10.Симбиоз. Примеры симбиотических отношений.

Симбиоз.

Объединенные симбиотическими отношениями виды не могут выжить друг без друга, т.е. симбиоз – это прямая противоположность конкуренции.

Лишайник – гриб + зеленые водоросли, совместно живущие в неразделимом организме. В Антарктиде найдены лишайники возрастом 10 тыс. лет (!) – самые древние особи живых организмов Земли. За 100 лет нарастает на 3-4 мм. Более 20 тыс. видов.

Каменный лишайник

Кладония (олений мох)

Шерсть ленивца наполнена симбионтами – зелеными водорослями

Растительноядные животные (термиты олени, люди) и бактерии или простейшие, живущие в их желудках, без которых они не могли бы переваривать целлюлозу.

Цветковые растения и их опылители насекомые, колибри.

Симбиоз  — это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. При этом в ходе коэволюции происходит их взаимоадаптация.

В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза (мутуализм). От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (зачастую орхидеи), чью пыльцу может распространять только один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз — промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.

В более широком научном понимании симбиоз представляет собой любую форму взаимодействия между организмами разных видов, в том числе:

 паразитизм — отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту. Обоюдно выгодный вид симбиоза называют мутуализмом. 

Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, а 

аменсализмом — отношения, вредные одному, но безразличные другому.

11. Структура биосферы как живой оболочки Земли.

Биосфера – земная оболочка, занятая совокупностью организмов, населяющих Землю. Понятие о биосфере было введено австрийским ученым Э. Зюссом в 1875 г. Стройное учение о биосфере было развито В. И. Вернадским, положившим начало ее геохимическому направлению.

Биосфера включает: 1) тропосферу, где активная жизнь может существовать до высоты 10-15 км, перенос покоящихся зачатков происходит до высоты свыше 20 км, т.е. уже в стратосфере; 2) гидросферу, в которой жизнь проникает до наибольших глубин Мирового океана; 3) верхнюю часть литосферы – кору выветривания (мощность 30-60, до 200 м). Кора выветривания – совокупность геологических отложений, образованных продуктами разложения и выщелачивания горных пород различного состава, оставшуюся на месте возникновения или перемещенную на небольшое расстояние, но не утратившую связь с материнской породой. За пределами коры выветривания жизнь может быть обнаружена только в отдельных случаях.

В. И. Вернадский указывал, что под биосферой лежит область осадочных пород (до 5-6 км) биогенного происхождения, не образующая сплошного покрова – стратисфера. Эти породы были созданы в гидросфере под действием трех главных агентов: организмов, воды и ветра (перерабатывает и перемещает породы после их поднятия над уровнем воды). В пределах биосферы существуют области, в которых активная жизнь не возможна (верхние области тропосферы, очень холодные или очень жаркие районы з.ш., где организмы могут существовать только в покоящемся состоянии). Совокупность таких областей биосферы называется парабиосферой (Хатчисон).

Вернадский выделял непрерывный слой живого вещества, занимающий водную толщу и узкой полосой простирающийся по границе литосферы и тропосферы, где он включает почву и подпочву с находящимися в них корнями растений, грибами, микроорганизмами и почвенными животными, и приземную часть тропосферы, в которой располагаются надземные части растений и переносится основная масса их пыльцы, спор и семян. Этот слой называют фитосферой или фитогеосферой, т.к. в нем основными накопителями энергии являются растения. Мощность фитосферы велика только в области океанов, на суши ее мощность не больше 100-150 м. При этом в тропосфере в отрыве от жидкой и твердой оболочек живые вещества могут находятся лишь временно, т.к. некоторые функции, например размножение, здесь не могут быть осуществлены.

Хатчисон выделяют следующие три особенности биосферы:

1. В значительных количествах содержится жидкая вода.

2. Падает мощный поток энергии солнечных лучей.

3. Находятся поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной.

Биомасса животных равна приблизительно 10¹⁶ г, биомасса растений – 10¹⁹ г. На суше биомасса растений примерно на три порядка больше биомассы животных, в океане биомасса животных в 28 раз больше (но очень велика продуктивность растений на единицу площади – в 200 раз больше, чем на суше). Общая биомасса океана на три порядка меньше биомассы суши.

Масса биосферы незначительна по сравнению с массой Земли, однако при такой массе организмы осуществляют свою планетарную роль за счет весьма быстрого размножения, т.е. весьма быстрого круговорота веществ, связанного с этим размножением.

Количество солнечной энергии видимой части спектра, достигающей земной поверхности и используемой организмами, составляет около 55 ккал/см² год. Способность накапливать энергию солнечного света в органическом веществе называется продуктивностью живых организмов. Различают валовую первичную продукцию (общее количество органического вещества или связанной в нем энергии, определяется на 1 м² в год) – это в основном продукция хлорофиллоносных растений, при хемосинтезе бактерий образуется гораздо меньше; чистую первичную продукцию (количество органического вещества или связанной в нем энергии за вычетом расходов на дыхание); вторичную продукцию (продукция организмов, потребляющих или перерабатывающих биомассу, полученную в результате первичной продукции) – это продукция животных и сапробов (потребителей мертвого органического вещества).

Биогенное происхождение имеет большая часть кислорода атмосферы, углекислого газа. Живые организмы влияют на солевой состав гидросферы и являются ведущими агентами почвообразования. По словам В. И. Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».

В настоящее время влияние человека на природу достигло такой степени, что ему приходится соизмерять свою деятельность с возможностями природы. В. И. Вернадским разработано целое учение о ноосфере, представляющей собой сферу взаимодействия природы и человека.