, и до взрослого возраста доживает лишь один из 20 котят.
Что касается сов, то они являются главным образом подстерегающими хищниками. Однако эта стратегия опирается на разнообразные способы охоты: одни виды (неясыти, ушастая сова) способны подолгу терпеливо выжидать появления жертвы, другие (полярная и болотная совы, многие сычи) сочетают подкарауливание с поисковым полетом, а иглоногая сова добывает пищу преимущественно на лету. Совы схватывают и закалывают жертву когтями, а клюв служит для измельчения добычи. Они неоднократно возвращаются к недоеденной добыче и могут прятать ее, зарывая, например в листьях. Более того, мелкие совы, например, сычики, устраивают с осени целые склады, которые используют до конца зимы.
Очень опасным хищником для человека является медведь. До сих пор нередки случаи увечий у охотников, оплошавших при стрельбе по медведю. В 1972 г. в ВНИИОЗ от охотника кировчанина Н. Н. Кузнецова поступило сообщение, что в августе в лесу у деревни Сухие Прудки и в 4 км от села Верхотулье в Арбажском районе Кировской области медведь убил в малиннике 55-летнюю женщину. Спустя несколько дней этот же медведь дважды пытался нападать на людей и некоторым нанес небольшие царапины. Зверя - убийцу отстрелил местный охотовед. Лица, осмотревшие тушу медведя, обнаружили следы ранения картечью.
Зверя признали старым; на нижней челюсти все зубы у него были съедены до десен, на верхней - половина зубов была нормальной величины. С 1972 по 1982 гг. в газете «Кировская правда» 6 раз помещались сообщения о нападении медведей на людей, поэтому необходимость расширения медвежьей охоты необходима.
Хочется немного сказать о таком грозном хищнике, как медведь-гризли. Его выделили в отдельный вид. Сейчас ученые пришли к выводу, что это обычный бурый медведь. Среди гризли встречаются довольно одаренные особи, отличающиеся умом, коварством и силой. И чем свирепее и непримиримее становится к человеку такой зверь, тем большим умом и сообразительностью он отличается. В длительном поединке с гризли человеку не всегда достается роль победителя.
В поведении даже разъяренного медведя существуют свои закономерности. Замечали, например, что медведь оставляет свою жертву, как только та прекращает сопротивление и лежит неподвижно. На человека гризли бросается очень стремительно, при этом голова у него всегда опущена. На задние лапы гризли встает только тогда, когда его обуревает любопытство или же он испытывает неуверенность, но не страх. Такой зверь не так уж и опасен. Но вот когда медведь несется как «свинья», то он представляет большую угрозу. В такой ситуации охотник едва ли успевает сделать даже единственный выстрел. Этот гигант, неповоротливый на вид увалень, очень стремителен.
Американский охотник Ральф Янг своей книге «Моя жизнь охотника на медведей Аляски» (1981) пишет, что гризли способен преодолеть за 2 с расстояние, равное 31 м. Охотник говорит, что нападение на оленя было столь стремительным, что жертва не успела даже поднять от земли голову. Ученые утверждают, что самые огромные и мощные медведи живут недалеко от Аляски, на небольшом острове Кадьяк (США). Их так и называют медведи-кадьяк. Об этих исполинах ходят легенды. Уверяют, что медведь одним ударом лапы может сломать хребет крупному самцу лося.
Между питанием животных и питанием растений существует одно важное различие. Большинство хищников, питающихся животными, действуют по принципу «все или ничего», поскольку хищник полностью убивает жертву и съедает ее целиком или большую ее часть. При питании же растениями обычно только часть растения потребляется «хищником». Поэтому «хищничество» на растениях (растительноядность) напоминает паразитизм на животных. Но даже неполное хищничество всегда должно уменьшать способность жертвы выжить и размножаться.

4. Циклы хищник - жертва

Колебания численности хищников и жертвы нередко производят впечатление тесно связанных между собой циклов. Классическим примером служат периодические колебания численности зайца-беляка, за которыми следуют очень сходные колебания численности рыси - одного из главных врагов зайца. Поскольку эти циклы наблюдаются на протяжении длительных периодов, они отражают некое стабильное взаимодействие между популяциями хищника и жертвы. Но экологи до конца еще не установили, действительно ли циклические колебания численности зайцев вызваны воздействием, оказываемым на популяцию хищником - рысью. Возможно, что численность зайцев колеблется в соответствии с изменением количества их собственной пищи, а колебания численности рыси просто пассивно следует за циклическими изменениями популяций жертвы.
Проведенные в лаборатории эксперименты, в которых жертва постоянно получала обильное количество пищи, показали, что хищники могут вызывать циклические колебания численности жертвы. В таких случаях циклические колебания усиливаются под влиянием медленной реакции популяции хищника на изменение плотности жертвы. В случае высокой эффективности хищников популяция жертвы нередко выедается до полного исчезновения; при этом вскоре после исчезновения жертвы вымирают и сами хищники.
Взаимодействия хищник - жертва такого типа могут стабилизироваться лишь в том случае, если некоторому числу особей жертвы удается найти какое-то убежище и избежать уничтожения хищником. Этот принцип продемонстрировал Г. Ф. Гаузе в своих первых работах на простейших. Ученый использовал в качестве жертвы инфузорию Paramecium, а в качестве хищника - другое ресничное простейшее, Didinium. В данном эксперименте хищника и жертву помещали в обыкновенную пробирку, содержавшую питательную среду. В этой простой среде хищники быстро уничтожали всех парамеций, после чего сами погибали от голода. В другом эксперименте Гаузе несколько усложнял среду, помещая на дно пробирки немного стеклянной ваты, в которой парамеции могли укрыться от хищника. В этом случае популяция Didinium погибла, уничтожив всех доступных ей особей жертвы, однако популяция Paramecium восстановилась за счет несколько особей, которым удалось спрятаться от хищников в стеклянной вате.
Так как хищничество очень тесно связано с конкуренцией, то в следующей главе обязательно нужно дать основные понятие об этом явлении.

5. Конкуренция

Энергия протекает через сообщество, переходя от одного звена пищевой цепи к другому, с одного трофического уровня на следующий. Не следует забывать, что каждый трофический уровень занимают не один, а много разных видов. Каждый из этих видов соперничает с другими, стараясь удовлетворить свои потребности в энергии и питательных веществах. Организмы, которые могут использовать одни и те же ресурсы, называются конкурентами. Конкуренцию можно определить как использование некого ресурса (пищи, воды, света, пространства) каким-либо организмом, который тем самым уменьшает доступность этого ресурса для других организмов.
Конкуренция может возникать также в результате непосредственного воздействия конкурентов друг от друга, например, в результате продуцирования токсических веществ. Истощая или используя часть находящегося в недостатке ресурса, конкуренты прямым путем уменьшают его количество, доступное другим организменным единицам.
Конкуренция посредством прямого влияния, например выделения токсинов или агрессивных столкновений, называется интерференционной конкуренцией. Косвенное подавляющее влияние, возникающее, например в результате уменьшения доступности общего ресурса, известно как эксплуатационная конкуренция. Если конкурирующие организмы принадлежат к одному и тому же виду, то взаимоотношения между ними называют внутривидовой конкуренцией; если же они относятся к разным видам, то их взаимоотношения называют межвидовой конкуренцией. В обоих случаях некий ресурс, потребляемый одной особью, уже не может быть использован другой. Пример, когда лисица поймает кролика, то для других лисиц в популяции жертвы становится одним кроликом меньше, причем не только для лисиц, но и для рысей, ястребов и других хищников, которые охотятся на кроликов.
Замедление роста популяции, по мере того как ее численность приближается к численности, соответствующей емкости среды, обусловлено конкуренцией между входящими в ее состав особями. Когда популяция невелика, внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высоких плотностях популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличные ресурсы до уровня, сдерживающего дальнейший рост, и тем самым регулирует численность популяции.
Полевые наблюдения и лабораторные эксперименты создают противоположные впечатления о природе. Мы нередко наблюдаем в природе сосуществование ряда экологически сходных видов, явно использующих во многом одни и те же ресурсы. Часто несколько близкородственных видов деревьев растут в одном и том же месте, причем всем им нужны солнечный свет, вода и содержащиеся в почве питательные вещества. В прибрежных зонах и на внутренних болотах обитают разнообразные птицы, питающиеся рыбой, в том числе белые и другие цапли, крачки, зимородки и поганки. В отличие от этого в лабораторных условиях близкородственные виды существуют редко. Если два вида вынуждены жить за счет одного и того же ресурса, один из них неизбежно гибнет.
Результаты лабораторных исследований по конкуренции привели к формулировке закона конкурентного исключения, называемого также законом Гаузе. Данный закон гласит: два вида не могут сосуществовать, если они зависят от одного и того же лимитирующего их ресурса. Сосуществование видов возможно благодаря их различным потребностям в ресурсах.
Экологи долгое время изучали группы близких видов, живущих в одном и том же месте. В ходе исследований они обнаружили небольшие различия в размерах или способах добывания пищи, дающие возможность каждому виду использовать несколько иные ресурсы, чем остальным, и тем самым избегать интенсивной конкуренции. К примеру, при наблюдении за большим бакланом и хохлатым бакланом (это крупные, темноокрашенные ныряющие морские птицы), которые питаются в одном и том же месте и одним и тем же способом, - оба плавают на поверхности воды и ныряют за рыбой, - создается впечатление, что два этих вида конкурируют за пищу. Но при детальном рассмотрении способа питания этих птиц можно увидеть, что один из них кормится на дне, а другой на средней глубине. Состав пищи перекрывается лишь в малой степени и поэтому между ними нет большой конкуренции. Этот факт точно подтвердился после анализа содержимого желудков обоих видов. 80 % пищи большого баклана состоит из угрей и сельди, которые плавают на значительном расстоянии от дна. Хохлатый баклан питается придонными формами, в частности камбалой и креветками.
Чрезвычайно интересен пример специализации у 8 близкородственных видов червей, паразитирующих в нижних участках пищеварительного тракта греческой черепахи. Все восемь видов червей питаются неассимилированными остатками пищи, но каждый из них предпочитает слегка отличающиеся от других по консистенции и составу, характерные для определенного участка толстой кишки.
Межвидовая конкуренция имеет место между особями экологически близких видов. Она может быть пассивной, это когда происходит потребление ресурсов внешней среды, необходимых обоим видам. 0на может быть и активной (подавление одного вида другим). Приведем пример. Так, в литературе тигра называют главным конкурентом леопарда, и бытует мнение, что где много тигров, нет леопардов. Известны случаи, когда тигр убивал леопарда, например в Индии. В Непале зафиксированы факты поедания тигром убитых им леопардов. Известен случай, когда тигрица убила и почти полностью съела самку леопарда, а затем убила и перетащила тигрятам двух котят этой семьи.
Подробные исследования экологического разобщения тигра и леопарда, проведенные в Национальном парке Читаван в Непале, показали, что оно достигается благодаря различию в использовании определенных типов растительных формаций, в суточной активности, а также в использовании добычи разных весовых категорий. В заповеднике Кедровая падь, по данным учета 1983-1984 гг., показано, что рост численности леопарда произошел в тех местах, где увеличилась численность тигра. Наблюдается явное тяготение обоих хищников к одним и тем же урочищам. Не установлена также биотопическая разобщенность.
В долине р. Ананьевка замечено незначительное предпочтение леопардом скалистых участков, где тигр бывает реже, что, впрочем характерно и для тех мест, где эти хищники не контактируют. Здесь и леопардом и тигром используются одни и те же места переходов, охот, отдыха. Одной из главных причин, привлекающих тигра и леопарда в одни и те же биотопы, является обилие пятнистого оленя, предпочитаемого здесь ими вида добычи, а также сходство в манере использования территории.
Часто межвидовая конкуренция возникает между близкородственными видами при установлении вторичного перекрывания ареалов, когда географическая изоляция нарушается уже после завершения процессов видообразования. Зачастую имеют место антагонистические отношения между родственными видами, когда один вид вытесняет другой (это и есть принцип конкурентного исключения Гаузе).
Естественный отбор при межвидовой конкуренции направлен на увеличение экологических различий между конкурирующими видами и образование ими разных экологических ниш.

6. Паразитизм

Паразитизм - это форма взаимоотношений двух различных организмов, принадлежащих к разным видам и носящих антагонистический характер, когда один из них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания (среда 1 порядка) или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой (среда 2 порядка). Паразитизм известен на всех уровнях организации живого, начиная с вирусов и бактерий и заканчивая высшими растениями и многоклеточными животными. Внешние проявления отношений в системе паразит - хозяин, степень их специализации (различные приспособления к паразитированию и приуроченность паразитов к различным органам и тканям) и специфичности (приуроченность определенного вида паразита к определенному виду хозяина) могут быть различными. Узкая специфичность говорит о древнем происхождении системы.
Антагонистичность отношений паразит - хозяин определяется тесным взаимодействием партнеров, при котором организм хозяина часто воспринимает паразита как антиген, вызывающий образование антител и др. иммуннобиологических реакций. В процессе эволюции этой системы проявляется тенденция к сглаживанию антагонистических отношений между партнерами (например, низкая патогенность многих паразитов в филогенетических древних системах). Однако даже в самых стабильных системах паразит-хозяин отношения между партнерами построены по принципу неустойчивого равновесия, нарушение которого может привести к распаду системы и гибели одного из обоих партнеров.
Паразиты принимают участие в регуляции численности популяций хозяев (на этом основаны многие биологические методы борьбы), а иногда и определяют направленность микроэволюции процессов. Например, у некоторых групп населения Африки как реакция на действие возбудителя малярии может сохраняться ген серповидноклеточной анемии. Паразитов подразделяют на облигатных (обязательных) и факультативных (необязательных). Различают временный паразитизм - это когда паразиты нападают на хозяев только для питания, и стационарный когда паразиты проводят на хозяине 6 ч жизни. Паразитов также делят на эктопаразитов, обитающих на поверхности тела хозяина, и эндопаразитов, живущих во внутренних полостях, тканях и клетках хозяина. Стационарные паразиты могут быть периодическими (у них в цикле развития сохраняются свободноживущие стадии) и постоянными (проходят полное развитие в организме хозяина).
Характерная особенность паразитов - редукция у них органов (например, пищеварительного тракта, органов чувств, конечностей) и усложнение других (половой системы, органов прикрепления). С развитием паразитических свойств возрастает специализация паразита, сужается круг его хозяев. У животных встречаются паразиты многих типов. Имеются отряды и классы, целиком представленные паразитами. Из простейших это споровики, из плоских червей это трематоды, моногенеи и цестоды, из насекомых блохи, вши.
Как правило, хозяин бывает заражен несколькими видами паразитов, которые локализуются в различных органах и тканях и образуют своеобразное сообщество паразитоценоз. Часто жизненный цикл паразита чрезвычайно сложен и связан не с одним, а с несколькими хозяевами, иногда далекими друг от друга в систематическом отношении. Пути проникновения паразитов в организм хозяина различны: они могут попадать в пищеварительный тракт с пищей, активно пробуравливать покровы и внедряться через них, передаваться при посредстве переносчиков и др. Известны такие формы паразитических взаимоотношений, когда сами паразиты служат хозяевами для других паразитов, например некоторые микроспоридии паразитируют в трематодах, цестодах и др. паразитах. Такое явление называется гипер или сверхпаразитизмом; у насекомых могут быть паразиты 2, 3 и 4-го порядков.
Географическое распространение паразитов связано с распространением их хозяев и с особенностями среды обитания.
Среди грибов и растений также известно много паразитических видов. Неизвестны лишь паразитические формы мхов, папоротникообразных и голосемянных растений. Одни растения - паразиты могут содержать хлорофилл и могут вырабатывать органические вещества в процессе фотосинтеза, другие питаются за счет хозяина.
Большая часть грибов и растений эктопаразитов находятся вне хозяина (мучнисторосяные грибы, повилика), лишь органы питания - гаустории - контактируют с живыми клетками. Тело эндопаразитов погружено в живую ткань хозяина, снаружи остаются лишь органы размножения. Многие низшие грибы внутриклеточные паразиты. Облигатные и близкие к ним паразиты (ржавчинные, головневые и мучнисторосяные грибы) поражают преимущественно хорошо развитые растения; факультативные обычно поражают их изолированные части (например, овощи и плоды при хранении)
Изучение паразитизма чрезвычайно важно для борьбы с паразитами возбудителями болезней человека, промысловых и домашних животных, а также диких и культурных растений.
В заключение хочется отметить, что смысл данного реферата состоит в том, чтобы показать, как складываются отношения в мире животных, от чего зависит численность тех или иных популяций, как сосуществуют различные виды и что является главным, ведущим фактором прогресса.

Список литературы

1. Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Изд-во Мир, 1979.
2. Малов 0. Смерть притаилась в зарослях. М.: Колос. 1994.
3. Биологический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1989.
4. Наумов Н. П. Экология животных. М.: Высшая школа, 1963.
5. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981.
6. Эриксон А. Мир природы. Киты и дельфины. М., 1995.
7. Пикунов Д. Г., Коркишко Г. К. Леопард Дальнего Востока. М.: Наука, 1992.
8. Резникова Ж. З. Между драконом и яростью (этологические и эволюционные аспекты межвидовых отношений животных). М.: Научный мир, 2000.
9. Вайсфельд М. А., Честин И. Е. Медведи (бурый, белый, гималайский). М.: Наука, 1993.
10. Чернова Н. М., Былова А. М. Экология. М.: Просвещение, 1984.



  © Реферат плюс


Поиск

  © REFERATPLUS.RU  

Яндекс.Метрика