Естествознание. Базовый уровень. 11 класс - Сергей Титов

Паразитов подразделяют на эндопаразитов, живущих внутри тела хозяина (бактерии, вирусы, паразитические черви), и эктопаразитов, атакующих его извне (комары, блохи, вши). Как правило, паразиты доставляют своему хозяину жизненные неудобства, но не убивают его. Исключение составляют некоторые бактерии и вирусы, вызывающие болезни со смертельным исходом. Следует помнить, что переносчиками таких эндопаразитов могут служить некоторые эктопаразиты. Так, например, блохи переносят чуму, вши – сыпной тиф, клещи – энцефалит.

Часто обитающим в пределах одной экосистемы популяциям требуются сходные условия обитания, места для укрытия и размножения и пища. Мы говорили о том, что в одной экологической нише может обитать только одна популяция, но иногда эти ниши оказываются достаточно близкими, и тогда между популяциями возникают отношения, называемые конкуренцией.

Конкуренция может возникать не только между видами, но и между отдельными особями в пределах одной популяции, так называемая внутривидовая борьба (рис. 129). Такую наиболее интенсивную конкуренцию Чарлз Дарвин считал одной из главных причин борьбы за существование и естественного отбора. Ведь особям одного вида требуются одни и те же ресурсы, и в условиях, когда они ограничены, возникает конкурентная борьба за пищу, укрытие, полового партнёра и т. п.

Рис. 129. Межвидовая (А) и внутривидовая (Б)конкуренция

Напряжённость межвидовой конкуренции может быть различной – от жёсткой борьбы до почти незаметного мирного сосуществования, но в конечном счёте один из конкурирующих видов практически всегда вытесняет другой. Межвидовую конкуренцию подробно изучал русский биолог Г. Ф. Гаузе. В одном из его опытов два вида инфузорий со сходным типом питания помещали по отдельности или совместно в сосуд с питательной средой. При раздельном содержании каждый вид успешно размножался, достигая максимально возможной численности. Если же оба вида содержали в одном сосуде, то численность одного из них постоянно уменьшалась вплоть до полного исчезновения. Таким образом, межвидовая конкуренция может привести к одному из двух последствий: либо один, более слабый вид будет вытеснен и исчезнет, либо ему придётся изменить свой образ жизни для того, чтобы занять более отдалённую экологическую нишу.

1. Перечислите виды мутуализма и приведите примеры.

2. В чём заключается сходство и различие хищничества и паразитизма?

3. Какой вред может принести паразит хозяину?

4. Что может быть итогом межвидовой конкуренции?

5. Почему бесконтрольный приём антибиотиков серьёзно нарушает работу пищеварительной системы?

6. Как вы считаете, существуют ли вредно-нейтральные отношения? Если да, то приведите пример подобного взаимодействия. Если нет, объясните, почему, с вашей точки зрения, эти отношения невозможны.

1. Рассмотрите рисунок 126. Какой тип взаимоотношений изображён на этом рисунке? Докажите свою точку зрения.

2. Сведите в общую таблицу все виды взаимоотношений организмов, описанные в параграфе, используя символы «+», «-», «0».

§ 41 Устойчивость и смена сообществ

…Плакала Саша, как лес вырубали,

Ей и теперь его жалко до слёз.Сколько тут было кудрявых берёз!

Там из-за старой, нахмуренной елиКрасные грозды калины глядели,

Там поднимался дубок молодой.Птицы царили в вершине лесной,

Понизу всякие звери таились.Вдруг мужики с топорами явились —

Лес зазвенел, застонал, затрещал.Заяц послушал – и вон побежал,

В тёмную нору забилась лисица,Машет крылом осторожнее птица,

В недоуменьи тащат муравьиЧто ни попало в жилища свои.

С песнями труд человека спори́лся:Словно подкошен, осинник валился,

С треском ломали сухой березняк,Корчили с корнем упорный дубняк,

Старую сосну сперва подрубали,После арканом её нагибали

И, поваливши, плясали на ней,Чтобы к земле прилегла поплотней…

Как уже было сказано, природные экосистемы в относительно неизменных условиях обладают высокой устойчивостью и часто сохраняют основы своей структуры в течение веков. Степень устойчивости тесно связана с видовым разнообразием системы, так как в случае гибели или угнетения одних видов их место могут занять другие, имеющие близкие экологические ниши. Это компенсирует нарушенные цепи питания и вернёт систему в практически первоначальное состояние. Устойчивость экосистемы обеспечивается огромным числом существующих в ней прямых и обратных связей, о чём вам уже известно.

Однако нередки случаи, когда экосистема может резко измениться или вовсе прекратить своё существование. Это случается при резких изменениях климата, стихийных бедствиях, таких как пожары, извержение вулканов или затопление земель. В последнее время такие явления вызваны чаще всего антропогенными воздействиями: вырубкой лесов, осушением болот и водоёмов, прокладкой автомобильных трасс и пр. В этих случаях на месте исчезнувшей старой экосистемы начинает развиваться новая. Последовательную закономерную смену сообществ на определённом участке среды во времени называют сукцессией. При этом определяющими являются растительные сообщества, которые впоследствии заселяются животными. Как правило, в итоге образуется устойчивое сообщество, которое называют климаксовым.

Различают первичные и вторичные сукцессии. В первом случае новые экосистемы образуются на субстрате, где отсутствует органическое вещество, например, после сильного пожара или извержения вулкана. Вторичные сукцессии развиваются при участии сохранившихся живых организмов.

Типичный пример первичной сукцессии – обрастание голой скалы (рис. 130). На камне в первую очередь поселяются лишайники – самые неприхотливые живые существа, некоторые бактерии, а за ними и мхи. Лишайники и мхи улавливают мелкие песчинки и камешки, приносимые ветром и водой, и образуют почву, подходящую для поселения семенных растений. Эти растения, будучи более крупными, раскалывают горную породу своими корнями и увеличивают объём почвы. В почве появляются гниющие листья семенных растений, которые мешают жизнедеятельности мхов и лишайников. Сообщества мхов постепенно исчезают.

Рис. 130. Первичная сукцессия

Биоценозы, образующиеся в начале сукцессии, называют пионерными. Их состав зависит от температуры, силы и направления ветра, степени заливания водой, а также от того, какие растения произрастают поблизости. Часто такие сообщества состоят всего из одного вида растений. Затем ситуация меняется: появляются растения, семена которых имеют более продолжительный период прорастания, они, в свою очередь, меняют состав почвы и потребление воды. Пионерные сообщества сменяются простыми группировками, те – сложными и, наконец, образуются устойчивые климаксовые сообщества. В ходе сукцессии постепенно увеличивается число видов в сообществе и усложняются их межвидовые отношения. Молодые сообщества характеризуются низким содержанием органического вещества, небольшими размерами организмов, малым количеством симбиотических связей и почти полным отсутствием пространственной структуры.

Вторичная сукцессия обычно протекает быстрее первичной, поскольку на территории сохраняется некоторое количество организмов, которые могут служить «посредниками» между новым сообществом и окружающей средой (рис. 131). Типичным примером вторичной сукцессии может служить смена лиственного леса хвойным. На вырубках первыми появляются светолюбивые и быстрорастущие лиственные кустарники и деревья, которые вскоре образуют лиственное мелколесье. Затем под кронами лиственных деревьев появляются небольшие ёлочки, которые растут медленно, но не требуют большого количества света. Через несколько лет ели перерастают лиственные деревья и затемняют их своими кронами, в результате чего те погибают из-за недостатка освещения. Лиственный лес сменяется ельником, который уже представляет собой климаксовое сообщество и может существовать на протяжении очень длительного периода времени. Нарушить такое сообщество может только резкое изменение климата или деятельность человека.

Рис. 131. Зарастание покинутого сельскохозяйственного участка – пример вторичной сукцессии

Деревья климаксовых хвойных лесов часто образуют такие плотные и тесно соприкасающиеся кроны, что под ними не остаётся освещения, достаточного для развития других видов растений. Так, по мере сукцессии елового леса образуется сначала ельник-черничник, затем ельник-зеленомошник, где под кронами способны выжить только неприхотливые мхи, и наконец, чистый ельник, почва которого покрыта толстым слоем осыпавшейся хвои, что в сочетании с низкой освещённостью не позволяет селиться там никаким растениям.