vert_yanov_s_yu_obshchaya_biologiya_10_11_klassy

290 Глава 14. Основы экологии

ет хлорофилла и не способна к фотосинтезу, все необходимые вещества заразиха берет у «хо зяина».

Заразиха Растения «удушители» из ро дов Ficus (например, баньян),

Closia поселяются в верхних частях кроны дерева хозяина и вначале ведут эпифитный образ жизни. Затем они укореняются в почве и пышно разрастаются, а дерево хозяин погибает.

Поражение паразитическими грибами вызывает у деревьев мучнистую росу и пятнистость листьев, пожелтение и увядание листьев и хвои, болезненную ветвистость побегов («ведьмины метлы»). Гриб фитофтора паразитирует на растениях семейства пасленовых (картофель, баклажан, томаты). Низшие грибы на носят вред зерновым культурам, паразитируют на насекомых и их личинках. Поражение грибами жуков, бабочек и гусениц мо жет носить массовый характер, в особенности осенью, когда их организмы ослаблены. Путем искусственного заражения грибом удается снижать численность тли и других вредных насекомых.

Конкуренция — соперничество организмов, имеющих сходные потребности, за жизненные ресурсы (пищу, убежище, места для размножения). Внутривидовую конкуренцию Ч. Дарвин рассматривал как важнейшую форму борьбы за существование. По мнению ученого, внутривидовая конкуренция должна приво дить к выживанию наиболее различающихся особей и далее — к формированию новых популяций и новых видов.

Межвидовая конкуренция у растений и грибов. Многие рас тения для подавления других видов вырабатывают специальные химические соединения. Корни овса выделяют вещества, за держивающие рост и развитие сорных трав. Грибы борются с конкурирующими видами грибов и бактериями, синтезируя анти биотики. Сосны выделяют фи тонциды — вещества, угнетающие рост некоторых конкурирующих растений, а также убивающие болезнетворные организмы. Поэ

Растение «удушитель» баньян (одно дерево): воздушные корни, достигая земли, образуют множество стволов

Виды американских славок питаются в различных зонах деревьев

тому в сосновом бору воздух особенно чистый. Количество ми кроорганизмов в нем в 7—10 раз меньше, чем в березовом лесу.

Если конкуренция напряженная, виды могут разойтись в различные экологические ниши, разделившись по времени активности, пищевым ресурсам или территориально. Невоз можность продолжительного совместного обитания двух видов с близкими экологическими потребностями носит название за кона Гаузе, или правила конкурентного исключения. Три вида полевых злаков — райграс, костер и лисохвост, — произрастая по отдельности, предпочитают один и тот же уровень грунтовых вод. При совместном произрастании этих видов костер вытес няется самым конкурентоспособным райграсом на сухие почвы, а лисохвост — на влажные.

Межвидовая конкуренция у животных. Пустынные экосисте мы могут населять до 20 видов муравьев, занимающих различ ные экологические ниши. Одни муравьи питаются насекомыми, другие — экскрементами. Есть виды, которые промышляют но чью, когда насекомые наиболее доступны для муравьев. Днев ные насекомоядные муравьи питаются в основном ослабленными или мертвыми насекомыми. Часть видов кормятся в кронах саксаула, другие — на поверхности земли.

Разделены зоны добычи насекомых у видов американских славок. Один вид ловит насекомых в верхушках крон деревьев, другой — в середине кроны, третий — ниже и т.д. Копытные африканских саванн также занимают различные экологические ниши: зебры поедают самые верхушки трав, антилопы гну щиплют то, что осталось от зебр, газели дощипывают самые нижние листья, а антилопы топи доедают голые стебли.

Экологические ниши копытных

Между видами может существовать несколько типов взаимоотношений. Мальки леща и лосося конкурируют за пищевые ресурсы, а взрослые ло соси — хищники, поедающие молодь леща.

Хищничество — отношения, при ко торых одни виды ловят, умерщвля ют и поедают другие. Взаимодействие хищник жертва — один из главных фак торов саморегуляции биоценозов.

Хищничество у животных. В современном мире хищни чество мы наблюдаем повсюду. Лягушка озерная, пожирая птенцов, препятствует разведению водоплавающих птиц. Змеи поедают лягушек, птиц и их яйца, опустошая гнезда на земле и на деревьях. Электрические угри парализуют рыб, лягушек, крабов в радиусе 3—6 м импульсом электрического тока, угрям остается лишь подплыть и проглотить жертву.

Медузы секретом желез стрекательных клеток парализуют любые организмы, попавшие в зону щупалец, достигающих 20—30 м. Другой хищник божья коровка съедает ежедневно до 350 тлей. Обитатели крупного муравейника поедают в день до 100 тыс. яиц елового пилильщика, до 12 тыс. яиц бабочки серой лиственничной листовертки. Всего 5—8 муравейников успешно защищают гектар леса от повреждения этими на секомыми.

Размножение полевок, белок и зайцев обычно зависит от урожая кормов. За увеличением их численности следует интенсивное размножение хищников — лис, волков, рысей. Сокращение количества жертв снижает и количество хищни ков. Падение численности жертв обусловлено как подрывом кормовой базы, так и поеданием хищниками. Если хищники питаются только одним видом и не имеют других источни

ков пищи, то некоторые популяции жертв могут оказаться полностью

Численность зайцев и рысей в Канаде изменяется с периодом 8—11 лет. Всплеск количества рысей опаздывает на 1—2 года

вместных действий против хищников. Скворцы при появле нии сокола сбиваются в плотную кучу, и хищник не рискует атаковать, боясь получить увечья. Крупные копытные при появлении хищников становятся в круг, внутри которого пря чутся молодняк и самки. Аналогично поступают павианы при нападении леопардов. Хищники в таких случаях предпочитают ограничиться отбившимися от стада больными или старыми ослабленными животными. Санитария биоценозов — еще одна немаловажная функция хищников.

Отсутствие хищников также может оказаться неблагоприят ным для жертв, бесконтрольное размножение которых сопрово ждается поеданием всех кормов, и тогда голод катастрофически сокращает численность популяций жертв интенсивнее любых хищников.

Чрезмерное размножение животных ограничивают также эпидемии, возникающие в многочисленных популяциях. Со кращение численности вида позволяет оставшимся особям развиваться успешнее, а видовой состав биоценоза может даже стать более разнообразным. Так, морские звезды питаются мидиями, улитками, моллюсками хитонами, морскими желу дями, иногда они уничтожают обширные поселения корал ловых полипов. В отсутствие морских звезд мидии способны захватить все свободное про странство и выесть практиче ски все виды водорослей. Чем беднее видами сообщество, тем выше может быть численность

Морская звезда — грозный хищник

отдельного вида (правило Тине манна). Обедняя биоценозы, мы рискуем вызвать всплеск размно жения какого либо вида, остав шегося без врагов и конкурентов.

История знает немало случаев, когда полное уничтожение хищ ников приводило к экологическим катастрофам. Так, массовое уничто жение хищных птиц в некоторых регионах привело к размножению змей, охотящихся на лягушек, поедавших саранчу. Численность

насекомых бесконтрольно увеличивалась, они уничтожали растительность и сельскохозяйственные посевы на огромных территориях. К аналогичным результатам привела и «война» с воробьями в Китае, когда население шумом и криками дер жало воробьев в воздухе до тех пор пока обессилевшие птицы не падали замертво. Без воробьев стали бурно размножаться насекомые вредители.

Хищничество у растений и грибов. Некоторые растения, произрастающие на бедных азотом почвах, способны ловить насекомых. Листья венериной мухоловки образуют прочные створки, снабженные жесткими ресничками. Как только насе комое коснется чувствительных волосков, створки закрываются. Тягучая слизь, покрывающая верхнюю сторону листьев росянки, удерживает насекомых: мух и муравьев. Лист постепенно из гибается, оборачивая насекомое. Слизь содержит и ферменты, переваривающие добычу.

Грибница хищных грибов выделяет вещество, привлекающее червей, она образует ловчие петли, быстро набухающие при вползании червя и зажимающие его, или клейкие сети, способные уловить даже круглых червей (длиной до 1 см). Всего за сутки грибница прорастает внутрь червя и заполняет его тело. Когда черви отсутствуют, грибы не плетут се тей. Включение соответствующих генов происходит у них при на личии в среде продуктов жизне

деятельности червей.

Хищничество у грибов

Рассмотренные типы симбиотических и антибиотических отношений характерны в наше время для всех царств живой природы.

1.Охарактеризуйте три основных типа антибиотических взаи моотношений между организмами.

2.Для чего живые существа занимают различные экологи ческие ниши?

3.В озерах сосуществует до 7 видов дафний, в прудах 3—4, а в мелких лужах не более 2. С чем это связано?

4.Приведите примеры положительного влияния хищничества на экосистемы.

§ 66. Экосистемы

Биоценоз определяется прежде всего характером расти тельности. Тропические леса, тайга, степи и пустыни имеют свойственные им растительные сообщества. Тропические леса отличаются от тайги не только древостоем, но и подлеском, и травяным покровом. В каждом растительном сообществе оби тают свойственные ему сообщества животных, грибов и микро организмов, получающие необходимые вещества и энергию от растений, а также из окружающей среды (солнца, воздуха, воды и почвы). Потоки веществ и энергии связывают сообще ства между собой и с окружающей средой в неразрывное един ство — экосистему.

Под экосистемой понимают совокупность совместно оби тающих организмов и условий существования, объединенных

вединое функциональное целое. К важнейшим свойствам экосистем относят способность осуществлять поток веществ и энергии и поддерживать постоянство своего состава. Экосисте мой можно считать рощу, пруд и лесной пень — при условии, что их сообщества содержат комплекс организмов, способных совершать круговорот веществ. Теория экосистем разработана

в1935—1950 гг. английским ученым А. Д. Тенсли, предложив шим в 1935 г. термин «экосистема» и русским академиком В. Н. Сукачевым, который ввел в 1940 г. термин «биогеоценоз» для наземных экосистем.

По характеру питания и получения энергии организмы всех экосистем подразделяются на три функциональные группы: продуценты, консументы и редуценты.

Впервую группу продуцентов (<лат. producens произво

дящий) входят производители органических веществ из не органических. Это автотрофы — фотосинтезирующие растения