83. Формы биотических связей в природе. Паразитизм как экологический феномен. Классификация форм паразитизма. Происхождение паразитизма.

Биотические факторы среды В природе существуют сложные и разносторонние связи как внутри популяций, так и между популяциями различных видов. Своей жизнедеятельностью организмы оказывают влияние на другие организмы, формируя так называемую биотическую среду.

Под биотическими факторами понимают конкретные формы таких взаимодействий. Они носят самый разнообразный характер. Одни организмы могут служить пищей для других или являться для них средой обитания, другие настолько связаны между собой, что не могут существовать по отдельности. Не менее сложны отношения между особями в пределах популяции

Выделяют 2 типа взаимодействий, или реакций: внутривидовые, или гомотипические (греч. homoios — «одинаковый»), и межвидовые, или гетеротипические (греч. heteros — «разный»).

Биотические отношения

Эффект группы

Эффект группы, или групповой эффект, — это оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании. Это влияние группы как таковой и числа особей в группе на поведение, физиологию, развитие и размножение особей своего вида через различные органы чувств.

Многие насекомые (сверчки, тараканы, саранчовые, тли и др.) в группе растут и созревают быстрее, чем в одиночку. Эффект группы проявляется у очень многих видов, которые могут нормально размножаться и выживать только в том случае, когда они объединяются в крупные группы.

Одним из наиболее ярких примеров, подтверждающих данное положение, может служить баклан Бугенвиля, гнездящийся на скалистых островах вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки, в частности у берегов Перу. Баклан может нормально существовать лишь при условии, если в его колонии насчитывается не менее 10 000 особей и на 1 м2 площади размещается 3 гнезда.

Известно, что для выживания стада африканских слонов в нём должно быть не менее 25 особей, а наиболее продуктивные стада северных оленей состоят не менее чем из 300 — 400 особей. В огромные стада собираются мигрирующие антилопы гну.

Эффект массы

Популяции большинства организмов испытывают колебания плотности (численности). Повышение плотности популяции обычно имеет отрицательное значение для жизни особей из-за недостатка пищи, самоотравления среды, массовых заболеваний и т.д.

В перенаселённых группах мышей, крыс размножение иногда совсем прекращается.

Эффект массы вызывается не только психическими взаимодействиями между особями (стрессовые ситуации), но и изменениями в среде обитания, происходящими при чрезмерном увеличении плотности популяции. Например, при размножении жучка мучного хрущака в муке постоянно накапливаются экскременты, что приводит к ухудшению качества муки как среды обитания. В результате наблюдается резкий спад плодовитости и повышение смертности на всех стадиях развития жука — от яйца до имаго, т.е. взрослого насекомого

Для каждого вида животных существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции. Данная закономерность известна как принцип Олли.

Внутривидовая конкуренция

Внутривидовая конкуренция как форма взаимодействия между особями одного вида также относится к гомотипическим реакциям. Формы проявления внутривидовой конкуренции различны. Например, это может быть территориальное поведение, когда животное защищает место своего размножения и окружающее его пространство.

Принцип конкурентного исключения: если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

В 1937 г. немецкий ботаник Молиш ввёл термин «аллелопатия».

Аллелопатия (от греч. allelon — «взаимный», pathos — «страдание») — взаимодействие организмов посредством специфически действующих продуктов обмена.

Например, орех и дуб своими фитонцидами угнетают травянистую растительность под кроной.

Симбиоз (греч. symbiōsis — «совместная жизнь») — это различные формы совместного существования организмов разных видов.

Термин «симбиоз» предложил де Бари в 1879 г. Основой для возникновения симбиозов могут служить такие взаимоотношения, как питание одного из партнёров за счёт другого неиспользованными остатками пищи, поселение на поверхности или внутри тела другого и т.д.

Симбиоз бывает факультативным, т.е. необязательным, когда каждый из организмов при отсутствии партнёра может жить самостоятельно, и облигатным, т.е. обязательным, когда самостоятельное существование невозможно.

В 1906 г. Гертвиг сузил границы симбиоза до мутуализма. Именно в такой трактовке понятие симбиоза употребляется многими отечественными учёными.

Облигатный мутуализм (лат. obligatus — «обязательный» и mutuus — «взаимный») — форма обязательного взаимовыгодного сотрудничества. Классический пример симбиоза — лишайники (сожительство гриба и водоросли) — относится как раз к облигатному мутуализму. Гифы гриба (микроскопические нити, составляющие его тело) образуют всасывающие отростки, проникающие внутрь протопласта клеток водорослей. Через них гриб получает вещества, ассимилированные в результате фотосинтеза водорослями. Воду и минеральные вещества водоросли получают из гиф гриба. Но постепенно гриб убивает клетки водорослей и переходит к самостоятельному сапрофитному питанию. Стойкие симбиотические отношения формируются между шляпочными грибами и высшими растениями.

Факультативный мутуализм (лат. facultatis — «возможный») — это сотрудничество, которое не является обязательным, так как каждый из рассматриваемых видов может существовать самостоятельно.Например, на пасущихся буйволах, носорогах, слонах можно заметить тёмных птиц размером со скворца — это воловьи, или буйволовы, птицы. Они собирают на крупных животных их паразитов, а заметив хищника, криком предупреждают стадо или взлетают. Таких птиц ещё называют «чистильщиками», а явление «грумингом» (от англ. to groom — «чистить, ухаживать за лошадью»).

Комменсализм (лат. com — «совместно» и mensa — «стол», «трапеза») — форма симбиоза, при которой один из членов системы (комменсал) питается остатками пищи или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя последнему вреда. Формы комменсализма

Пищевые (нахлебничество, или сотрапезничество), например, когда медведи вылавливают из рек рыбу, идущую на нерест, около них нередко держатся чайки и кормятся остатками рыбы, выроненными медведями. Подобные картины наблюдаются на реках Аляски, Камчатки во время хода лососёвых на нерест.

Жилищные (квартиранство) и др. Например, в норах грызунов поселяются другие животные.

Существует также довольно много форм отношений, при которых один вид использует другой как средство передвижения. Рыба-прилипала присасывается к телу акулы и таким образом передвигается.

На жуках-навозниках можно увидеть мельчайших клещиков (это подвижные личинки гамазовых клещей). Благодаря жукам они расселяются. Также поступают мучные клещи, прикрепляясь к телу подвижных насекомых и даже мышей. Это явление, когда один организм перемещает в пространстве другой, получило название форезии (греч. phoréo — «ношу»).

Аменсализм (от греч. а — отрицательная частица и лат. mensa — «стол», «трапеза») — это взаимоотношения, при которых возникают отрицательные условия для одной из популяций: угнетение роста, размножения и др., в то время как вторая популяция негативным воздействиям не подвержена.

Аменсализм в основном встречается у растений. Например, светолюбивые травянистые растения, растущие под елью, испытывают угнетение в результате сильного затенения её кроной, тогда как для самого дерева их соседство может быть безразличным.

Хищничество — это способ добывания пищи и питания животных (реже растений), при котором они ловят, умерщвляют и поедают другие организмы.

В основе отношений «хищник — жертва» лежат пищевые связи. Обычно вид-хищник нападает на вид-жертву, которым он питается, например: щука — хищная рыба — питается другими мелкими рыбами; хищный жук жужелица нападает на гусениц.

Хищничество практически никогда не приводит к полному истреблению жертвы. Например, волки ежегодно убивают лишь 25% оленей, что приблизительно соответствует ежегодному приросту популяции оленей. Хищники, истребляя наиболее ослабленных особей, поддерживают состав и численность популяции на определённом уровне. Паразитизм (греч. parasitos — «нахлебник», «дармоед») — форма отношений, при которых один вид (паразит) использует другой (хозяина) как среду обитания и источник пищи. Паразит может поселяться внутри тела хозяина (эндопаразитизм) или на его поверхности (эктопаразитизм).

Примеры эндопаразитизма: печёночный сосальщик в печени крупного рогатого скота, свиной цепень в организмах свиньи и человека.

Рис. 25. Печёночный сосальщик Рис. 26. Свиной цепень

Примеры эктопаразитизма: вши, блохи, пухоеды и др. в организмах животных. 

Паразитизм – это универсальное, широко распространенное в живой природе явление, состоящее в использовании одного организма другим в качестве источника питания. При этом паразит причиняет хозяину вред вплоть до гибели.

Пути возникновения паразитизма.

1. Переход свободноживущих форм (хищников) к эктопарази-тизму при увеличении времени возможного существования без пищи и времени контакта с жертвой.

2. Переход от комменсализма (сотрапезничества, нахлебничест-ва, ситуации, когда хозяин служит лишь средой обитания) к эндо-паразитизму в случае использования комменсалами не только отходов, но части пищевого рациона хозяина и даже его тканей.

3. Первичный эндопаразитизм в результате случайного, часто неоднократного заноса в пищеварительную систему хозяина яиц и цист паразитов.

Особенности среды обитания паразитов.

1. Постоянный и благоприятный уровень температуры и влажности.

2. Обилие пищи.

3. Защита от неблагоприятных факторов.

4. Агрессивный химический состав среды обитания (пищеварительные соки).

Особенности паразитов.

1. Наличие двух сред обитания: среда первого порядка – организм хозяина, среда второго порядка – внешняя среда.

2. Паразит имеет меньшие размеры тела и меньшую продолжительность жизни по сравнению с хозяином.

3. Паразиты отличаются высокой способностью к размножению, обусловленной обилием пищи.

4. Количество паразитов в организме хозяина может быть очень велико.

5. Паразитический образ жизни является их видовой особенностью.

Классификация паразитов

В зависимости от времени, проводимом на хозяине, паразиты могут быть постоянные, если никогда не встречаются в свободно-живущем состоянии (вши, чесоточные зудни, малярийный плазмодий), и временные, если связаны с хозяином только во время приема пищи (комары, клопы, блохи).

По обязательности паразитического образа жизни паразиты бывают облигатные, если паразитический образ жизни – их непременная видовая особенность (например, гельминты), и факультативные, способные вести непаразитический образ жизни (многие паразиты растений).

По месту обитания на хозяине паразиты делятся на эктопаразитов, живущих на поверхности организма хозяина (человеческая вошь, комары, москиты, слепни), внутрикожных паразитов, обитающих в толще кожных покровов хозяина (чесоточный зудень), полостных паразитов, обитающих в полостях различных органов хозяина, сообщающихся с внешней средой (бычий и свиной цепни) и собственно эндопаразитов, обитающих во внутренних органах организма хозяина, клетках и плазме крови (эхинококк, трихинелла, малярийный плазмодий)

В дикой природе паразиты регулируют численность особей в популяциях хозяина.

Особенности жизнедеятельности паразитов

Жизненный цикл паразитов может быть простым и сложным. Простой цикл развития происходит без участия промежуточного хозяина, он характерен для эктопаразитов, простейших, некоторых геогельминтов. Сложный жизненный цикл характерен для паразитов, имеющих не менее чем одного промежуточного хозяина (широкий лентец).

Расселение паразита осуществляется в течение всей его жизни. Неактивная покоящаяся стадия развития обеспечивает продолжение существования паразита во времени, активная подвижная стадия – расселение в пространстве.

В целом, хозяин – это существо, организм которого является временным или постоянным местообитанием и источником питания паразита. Один и тот же вид хозяина может быть местообитанием и источником питания для нескольких видов паразитов.

Для паразитов характерна смена хозяев, связанная с размножением или с развитием паразита. У многих паразитов имеется несколько хозяев. Окончательный (дефинитивный) хозяин – это вид, в котором паразит находится во взрослом состоянии и размножается половым путем.

Промежуточных хозяев может быть один и более. Это виды, в которых паразит находится на личиночной стадии развития, а если размножается, то, как правило, бесполым путем.

Резервуарный хозяин – это хозяин, в организме которого паразит сохраняет свою жизнеспособность, и где происходит накопление паразита.

Человек является идеальным хозяином для паразита, потому что: 1) человек представлен многочисленными, повсеместно расселенными популяциями;

2) человек постоянно соприкасается с природными очагами болезней диких животных;

3) человек нередко живет в условиях перенаселения, что облегчает передачу паразита;

4) человек контактирует со многими видами животных;

5) человек всеяден.

Механизмы передачи паразита: фекально-оральный, воздушно-капельный, трансмиссивный, контагиозный.

Наиболее часто встречающимися у человека паразитами являются разнообразные черви – гельминты, вызывающие заболевания группы гельминтозов. Различают био-, геогельминтозы и контактные гельминтозы.

Биогельминтозы – это заболевания, передача которых человеку происходит с участием животных, в чьем организме развивается возбудитель (эхинококкоз, альвеококкоз, тениоз, тениаринхоз, дифиллоботриоз, описторхоз, трихинеллез).

Геогельминтозы – это болезни, передача которых человеку происходит через элементы внешней среды, где развиваются личиночные стадии паразита (аскаридоз, трихоцефалез, некатор)