3.5. Биотические факторы

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Взаимоотношения между организмами чрезвычайно сложны и многообразны, и в целом их можно условно разделить на прямые и косвенные (опосредованные). Первые связаны с непосредственным воздействием одних организмов на другие по линии питания: животные получают энергию для своей жизнедеятельности, поедая растения или других животных. Вторые проявляются, например, в том, что растения своим присутствием изменяют режим абиотических факторов среды для животных или других растений. Известно, насколько специфика абиотических условий в пределах лесного массива отличается от условий в ковыльных степях.

Одновременно растения служат непосредственным местом обитания для других организмов. Например, в тканях дерева (в древесине, лубе, коре) развиваются многие грибы, плодовые тела которых (трутовики) можно видеть на поверхности ствола; внутри листьев, плодов, стеблей травянистых и древесных растений живет множество насекомых и других беспозвоночных, а дупла деревьев - обычное место обитания ряда млекопитающих и птиц.

Взаимодействие между живыми организмами (преимущественно животными) классифицируют с точки зрения их взаимных реакций.

Различают гомотипические (от греч. гомос - одинаковый) реакции, т.е. взаимодействие между особями и группами особей одного и того же вида, и гетеротипические ( от греч. гетерос - иной, разный) - взаимодействия между представителями разных видов.

В зависимости от степени ограниченности пищевого рациона виды – гетеротрофы распадаются на три экологические группы: монофаги, олигофаги и полифаги.

У монофагов набор объектов питания ограничен одним видом или несколькими близкими видами одного рода растений или животных. Так, сумчатый медведь коала питается исключительно молодыми побегами бамбука. Рогатая ящерица пустынь Нового Света специализируется на питании муравьями и обычно кроме них ничего не ест. Бабочка грушевая плодожорка встречается только там, где произрастает дикая груша.

Для олигофагов (колорадский жук, тля, ряд паразитов) спектр пищевых объектов ограничен сравнительно узкими рамками и включает небольшое число экологически сходных видов.

К полифагам относится обширный круг животных, которые используют в пищу как растительные, так и животные ткани (тараканы, сверчки, птицы, бурый медведь, барсук, дикий кабан).

3. 5.1. Гомотипические взаимодействия

Жизнедеятельность животных и растений при совместном обитании в значительной степени зависит от численности и плотности популяции. В связи с этим большое экологическое значение имеют явления, связанные с так называемыми эффектами группы и массы.

Под эффектом группы понимают оптимизацию физиологических процессов, ведущую к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании.

Многие насекомые (сверчки, тараканы, саранча) в группе имеют более интенсивный, чем при жизни поодиночке, метаболизм, быстрее растут и созревают. Баклан – главный производитель гуано в Перу, может существовать лишь при условии, если в его колониях насчитывается не менее 10000 особей и на 1 м² приходится 3 гнезда. При совместной жизни легче искать и добывать пищу , а также защищаться от врагов. Объединенные в стаю волки способны убивать добычу более крупных размеров, чем действуя в одиночку. Бизоны, мускусные быки и другие жвачные успешнее обороняются от хищников, если они объединены в стада.

В период массовых размножений стаи насекомых представляют серьезную угрозу сельскому хозяйству. Так, стая саранчи (50х8 км) может включать до 500 млрд. насекомых. Каждый день саранча съедает столько зелени, сколько весит сама. Такая стая может съесть столько растительности, что ее хватило бы на 20 млн. человек (Африка, 80-е годы ХХ столетия).

Эффект группы проявляется как реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Так, у овец вне стада редко учащаются пульс и дыхание, а при виде приближающегося стада эти процессы нормализируются, и овца успокаивается. Эффект группы состоит также в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышением средней продолжительности жизни индивидуума. У многих животных вне группы не реализуется плодовитость. Так, голуби некоторых пород не откладывают яйца, если не видят других птиц. Достаточно поставить перед самкой зеркало, чтобы она приступила к яйцекладке.

Нередко эффект группы проявляется уже при совместном существовании двух животных. Он может приводить не только к положительным, но и к отрицательным результатам. Например, рост головастиков в группе замедляется. Как правило, при небольшой численности группы преобладают положительные эффекты, а при избыточной плотности животных доминируют отрицательные явления. Так, в перенаселенных группах домовых мышей падает плодовитость и даже прекращается размножение.

Самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным насекомым (пчелам, муравьям, термитам). Не обладая способностью длительно существовать в одиночку (что заложено у них в генетической программе), эти насекомые выработали сложную систему сигнализации, которая способствует сохранению их особей во времени и пространстве.

Эффект массы, в отличие от эффекта группы не связан с восприятием особями одного вида присутствия друг друга. Он вызывается изменениями в среде обитания, происходящими при увеличении численности особей и плотности популяции. Как правило, эффект массы отрицательно сказывается на плодовитости, скорости роста, длительности жизни животных. Например, при развитии популяции мучного хрущака в муке постоянно накапливаются экскременты, линочные шкурки, что приводит к ухудшению муки как среды обитания. Это вызывает падение плодовитости и повышение смертности в популяции жуков.

В природе эффекты группы и массы далеко не всегда легко различить, поскольку они нередко проявляются одновременно. Исключительно важную роль играют групповые и массовые эффекты в динамике численности популяций. Здесь следует упомянуть принцип Олли: для каждого вида существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции. Известно, например, что для успешного выживания стадо слонов должно состоять по крайней мере из 25 особей, а стадо северного оленя – минимум из 300 голов. Гнездящиеся совместно чайки и другие птицы часто не могут успешно размножаться, если колония слишком мала. Однако и очень большая численность группы для них оказывается неблагоприятной. Действие принципа Олли объясняется совместным влиянием эффектов группы и массы.

Еще одна форма гомотипического взаимодействия – внутривидовая конкуренция, представляющая соперничество между особями одного вида. В отношении всех видов конкуренции существует правило: чем более совпадают потребности конкурентов, тем острее конкуренция. Следовательно, внутривидовая конкуренция острее межвидовой, конкуренция между особями одной популяции острее, чем между особями разных популяций. Победивший в конкурентной борьбе имеет возможность оставить потомство, а следовательно, передать свои гены по наследству.

В основе конкуренции лежит борьба за доминирование, за пищу, пространство и другие ресурсы между организмами с одинаковыми потребностями. В результате конкуренции одно живое существо лишает части ресурса другое, которое вследствие этого медленнее растет, оставляет меньшее число потомков и имеет больше шансов погибнуть. У растений конкуренция касается главным образом света и воды, и проявляется в явлениях так называемого самоизреживания фитоценозов.

При остром недостатке ресурсов или при переуплотнении популяции возникает крайняя форма внутривидовых взаимоотношений – каннибализм, т.е. поедание себе подобных. Известно около 1300 видов, занимающихся каннибализмом. Он наиболее развит у хищных видов животных (волк, рысь ,гиена, белый медведь, лев, шакал). У хищных рыб (щука, окунь, треска, калуга, морская свинка), у насекомых (хищные клопы, пауки, личинки майского жука, осы), у птиц (совы), у широконосых обезьян – мармозеток. Аборигены о.Пасхи по сей день поедают своих умерших родственников, а у некоторых племен Африки каннибализм процветает до сих пор.

В животном мире каннибализм является своеобразным регулятором, помогающим выжить за счет снижения численности данного вида.