16. Биотические взаимоотношения- антибиоз.

Антибиоз. Это формы отрицательных, антагонистических взаимоотношений в следующих формах:

Хищничество (+; -). Любой гетеротрофный организм может существовать лишь за счет других гетеротрофных или автотрофных организмов.

Хищниками называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищников характерно специфическое охотничье поведение.

Если размеры тела жертв намного меньше размеров питающихся ими животных, то численность объектов питания высока и сами они легкодоступны – в этом случае деятельность плотоядного вида превращается в поиск и простой сбор добычи.

Такое собирательство характерно, например, для насекомоядных птиц – куликов-зуйков, ржанок, зябликов, коньков, поползней и др.

Однако между типичным хищничеством и типичным собирательством у плотоядных существует множество промежуточных способов добывания пищи.

Например, ряд насекомоядных птиц характеризуется охотничьим поведением при поимке насекомых (стрижи, ласточки).

Сорокопуты, мухоловки подстерегают и затем нагоняют жертву как типичные хищники.

Хищничество встречается во всех крупных группах эукариот.

Частным случаем хищничества является каннибализм – поедание особей своего вида, чаще всего молоди.

Каннибализм часто встречается у пауков (самки поедают самцов), у рыб проявляется как поедание мальков. Даже у крокодилов самка нередко вынуждена поедать собственных детенышей. Самки млекопитающих (мышей, полевок) тоже иногда съедают своих детенышей.

Паразитизм (+; -). Это отношения, при которых представители одного вида используют представителей другого вида как источник и место постоянного или временного обитания.

Переход к паразитизму резко увеличивает возможность вида выжить в борьбе за существование.

Паразитизм не всегда можно отличить от хищничества.

Например, миноги, относящиеся к классу круглоротых, европейская речная минога, нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве, минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Выделения щечных желез миноги препятствует свертыванию крови, разрушают эритроциты и вызывает распад тканей. Многие рыбы погибают от ран.

+17. Конкуренция (-; -). Это взаимоотношения, возникающие между видами со сходными экологическими требованиями.

Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении: уменьшаются возможности овладения пищевыми ресурсами, убежищами, местами для размножения.

Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до мирного совместного сосуществования.

Тем не менее, если два вида с одинаковыми потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытеснит другого (принцип конкурентного исключения Гаузе).

В результате конкурентного исключения в биоценозе уживаются совместно только те виды, которые смогли разойтись в своих экологических требованиях, соответственно, заняли свои экологические ниши.

Конкуренция может иметь два следствия: либо вытеснение одного из видов, либо расхождение обоих видов по их экологической специализации.

Конкурентные отношения – один из важнейших механизмов формирования видового состава сообщества, пространственного распределения видов и регуляции их численности. Они играют большую роль в эволюции вида.

17. Моде́ль Ло́тки — Вольтерра́ (более правильным является произношение Вольте́рры, однако этот вариант мало распространён в русском языке) — модель межвидовой конкуренции, названная в честь её авторов — (Лотка, 1925; Вольтерра 1926), которые предложили модельные уравнения независимо друг от друга.

Такие уравнения можно использовать для моделирования систем «хищник-жертва», «паразит-хозяин», конкуренции и других видов взаимодействия между двумя видами (Одум, 1986)

В математической форме предложенная система имеет следующий вид:

где:

•  — количество жертв

• — количество хищников

•  — время

• , , и  — коэффициенты, отражающие взаимодействия между видами

ПЛАНКТОННЫЙ ПАРАДОКС

отсутствие конкурентного исключения доминирующих видов в фитопланктоне, воспроизводство которого происходит за несколько дней или даже часов; несовпадение мест питания, исключающее конкуренцию. По Дж. Хатчинсону (1961), каждая водоросль — центр истощения биогенных элементов, уменьшающегося к периферии. На этой основе автор показал, что чем короче жизненный цикл особей доминирующего вида, тем меньше приложим к нему принцип конкурентного исключения.

18. Представление о биоценозе. Отношения в биоценозах. Концепция экосистемы (А.Тенсли) и биогеоценоза (В.Сукачева). Видовая структура биоценоза. Индекс обилия, частота встречаемости и степень доминирования. Индекс видового разнообразия Шеннона- Уивера.

В 1935 г. английский ученый Артур Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1942 г. Владимир Николаевич Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего сообщества и окружающей неорганической среды – о круговороте вещества и превращениях энергии. Развитие экосистемного анализа привело к возрождению на новой экологической основе учения о биосфере, принадлежащего крупнейшему русскому ученому Владимиру Ивановичу Вернадскому. Биосфера предстала как глобальная экосистема, стабильность и функционирование которой основаны на экологических законах обеспечения баланса вещества и энергии.

Центральными понятиями синэкологии являются: «биоценоз» (К. Мебиус, 1877), «биогеоценоз» (В. Н. Сукачев, 1942), «экосистема» (А. Тенсли, 1935)

Биоценоз – взаимосвязанная совокупность микроорганизмов, грибов, растений и животных, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью к условиям окружающей их среды (биотопа).

Биогеоценоз – эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдерживающая, однородная природная система функционально взаимосвязанного комплекса живых организмов и окружающей их абиотической среды, характеризующаяся относительно самостоятельным обменом веществ и особым типом использования потока энергии Солнца.

Экосистема – любое единство (подчеркивается безразмерность), включающее все организмы, взаимодействующие между собой и с окружающей их средой таким образом, что поток энергии, проходящий через систему, создает ее видовое разнообразие, определенную трофическую структуру и круговорот веществ.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их по численности или массе. Очевидно, чем больше экологических ниш в биоценозе, тем богаче его видовой состав. В свою очередь, число возможных экологических ниш возрастает с увеличением видового разнообразия.

Для оценки количественного соотношения видов в биоценозах используют индексы разнообразия.

В синэкологии существуют понятия альфа-разнообразие, бета-разнообразие и гамма-разнообразие.

Альфа-разнообразие – показатель сложности биоценоза. В наиболее простом варианте измеряется числом видов на единицу площади. Однако чаще одновременно с оценкой числа проводится учет их соотношения, т.е разнообразия количественных участий или выравненности видов.

Измерение альфа-разнообразия возможно многими индексами разнообразия, каждый из которых отражает лишь одну из сторон этого показателя. Наиболее распространенными мерами являются индекс Шеннона-Уивера и индекс Симпсона.

Бета-разнообразие – показатель, измеряющий степень дифференцированности распределения видов по градиентам местообитаний, т.е. показывающий скорость изменения состава биоценоза вдоль пространственных и экологических градиентов ландшафта.

Гамма-разнообразие – показатель, объединяющий альфа и бета-разнообразие. Простейшим случаем оценки может быть список видов в пределах одного ландшафта.