Живые организмы как особая среда обитания

Многие виды гететрофных организмом в течение всей жиз­ни или части жизненного цикла обитают в живых существах, тела которых служат для них средой, существенно отличаю­щейся по свойствам от внешней. Использование одними жи­выми организмами других в качестве среды обитания - очень древнее и широко распространенное в природе явление. Так на организмы, живущие на поверхности других, факторы окру­жающей среды влияют непосредственно, а на организмы, живущие внутри хозяина, эти факторы действуют только опосредованно. В роли хозяев могут выступать любые орга­низмы - от бактерий до человека. Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяев, тем больше степень их дифференцированности, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. Все формы сосуществования различных видов организмов называют симбиозом (от греч. сим - вместе, биос - жизнь). Симбиоз может основываться на пищевых (когда организм хозяина, остатки его пищи или продукты жизнедеятельности служат пищей симбионту) или пространственных (симбионт посе­ляется внутри или на поверхности организма хозяина или же организмы различных видов совместно используют опреде­ленные места обитания: норы, раковины и др.) взаимосвязях.

Симбиоз может быть обязательным, когда существования обоих организмов или одного из них невозможно без другого (например, грибы, входящие в состав лишайников). При необязательном симбиозе организмы могут существовать как вместе, так и отдельно друг от друга (например, актинии и раки-отшельники).

Паразитизм - такой вид взаимосвязей между организмами различных видов, когда один из них (паразит) более или менее длительное время использует другого (хозяина) как источник питания и среду обитания, частично или полностью возлагая на него регуляцию своих взаимоотношений с внешней средой. Паразитизм встречается среди различных групп организмов: бактерий, грибов (головневые, мучнисто-росяные), животных (простейшие, плоские и круглые черви, членистоногие) и даже растений (повилика, заразиха). Все вирусы — внутрикле­точные паразиты.

Паразитизм - пример антагонистических взаимоотноше­ний между организмами: хозяин с помощью иммунных за­щитных реакций стремится избавиться от паразитов, а те, в свою очередь, - их ослабить или же полностью нейтрали­зовать. В некоторых случаях паразиты влияют на иммунную систему хозяина таким образом, что она не различает их как чужеродные объекты (антигены) и не вырабатывает в ответ антитела.

На протяжении совместной эволюции паразит и хозяин приспосабливаются друг к другу, а острота их антагонисти­ческих взаимоотношений сглаживается. Это объясняется тем, что преждевременная гибель хозяина может вызвать и гибель паразита. Поэтому паразиты, у которых связи с орга­низмом хозяина возникли исторически недавно или же не свойственные ему (например, вирус иммунодефицита чело­века), как правило, приносят больше вреда, чем те, которые прошли с организмом хозяина длительную совместную эволю­цию (например, бычий цепень и человек).

Различают паразитов, обитающих на поверхности орга­низма хозяина, - эктопаразиты (вши, перьевые клещи и т.д.), и внутри его - эндопаразиты (сосальщики, ленточные черви, личинки желудочных оводов и др.).

Биоценоз - совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих участок суши или водоема. Биоценоз является составной частью биогеоценоза (экосистемы). Термин «биоценоз» предложил К. Мебиус (1877).

Местом жизни биоценоза является биотоп, под которым понимаются условия окружающей среды на определенной территории: воздух, вода, почвы и подстилающие их горные породы. Именно в этой окружающей среде существуют растительность, животный мир и микроорганизмы, составля­ющие биоценоз.

Основу биоценозов составляют фотосинтезирующие орга­низмы (преимущественно зеленые растения). Растительные сообщества - фитоценозы, определяют границы биоценоозов (например, биоценоз соснового леса, ковыльной степи).

Видовое разнообразие биоценоза определяется количест­вом видов, популяции которых входят в его состав. Сущест­вуют биоценозы с незначительным (пустыни, тундра) и богатым (тропические леса) видовым разнообразием. Видовое разнообразие зависит от продолжительности существования биоценоза: в процессе его становления и развития видовое разнообразие, как правило, увеличивается. Наиболее многочисленные виды называют доминирующими. Домини­рующие виды определяют характер биоценоза в целом (например, виды ковыля в ковыльной степи, дуб и граб в дубово-грабовом лесу).

Видовая структура обусловлена как видовым разнообра­зием, так и соотношением численности и плотности попу­ляций отдельных видов.

Пространственная структура определяется, в первую очередь, пространственным расположением различных видов растений - ярусностью. Различают ярусность надземную (определенное расположение надземных частей различных видов растений) и подземную (соответственно, корневых сис­тем). Надземная ярусность снижает в биоценозе конкурен­цию растений за свет. Ярусное расположение растений влияет также и на пространственное расположение популяций животных, которые трофически или пространственно связаны с растительностью

Экологическая структура биоценоза определяется соотно­шением популяций разных экологических групп организмов (их жизненных форм). По типу питания все организмы делят на автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы.

Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистем - спо­собность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Основу возникновения и существования биоценозов пред­ставляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основные условия жизни видов в сообще­стве, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.

Нейтрализм - эта такая форма биотических взаимоотношений, когда сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом случае виды не связаны непосред ственно друг с другом и даже не контактируют между собой. Например, белки и лоси, обезьяны и слоны и т.п. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами сообществ.

Аменсализм - это такие биотические отношения, при которых происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Эти отношения обычно относят к прямой конкуренции и называют антибиозом. Наиболее хорошо они изучены у растений, которые приме­няют различные ядовитые вещества в борьбе с конкурентами за ресурсы и это явление называют аллелопатия.

Аменсализм весьма распространен в водной среде. Например, цианобактерии, вызывая цветение воды, тем самым отравляют водную фауну, а иногда даже скот, который приходит на водопой. Такие «способности» проявляют и другие водоросли. Они выделят пептиды, хинон, антибио­тики и другие вещества, которые ядовиты даже в малых дозах. Называют эти яды эктокринными веществами.

Хищничество и паразитизм: отношения хищник-жертва и паразит-хозяин являются результатом прямых пищевых связей, которые для одного из партнеров имеют отрица­тельные последствия, а для другого - положительные. Все варианты пищевых экологических связей можно отнести к этим группам взаимодействия. В том числе и корову, поедаю­щую траву. Любой гетеротрофный организм в сообществе существует за счет поедания другого гетеротрофа или автотрофа.

Хищниками называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищ­ников характерно охотничье поведение. Изобилие насеко­мых, их малые размеры и легкодоступность превращают плотоядных хищников, обычно птиц, в простое «собира­тельство» добычи, подобно тому, как собирают семена, зерна птицы, питающиеся ими. Насекомоядные хищники по способу овладения пищей приближаются к пастьбе травояд­ных животных. Некоторые птицы могут питаться и насеко­мыми и семенами.

Паразитизм - это такая форма пищевой связи между видами, кода организм-потребитель (консумент) использует тело живого хозяина не только как источник пищи, но и как место своего обитания (постоянного и временного). Паразиты намного мельче своего хозяина. Насекомые паразиты часто бывают разносчиками эпидемий: вши - тифа, клещи - энцефалита и др.

К положительным видам взаимодействия относят ком­менсализм, протокооперацию и мутуализм. Их можно рассмат­ривать как стадии последовательного совершенствования положительных взаимодействий в ходе эволюции.

Комменсализм - это наиболее простой тип положитель­ных взаимодействий. Комменсалы - организмы, которые поселяются в жилищах других организмов, не причиняя им зла и не принося вреда. Для тех животных, у которых они «квартируют», комменсалы безразличны. В океанах и морях в каждой раковине - организмы, которые получают здесь укрытие, но не причиняют «владельцу» этой раковины никакого зла.

Протокооперация - это следующий шаг к более тесной интеграции, когда оба организма получают преимущества от объединения. Например, краб и кишечнополостное, которое маскирует и защищает его, но, в свою очередь, оно получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство.

Мутуализм (симбиоз) - следующий этап развития зависи­мости двух популяций друг от друга. Объединения происхо­дит между весьма разными организмами, и наиболее важные мутуалистические системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Примером может служить сотрудничество между азотофиксирующими бактериями и бобовыми расте­ниями.

Из сказанного выше ясно, чтоустойчивость биоценозов (гомеостаз) зависит прежде всего от изменений в структуре сообществ, от динамики видового разнообразия, от изменений в трофической цепи и, визвестной мере, от регуляции биоценоза с помощью аллелохимических факторов, и др.

Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (призем­ный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компо­нентов, объединенных обменом вещества и энергии в единый природный комплекс. Понятие «биогеоценоз» введено В.Н. Сукачевым (1940).

Очень крупные наземные экосистемы: степи, саванны, пустыни и т. д. называются биомами. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем. Экосистемы не изолированы друг от друга, между ними находятся переходные зоны, где встречаются многие виды, характерные для контактирующих экосистем.

Следовательно, все экосистемы взаимосвязаны и взаимозависимы.

Установив максимальную размерную единицу экосистемы — биогеоценоз, можно построить иерархический ряд экосис­тем.

Каждый из иерархических уровней экосистем целесообразно рассматривать не только как систему, объединяющую подразделения низшего порядка, но и как самостоятельную экосистему, обладающую всеми присущими ей свойствам. В зависимости от размера биотопа можно выделить экосистемы различного порядка. Так, биогеоценоз - это экосистема низ­шего порядка, биосфера - экосистема высшего, или первого порядка.