Mazurkevich_ta_in_Ekologiya_u_vet_med

тісному зв’язку з іншим (хазяїном), використовуючи його як джерело їжі та середовище існування.

Паразитами можуть бути:

Гриби – паразитують як на зовнішніх покривах тіла тварини, так і на слизових оболонках органів травлення, верхніх дихальних шляхів та, іноді, внутрішніх органів. Наприклад, гриби роду Candida спричинюють таке захворювання як кандидомікоз.

Віруси – внутрішньоклітинні паразити, життєдіяльність яких проходить у клітинах організму хазяїна (клітини при цьому руйнуються).

Бактерії – паразити, що живуть за рахунок живих організмів. Хвороботворні бактерії можуть викликати захворювання тварин та людини, такі як чума, тиф, туберкульоз, ентерит, менінгіт, ботулізм, газову гангрену, сибірку та багато інших. Більшість видів бактерій утворюють спори, які можуть зберігати життєздатність тривалий час (десятки або й сотні років).

Багато видів комах та кліщів, плоских та круглих червів також паразити і самі є причиною виникнення захворювання тварин, або переносниками збудників хвороб.

Цікавий факт: у хазяїв паразитів з’являється пристосування до співжиття з ними. Чим давніша система хазяїн – паразит, тим менше шкоди завдає паразит своєму хазяїнові. Так, в екваторіальній Африці у антилоп з давніх часів паразитує одноклітинний паразит – трипаносома, не викликаючи помітного захворювання, проте коли трипаносома мухою цеце буде перенесена до неспецифічного для неї хазяїна – людини, то викличе смертельне захворювання, так звану сонну хворобу.

Симбіонти – організми, які співіснують, не наносячи один одному шкоди, знаходяться у взаємовигідних стосунках.

Прикладом симбіозу у тваринному організмі можуть бути окремі види непатогенних мікроорганізмів, які населяють організм здорових тварин.

Мікрофлора шкіри багата на різні бактерії, актиноміцети і гриби. У поверхневих шарах шкіри коней виявлені стафілококи, стрептококи, диплококи, сарцини, кишкова та псевдо дифтерійна бактерії.

Мікрофлора дихальних шляхів. За допомогою різних методів встановлено, що у коней в нормальному стані бронхіальна система та альвеоли легенів стерильні і лише при патологічних процесах (бронхіт, пневмонія) з них можуть бути виділені пневмококи, пастерели, стрептококи.

Мікрофлора шлунково-кишкового тракту. Відомо, що у плода шлунково-кишковий канал стерильний, однак уже в перші години після народження спостерігається заселення кишечнику мікрофлорою, причому деякі види мікроорганізмів, зокрема E.coli, залишаються постійною складовою частиною мікробоценозу кишечнику на все життя тварини.

Склад мікроорганізмів шлунково-кишкового тракту залежить від мікрофлори та хімічного складу кормів, відділу шлунка та кишечнику. Застосування з лікувальною метою антибіотиків веде до зміни складу кишкової мікрофлори, а іноді до дисбактеріозу, тобто різкого порушення нормального складу мікрофлори. У цьому разі порушується нормальна функція кишечнику.

Мікрофлора однокамерного шлунка (у моногастричних тварин) відносно бідна, що пов’язано з бактерицидністю шлункового соку.

Біоценоз рубця. У жуйних тварин (велика рогата худоба, вівці, кози, олені, антилопи) основна переробка корму відбувається в рубці. Рубець населений численними бактеріями (1010–1011 в 1 мл) та найпростішими (105–106 в 1 мл); рН середовища в ньому регулюється твариною за рахунок виділення слинними залозами секрету, що містить бікарбонат та фосфат. Таким чином, постійний приток субстратів та контроль умов його зброджування мікроорганізмами забезпечується самим хазяїном, а продукти мікробної ферментації для нього є основним джерелом живлення (рис. 5).

Рис. 5. Мікробне травлення в рубці вівці:

дані отримані за умов постійної годівлі люцерною (За Hungate et al.,

1971.).

Бактеріальне угрупування рубця майже повністю складається з облігатних анаеробів – більшість цих видів під впливом кисню одразу гинуть. Для них необхідні вуглеводи, а для деяких – також оцтова, ізомасляна, ізовалеріанова, 2-метилмасляна кислоти та аміак; основна частина цих речовин постачаються іншими бактеріями, що населяють рубець. Флора рубця аж ніяк не є сумішшю мікробів-універсалів. У багатьох з них спеціалізований обмін речовин, що обмежує їх розповсюдження тільки в цьому унікальному середовищі.

Основними компонентами їжі жуйних є целюлоза та інші рослинні волокна, але самі тварини не виробляють ферментів, які можуть їх розщеплювати. Тому целюлозолітична активність мікрофлори рубця має для них важливе значення. Bacteroides succinogenes щільно прилипає до рослинних волокон і розщеплює целюлозу; Ruminococcus перетравлює целюлозу, целобіозу та ксилозу; інші види, наприклад Clostridium locheadii, можуть руйнувати не тільки целюлозу, але й крохмаль; деякі вузькі харчові спеціалісти, зокрема Methanobacterium ruminantium, як джерело енергії здатні використовувати лише водень або форміат; для Bacteroides amylophilus субстратом слугує тільки крохмаль та його похідні. В рубці ці види займають спеціалізовані “метаболічні ніші”.

Фауна шлункових найпростіших також являє собою складне поєднання спеціалізованих форм. Більшість з них інфузорії: рівно війкові та ентодініоморфи (остання група відома тільки з рубця). Вільноживучі найпростіші рубця проживають в середовищі з постійними умовами, де вони, ймовірно, інтенсивно конкурують з величезною кількістю супутніх мікробів. За морфологічним різноманіттям та складністю ці угрупування можна порівнювати з тропічними екосистемами, у яких високі продуктивність та видове різноманіття підтримуються сприятливими умовами середовища.

Тільки дуже нечисленні найпростіші здатні перетравлювати целюлозу (і навіть вони це роблять за допомогою своїх власних бактерій-симбіонтів). Більшість найпростіших поїдає бактерії, тому якщо перших видалити, чисельність других збільшується. З іншого боку, більшість ентодініоморф – хижаки, що живляться іншими найпростішими. Таким чином конкуренція, хижацтво, мутуалізм та передача речовини харчовими ланцюгами, властивих наземним та водним екосистемам, відбувається і у мікрокосмі рубця. Насправді, ситуація ще складніша, оскільки його мікрофлора у різних видів жуйних неоднакова. Крім того, вона може сильно змінюватись, якщо несподівано змінюється склад корму.

Мікроорганізми рубця постійно розмножуються й одночасно скорочують чисельність в міру того як вмістиме переходить в кишечник. Подальше перетравлення їжі, у тому числі і деяких мікробів проходить в кишечнику за рахунок власних ферментів жуйного. Основні продукти травлення у рубці – леткі жирні кислоти (оцтова, пропіонова масляна), аміак, двоокис вуглецю та метан. Жирні кислоти всмоктуються і використовуються жуйним як основне джерело вуглецевого живлення. Особливо важлива пропіонова кислота, єдина, котра може бути перетворена цими тваринами у вуглеводні і є незамінною для їх обміну речовин, особливо в період лактації.

Характер зв’язку жуйних з мікрофлорою рубця є мутуалістичним: мікроорганізми отримують постійне джерело їжі та досить стабільні умови, а тварина – доступні для перетравлення речовини з корму, котрий не може бути перетравлений за допомогою його власних ферментів.

Біоценоз кишечнику тварин також є досить різноманітним. Тут виділяють кишкову паличку, ентерококи, деякі спорові бактерії. В тонкому і товстому відділах кишечнику проходять складні біохімічні процеси, які пов’язані з розщепленням поживних субстратів. Продукти такого розщеплення засвоюються тваринним організмом.

Особливо важливе значення має розщеплення клітковини, зокрема для жуйних тварин, кишечник яких не містить ферменту целюлази. Здійснюється це деякими анаеробними паличками та актиноміцетами.

Унормі навіть слизова оболонка ока містить кокову мікрофлору

–стафілококи і стрептококи.

Дуже цікавий приклад симбіозу вищих тварин і водоростей, який описав англійський письменник-натураліст Д.Даррелл у своїй книзі “Три квитки до Едвенчер”. Цей симбіоз виник між лінивцем та водоростями, які живуть на його шерсті. За повідомленням автора, кожна волосина лінивця має жолобувату поверхню, на якій є рослинність. Вона надає волоссю зеленкуватого відтінку. Це та сама рослина, котру можна побачити на гнилих загорожах в Англії, ну а у вологій, сирій атмосфері тропіків вона буйно розростається на шерсті і надає лінивцю відмінного захисного забарвлення. Це єдиний у своєму роді випадок симбіозу рослини та ссавця.

Найчастіше симбіонти та організми хазяїв настільки пристосовуються, що не можуть нормально існувати один без одного.

Тепер розглянемо, чому ж організм тварини можна вважати біоценозом?

Формування біоценозу підкоряється одному загальному правилу: у природному біоценозі обов’язково мають бути продуценти

– організми-виробники органічної речовини, консументи – організмиспоживачі органічної речовини та редуценти – організми-руйнівники органічних залишків. Без такого поєднання організмів з різним типом живлення будь-який біоценоз виявився б нестійким ефемерним утворенням.

Продуцентом буде сам організм та ті симбіонти, які поставляють у нього необхідні поживні речовини.

Консументами, в основному, бувають паразити та симбіонти, що присутні у даному тваринному організмі.

Редуцентом є також сам організм (хімічні реакції, що в ньому відбуваються, ведуть до розпаду органічних речовин на більш прості органічні та мінеральні сполуки), іноді редуцентами можуть виступати деякі бактерії-симбіонти.

Цілісність біоценозів зумовлюється дією ряду механізмів, але головними серед них вважаються два.

Перший полягає в тому, що добір видів у біоценоз будь-якої екосистеми проходить на основі спільності їхніх екологічних вимог щодо середовища існування. Ним може бути і організм ссавця, який завжди має відносно сталу температуру тіла, тиск, вологість, хімічний

склад, запас поживних речовин, необхідний для існування інших видів. Це досягається високим рівнем саморегуляції.

Другий механізм біоценозу зовсім інший за своєю природою. Він полягає в наявності коадаптацій живих організмів щодо спільного життя. Співмешкання видів в одному ценозі є результатом того, що один вид потрібен іншому так, що без нього він не може існувати.

Форми зв’язків між видами бувають різними. В.М.Беклемішев вважав основними ценозоутворюючими факторами або зв’язками такі:

1.Топічні, які виникають за рахунок того, що один організм змінює середовище в бік, сприятливий для інших організмів. Наприклад, у шлунково-кишковому тракті кишкова паличка своєю діяльністю може створювати сприятливі умови для існування аскарид.

2.Трофічні – полягають у тому, що особини одного виду використовують інший вид, продукти його життєдіяльності або мертві залишки як джерело їжі. Прикладом може бути симбіоз організму жуйних із тими видами бактерій та найпростіших, які з аміаку та органічних кислот синтезують білок свого тіла і потім у кишечнику використовуються організмом хазяїна як білок. Паразити використовують поживні речовини або частини свого хазяїна для живлення (гельмінти, кліщі (коростяний, демодекси), клітини пухлини).

3.Фабричні – зв’язки, при яких особини одного виду використовують особини іншого виду чи частини їх тіла для побудови необхідних їм гнізд та схованок. Наприклад, такий характер зв’язку у ектопаразитів (воші, блохи) та ссавців.

4.Форичні – зв’язки, що забезпечують перенесення особин одного виду особинами іншого виду. Приклад – перенесення насіння, яєць, спор організмом або симбіонтами.

На підставі вищевикладеного, ми можемо із впевненістю сказати, що організм тварини є біоценозом з притаманними йому зв’язками, угрупуваннями, населенням. Всі живі організми пов’язані тонким мереживом взаємовпливів. Загальний принцип їх існування – єдність у різноманітті.

Цілісність біоценозу забезпечується взаємодією організмів різних екологічних ніш та інших структурних елементів.

Питання для самоконтролю та завдання для самостійної роботи

1. Дайте визначення поняття „біосфера” та назвіть її склад. Які її особливості? 2. Назвіть функції живої речовини біосфери. У чому їх суть? 3. Що таке жива речовина та які її особливості? 4. З яких основних компонентів складається біосфера? 5. Що прийнято вважати

мірою оцінки біологічних систем різного рівня їх організації? Що спільного та які відмінності між системами суборганізменними (наприклад, клітиною), надорганізменними (наприклад, біоценозом лугу)? 6. Що таке організм? 7. Що таке паразитоценоз та симбіоценоз? 8. Чи можна розглядати тваринний організм як окремий біоценоз? Обґрунтуйте свою думку. 9. Які зв’язки виникають між живими організмами в біоценозі?

Тема 5. Демекологія та патологія тварин

5.1. Популяція – елементарна структурна одиниця еволюції

Особини будь-якого виду розподіляються в просторі вкрай нерівномірно. Наприклад, кропива дводомна в межах свого ареалу зустрічається тільки у вологих тінистих місцях з плодючим ґрунтом, утворюючи зарості у заплавах рік, струмків, навколо озер, боліт, у змішаних лісах та заростях чагарнику. Колонії європейського крота добре помітні по купках землі, що зустрічаються на узліссях, луках та полях. Придатні для життя місця існування хоч і зустрічаються часто в межах ареалу, але не покривають весь ареал, і тому на інших його ділянках особини даного виду не зустрічаються. Немає сенсу шукати кропиву у сосновому лісі або крота на болоті.

Таким чином, нерівномірність розподілу виду у просторі виражається наявністю “острівців щільності”, “згущень”. Ділянки з відносно високою розповсюдженістю даного виду чергуються з ділянками з низькою чисельністю. Такі “центри щільності” населення кожного виду і називаються популяціями. Отже, популяція – це сукупність особин даного виду, які протягом тривалого часу (великої кількості поколінь) населяють певний простір (частину ареалу), всередині котрої практично відбувається вільне схрещення (панміксія) і котра ізольована від інших таких самих угрупувань. Іншими словами, популяція – це група особин, які вільно схрещуються між собою, довгий час проживають на певній території і відносно відокремлені від таких же груп. Вид, таким чином, являє собою сукупність популяцій, а популяція є структурною одиницею виду.

Демекологія, або популяційна екологія, вивчає умови формування, структуру і динаміку розвитку популяцій окремих видів, а точніше, внутрішньовидових угрупувань, які називають популяціями. Її завдання – дослідження морфологічних особливостей популяцій, їх вікового складу, чисельності та щільності, народжуваності і смертності, поширення і характеру розселення організмів, вивчення внутрішньовидових і міжвидових стосунків у популяції. Цей розділ екології має велике теоретичне і практичне значення, особливо в плані використання її для охорони видів, регулювання їх чисельності та динаміки (рибальство, мисливство тощо).

Популяція являє собою елементарну еволюційну одиницю, екологічною ознакою якої є щільність, розподіл особин за віком і статтю, характер розміщення в межах екосистеми чи угрупування, тип росту та ін. У біоценозах популяція може мати становище ценопопуляції (сукупність особин одного виду в межах угрупування), поліценотичної популяції (популяції тварин, які переходять з одного біоценозу в інший), інвазійної популяції (популяція, яка нападає на популяції інших організмів: сарана, грибкові захворювання).

Відмічено, що особливості розвитку популяцій особин різних видів рослин та тварин пов’язані із географічним розміщенням регіону (рівнина, передгір’я, гори, морське узбережжя тощо), а також з безпосередніми умовами місця існування.

Популяції завжди відрізняються одна від одної за багатьма ознаками. Іноді ці відмінності ледь помітні, іноді очевидні. Такі відмінності між популяціями одного виду пояснюються результатами генетичної різноякісності всієї сукупності особин виду, що виникає внаслідок неоднакових умов існування. В природі не може бути практично однакових умов для декількох територіальних угрупувань виду. Як наслідок неминучі індивідуальні, групові, вікові, сезонні, фізіологічні, біохімічні та інші відмінності. Таким чином, кожна популяція живе в певних умовах. Завдяки цьому вид, що складається з ряду популяцій, займає великий ареал, не зважаючи на різноманіття умов у межах ареалу.

Наприклад, найбільша кішка – тигр. Його ареал знаходиться в південно-східній Азії і простягається від Приморського краю на півночі, досягаючи островів Малайського архіпелагу на півдні, західна межа досягає Ірану. Розрізняють 11 рас тигра. Найменший – суматранський тигр (довжина 130–150 см, довжина хвоста – до 80 см, загальна маса – близько 120 кг). Рекордсмен – найпівнічніша раса – амурський тигр (довжина до 270 см, довжина хвоста сягає 110 см, маса тіла – до 320 кг).

Розрізняють популяції залежно від розмірів території, яку вони займають:

1. Елементарна або локальна популяція – сукупність особин певного виду, які населяють невелику ділянку однорідної площі. Кількість таких популяцій пропорційна різноманіттю умов біогеоценозу. Наприклад, велика рогата худоба бурої карпатської породи розповсюджена лише в Карпатах. Вона пристосована до гірських умов, у той же час велика рогата худоба чорної степової породи більше пристосована до умов степу з досить високою температурою довкілля та великою кількістю сонячних променів.

2.Екологічна популяція – сукупність елементарних популяцій, тобто видові угрупування, характерні для конкретних біогеоценозів.

3.Географічна популяція – сукупність груп особин попереднього рангу, які заселяють значну територію з географічно однорідними умовами середовища. У межах останнього спостерігається єдиний ритм життєвих явищ та інші функціональні особливості, що створюють морфо-фізіологічний тип, який відрізняє цю популяцію від сусідніх, котрі перебувають у інших географічних умовах (генотипи тигра: суматранський, амурський, бенгальський).

5.2. Структура популяції

Стан популяції на даний момент називають її екологічною структурою. Вона характеризується кількістю та щільністю особин, їх розміщенням у просторі, співвідношенням груп за статтю та віком, морфологічними, поведінковими та іншими особливостями. Структура популяції являє собою форми адаптації до умов її існування, є своєрідним віддзеркаленням природних сил, які на неї впливають. Нинішня структура тієї чи іншої популяції відбиває водночас як минуле, так і потенційне майбутнє угрупування.

Упродовж свого тривалого життя популяція займає певну територію і зберігає якусь середню статистичну кількість особин. Тому, приступаючи до вивчення популяції, насамперед намагаються визначити чисельність і щільність особин, тобто ті два показники стану популяції, які свідчать про ступінь її впливу на екосистему в цілому і функціональну значимість.

Будь-яка популяція виду займає певну територію або акваторію, котра називається популяційним ареалом. Ареал може мати різну величину. Наприклад, у великому змішаному лісі середньої смуги, що займає більш або менш однорідну ділянку, може рости невелика група дерев, чагарників або багаторічних трав, віддалених від інших таких же груп особин цього виду відстанню, нездоланною для переносу пилку. Популяція садового равлика може існувати на території одного парку або галявини площею в декілька гектарів, а популяції деяких птахів, наприклад качок, населяють територію в декілька тисяч квадратних кілометрів. Величина популяційного ареалу залежить значною мірою від ступеня рухливості особин, “радіусів їх індивідуальної активності”. Якщо цей “радіус” малий, величина популяційного ареалу теж невелика.