Реферат на тему: "Симбиоз в мире животных"

Каждое живое существо в природе не существует изолированно. Оно окружено множеством других природных существ, и все они взаимодействуют друг с другом. Совокупность биотических факторов - это взаимодействие между организмами и их влияние на условия жизни. Совокупность влияний, которые жизнедеятельность одних организмов оказывает на другие, называется биотическим фактором.

Как правило, выделяют два фактора:

1. Влияние животных видов (зоогенные факторы).

2. Влияние растительных организмов (фитогенные факторы). 

Влияние биотических факторов можно рассматривать как их действие на окружающую среду, на отдельные организмы, населяющие эту среду, или на целые сообщества.

Влияние антропогенных факторов

Вначале экологические исследования того, как биотические факторы влияют на организмы, применялись для борьбы с вредителями, паразитами, выявления пищевых животных и предотвращения хищничества. В настоящее время изучение влияния биотических факторов на организмы - это широкое направление, которое проводится как в лабораториях, так и в природе.

разнообразие взаимодействий

В природе часто встречается сожительство двух или более видов, которое иногда требует участия обоих партнеров. Симбиотические отношения организмов, происходящие от слов "вместе" и "жизнь", относятся к такому виду сожительства. Симбиоз - это отношения между двумя видами, которые неразрывны и полезны для обеих сторон. Это означает, что организмы должны жить близко друг к другу, иногда даже с паразитизмом. Общий термин "симбиоз" относится к сожительству, необходимым условием которого является сосуществование - определенная степень сосуществования организмов.

Отношения между особями разных видов известны как гетеротипические реакции. Два вида могут взаимодействовать друг с другом положительно, отрицательно или нейтрально. В результате возможны следующие виды отношений:

Нейтрализм - два вида свободны и не влияют друг на друга.

Конкуренция: каждый вид негативно влияет на другой. Виды конкурируют за пищу, место для сна, место для откладывания яиц и т.д. Термин "конкурирующие виды" относится к обоим видам.

Симбиотические отношения, при которых оба совместно обитающих вида получают выгоду друг от друга, известны как мутуализм.

Сотрудничество: сообщество формируется обоими видами. Оно не обязательно, поскольку каждый вид может жить независимо и изолированно, однако жизнь в сообществе выгодна обоим видам.

Отношения между видами, известные как комменсализм - буквально переводится как "есть за одним столом" - это отношения, при которых один партнер получает выгоду, не причиняя вреда другому.

Аменсализм - это тип межвидовых отношений, при котором один вид препятствует существованию другого вида в общей среде обитания.

Тип отношений между видами, известный как паразитизм, возникает, когда организмы одного вида (паразиты, потребители) потребляют питательные вещества или ткани организмов другого вида (хозяев) в течение заранее определенного времени. Как и паразиты, хозяева могут быть как животными, так и растениями.

Хищничество - это тип отношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого вида, т.е. служат пищей для другого вида.

Термин "протокооперация" означает Прямой вид симбиотических отношений - первичная кооперация. Совместное существование в этой форме выгодно для обоих видов, но оно не является для них необходимым, как не является необходимым для выживания видов (популяций).

Существует два различия в комменсализме как нейтральных в плане полезности взаимоотношениях:

Потребление различных веществ или компонентов одной и той же пищи известно как совместное потребление.

Потребление остатков пищи хозяина - это нарциссизм.

Сплачивание - это когда один вид использует тела или жилища других видов в качестве убежища или места для жизни.

Помните, что стадии жизни взаимодействующих организмов и внешние условия могут изменить виды отношений между конкретной парой. Кроме того, в природе в отношениях участвует гораздо больше особей, чем просто пара. Взаимоотношения между видами в природе бесконечно разнообразны.

Нейтрализм.

Нейтрализм имеет место, когда два вида не оказывают никакого влияния друг на друга.

При нейтрализме виды не связаны друг с другом прямолинейно. Поскольку два вида делят одну территорию и не общаются друг с другом, их сосуществование не оказывает на них ни положительного, ни отрицательного влияния; скорее, оно зависит от состояния сообществ в целом. Например, лось и белка - или дятел и дрозд - в одном лесу почти никогда не взаимодействуют друг с другом. Сообщества с большим количеством видов формируют отношения нейтрального типа.

Поскольку все виды могут вступать в опосредованные взаимодействия, которые мы не можем наблюдать из-за ограниченности наших знаний, истинный нейтрализм в природе встречается крайне редко.

Конкуренция.

В природе конкуренция встречается очень часто. Она возникает в условиях, когда экологические ресурсы ограничены и соперничество видов неизбежно. Каждый вид испытывает угнетение, что негативно сказывается на росте, выживании и численности популяции организмов.

Одной из наиболее значимых форм естественных биотических взаимодействий являются конкурентные отношения. Различают конкуренцию (соревнование, борьбу) внутри вида и между видами за пищу, пространство и другие ресурсы. Территориальность - одно из проявлений внутривидовой конкуренции. На исход конкуренции большое влияние оказывают внешние факторы и видовые особенности популяций конкурирующих видов. Результаты конкуренции представляют большой интерес как для эволюционистов, так и для экологов, изучающих механизмы естественного отбора и процессы формирования природных сообществ. Это указывает на то, что вид, находящийся под давлением конкуренции, будет наблюдать снижение или регулирование как плотности своей популяции, так и своего вклада в природное сообщество. Стабильность природных сообществ, их видовой состав и распределение организмов зависят от конкурентных отношений.

В районах с небольшим количеством видов и разреженными популяциями конкуренция менее сильна: например, в ледяных и пустынных регионах соперничество практически отсутствует.

Внутривидовое соперничество.

Территориальность.

Внутривидовое соперничество - это борьба за сходное имущество между представителями сходных видов. Оно играет важную роль в саморегуляции популяций.

Под влиянием внутривидовой конкуренции за жизненное пространство некоторые организмы выработали увлекательное поведение, известное как территориальность. Многочисленные птицы, некоторые рыбы и другие животные разделяют эту характеристику.

Когда животное защищает известную территорию по соседству или, например, место гнездования, территориальное поведение является примером внутривидовой конкуренции. Например, во время сезона размножения птиц самец охраняет определенную территорию от посторонних представителей своего вида, за исключением самки. У многочисленных рыб, включая колюшек, наблюдается аналогичная картина.

Активная борьба не всегда сопровождает защиту территории. Чаще всего громкого пения и угрожающей позы достаточно, чтобы отвадить соперника. Однако, если один из родительских партнеров погибает, его место быстро занимает птица одной из неподеленных особей. В результате территориальное поведение можно рассматривать как механизм контроля как против перенаселения, так и против перенаселения.

У некоторых видов внутривидовое регулирование начинается задолго до появления значительной конкуренции. Например, даже при изобилии источников пищи высокая плотность животных является угнетающим фактором, замедляющим темпы воспроизводства популяции.

Важным регулятором, контролирующим рост популяции, является внутривидовая конкуренция. Плотность популяции частично зависит от скорости отмирания особей (смертность) или воспроизводства (плодовитость) в результате этой конкуренции. В результате существует корреляция между количеством родительских пар и количеством детей в них. Изменения в популяции регулируются этими связями.

Существование социальной иерархии у животных, которая характеризуется появлением в популяции доминирующих и подчиненных особей, является еще одним проявлением внутривидовой конкуренции. Например, у майского жука трехлетние личинки подавляют одно- и двухлетних личинок. Из-за этого взрослые жуки появляются только раз в три года, в то время как у других насекомых, например у посевных щелкунов Agriotes, личиночная стадия длится три года, а появляются они только раз в год, потому что конкуренции между личинками нет.

В некоторых случаях в результате внутривидовой конкуренции вид может разделиться на несколько популяций, занимающих разные территории. Один экологический подвид саванного подорожника (Passerculus sandwichensis) можно встретить на сухих холмах, а другой - на прибрежных солончаках. Часть популяции часто перемещается из одного региона в другой в результате конкуренции. Так различные зерноядные птицы, известные как "узкие стенофаги тайги", такие как кедровки и воскоклювы, мигрируют в Западную Европу, когда в их обычном ареале не хватает пищи.

Конкуренция между видами.

Активный поиск двумя или более видами одних и тех же пищевых ресурсов в среде обитания называется межвидовой конкуренцией. Обычно виды с одинаковыми экологическими потребностями формируют конкурентные отношения. Поскольку немногие виды не испытывают хотя бы некоторого давления со стороны представителей других видов, конкуренция между видами чрезвычайно распространена в природе и затрагивает почти все из них. Каждый вид страдает от того, что присутствие другого вида уменьшает его шансы присвоить себе пищу, кров и другие средства существования. Экологи рассматривают межвидовую конкуренцию в особом, меньшем смысле - как обычно плохую связь между видами, обладающими сравнительной биологической специализацией.

Отношения при конкуренции могут быть самыми разнообразными: от физической борьбы до почти мирного сосуществования. Кроме того, если два вида имеют одинаковые экологические требования и оказываются в одном сообществе, один конкурент неизбежно вытесняет другого. Например: Серая крыса полностью вытеснила черную крысу, вид того же рода, из человеческих поселений в Европе. Теперь черная крыса обитает в степях и пустынях. Серая крыса победила, потому что была крупнее, агрессивнее и лучше плавала. Напротив, более мелкий рыжий таракан, известный как прусский таракан, полностью вытеснил более крупного черного таракана в России благодаря своей способности лучше адаптироваться к уникальным условиям человеческого жилья. Маленькая местная пчела была вытеснена в Австралии обычной европейской пчелой, которая не жалит.

В результате исследований, проведенных российским ученым Г.Ф. Гаузе, культуры двух разных видов пчел инфузории-туфельки, которые питались одинаково, были помещены в сосуды с сеном. Размещенные отдельно, каждый вид успешно размножался и достиг максимальной численности. Однако если инфузории двух видов выжили, то численность одного вида постепенно уменьшалась, и его особи исчезли из настоя. Было решено, что виды с одинаковыми экологическими потребностями не могут долго жить вместе. Оказалось, что по мере того, как популяция видов росла и размножалась все быстрее, через некоторое время в борьбе за пищу оставались лишь немногие выжившие. Для описания этого вывода было использовано правило конкурентного исключения.

Однако условия, в которых происходит конкуренция, не менее важны, чем характеристики видов, конкурирующих друг с другом. Один или несколько видов, имеющих хотя бы небольшое преимущество перед другими в данной экологической обстановке и, следовательно, большую приспособляемость к условиям окружающей среды, могут победить в конкурентной борьбе, в зависимости от условий конкретного местообитания.

Межвидовая конкуренция между двумя видами мучных жуков была изучена на предмет влияния температуры и влажности на результат. Несколько особей каждого вида были помещены в сосуды с мукой, нагретой и увлажненной определенным образом. Жуки начали размножаться, но через некоторое время остались особи только одного вида. Интересно, что один вид преобладал при высоких значениях температуры и влажности, а другой - при низких.

Это иногда приводит к тому, что конкурирующие виды сосуществуют друг с другом. Ведь распределение тепла, влаги и других экологических факторов в природе неравномерно. Действительно, даже в пределах небольшого региона (леса, поля или другой среды) можно выделить зоны с различными микроклиматами. Каждый вид находит место для жизни в этом разнообразии условий.

В результате в сообществе сосуществуют только конкурирующие виды, которые приспособились хотя бы к некоторому расхождению в экологических требованиях. Например, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по-разному: зебры срезают верхушки трав, дикие козы потребляют определенные виды растений, газели - только нижние травы, а антилопы топи - высокие стебли.

Поскольку они охотятся в разных частях дерева, насекомоядные древесные птицы в нашей стране избегают конкуренции друг с другом.

Одна из причин, почему два вида, которые имеют мало общего в плане питания, поведения и образа жизни, в одном сообществе редко уживаются вместе. Соперничество в этой ситуации - это неприкрытое соперничество. Когда люди вводят виды животных в сообщества без учета уже сложившихся отношений, они сталкиваются с жесточайшей конкуренцией, которая может иметь нежелательные последствия.

Поскольку разные виды по-разному воспринимают одни и те же факторы окружающей среды, конкуренция обычно минимальна и косвенна. Чем больше различаются возможности существ, тем менее экстраординарным будет противостояние.

Значение конкуренции как компонента среды.

Как уже говорилось ранее, на регулирование числа видов в сообществе и формирование видового состава большое влияние оказывают конкурентные отношения.

Экологам известно, что организмы не живут в одних и тех же местах, даже если они имеют сходные привычки и строение. А если и живут, то используют разные ресурсы и активны в разное время. Во времени и пространстве их экологические ниши несколько отличаются.

Пример двух видов морских птиц, большого и длинноносого бакланов, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся рядом, служит наглядной иллюстрацией расхождения экологических ниш при сосуществовании родственных видов. По мнению ученых, состав пищи этих птиц сильно различается: большой баклан ловит рыбу у дна, где преобладают донные беспозвоночные, такие как креветки и камбалы, а длинноносый баклан ловит рыбу в верхних слоях воды.

В большинстве случаев виды с очень похожими потребностями живут в разных частях одной территории или в разных местах обитания, либо избегают конкуренции каким-то другим способом, например, питаясь разными продуктами или занимаясь разными делами в течение дня или в разное время года.

Естественный отбор, по-видимому, направлен на прекращение или предотвращение длительного конфликта между видами со сходным образом жизни, что является экологическим действием. В ходе эволюции устанавливается экологическое различие между близкородственными видами. В очаговой Европе, например, существует пять прочно родственных видов синиц, чье размежевание друг с другом происходит из-за контрастов в жизненном пространстве, части времени в местах рысканья и размерах добычи. Изменения длины и толщины клюва - два примера мелких деталей внешнего строения, свидетельствующих об экологических различиях. Межвидовая конкуренция - один из важнейших факторов эволюционных преобразований, о чем свидетельствуют структурные сдвиги, которые претерпевают организмы по мере расхождения их экологических ниш. Под влиянием внутривидовой конкуренции популяции данного вида расширяют границы своего ареала, если межвидовая конкуренция выражена слабо.

В результате межвидовая конкуренция может оказать значительное влияние на развитие природного сообщества. Она способствует стабильности сообщества и более эффективному использованию имеющихся ресурсов, создавая и закрепляя разнообразие организмов.

Симбиоз.

Как уже было сказано ранее, симбиоз - это неразрывные отношения между двумя видами, которые приносят пользу обеим сторонам. Это означает, что организмы должны жить рядом друг с другом, иногда даже с паразитизмом. Классическими примерами симбиоза являются рак-отшельник и актиния, живущие вместе (см. Приложение рис.6, 8); зеленая гидра и бесклеточная водоросль.

Подобный симбиоз существует между гусеницами синекрылой моли и муравьями. Перед окукливанием эти гусеницы зарываются в муравейники, где они защищены от паразитов и хищников. Тля и многие муравьи связаны похожим образом: муравьи потребляют выделения тли и защищают ее от хищников.

Термиты - самый яркий пример симбиоза в животном царстве, поскольку они используют свой пищеварительный тракт как убежище для жгутиковых бактерий. Благодаря симбиозу термиты могут переваривать древесину, а микроорганизмы получают место для жизни там, где они не могут жить.

Важно отметить, что комплекс отношений типа симбиоза включает широкий спектр переходов, начиная от более или менее безразличных и заканчивая такими, в которых оба сожителя обеспечивают взаимное существование. "Тем не менее, каждый стремится извлечь выгоду из инстинктов другого", - писал Чарльз Дарвин в "Происхождении видов". "Поэтому нет никаких доказательств того, что какое-либо животное совершает действие, исключительно полезное для другого вида".

Исходя из того, насколько взаимосвязаны организмы и насколько они зависят друг от друга в плане питания, симбиоз можно разделить на несколько категорий: ПАРАЗИТИЗМ, МУТУАЛИЗМ и КОММЕНСАЛИЗМ.

Комменсализм.

Комменсализм - это тип отношений, при котором один партнер получает выгоду, не причиняя вреда другому. Существует множество вариантов комменсализма из-за разнообразия его проявлений:

Потребление остатков пищи хозяина известно как "нарциссизм". К ним относятся отношения между акулами и жировыми рыбами или между львами и гиенами, которые потребляют остатки пищи.

Акт потребления различных веществ или частей одной и той же пищи известен как "обвязка". Например: связь, существующая между высшими растениями, которые потребляют минеральные соли, образующиеся в процессе, и различными видами почвенных сапрофитных бактерий, которые перерабатывают различные органические вещества из разложившихся растительных остатков.

Практика использования тел или жилищ других видов в качестве убежища или жилища известна как "квартеронство". У растений подобные отношения встречаются довольно часто.

Некоторые ракообразные, прикрепляющиеся к коже кита, являются ярким примером комменсализма. В данном случае они имеют преимущество, поскольку двигаются быстрее и не доставляют киту особых хлопот.

В целом, у партнеров нет общих целей, и каждый из них может процветать сам по себе. Как бы то ни было, такие партнерства облегчают одному из членов союза передвижение, добычу пищи, поиск укрытий и т.д. Иногда такие союзы могут быть совершенно фиктивными. Например, различные виды мшанок можно найти в раковинах ракообразных и моллюсков. Поскольку мшанки могут прикрепляться к любой твердой поверхности, такой союз совершенно случаен. Однако многим животным, ведущим сидячий образ жизни, полезно прикрепляться к живым существам. Они перемещаются с помощью хозяина. Когда они двигаются, течение воды часто облегчает им добычу пищи.

Морские животные особенно склонны к комменсализму. Примечательна связь между некоторыми рыбами и акулами. Рыбы-пилоты постоянно снуют небольшими косяками вблизи носа акулы, потребляя объедки с ее "стола". Еще одной иллюстрацией являются животные, чьи норы укрывают разнообразных "гостей", потребляющих объедки со стола хозяина. В норах млекопитающих, птичьих гнездах и общественных жилищах насекомых обитает множество видов насекомых-комменсалов, включая до 110 видов жуков, найденных в норах горных сурков.

Мы различаем полеоксенов, которые встречаются в норах и гнездах случайно, и других комменсалов; полеофилов, которые проводят в этих убежищах всю жизнь, и полеобистов, которые живут там больше, чем где-либо еще.

Отношения типа комменсализма играют важнейшую роль в природе, поскольку они способствуют более тесному соседству видов, более полному развитию окружающей среды и использованию пищевых ресурсов.

Мутуализм.

Мутуализм - это тесные взаимоотношения, которые приносят пользу обеим сторонам и требуют присутствия обоих видов. Существует множество примеров мутуализма, или видоспецифических отношений, которые приносят пользу обеим сторонам. Таковы, например, отношения между опыляющими видами насекомых и высокоспециализированными растениями, такими как орхидеи, многоножки и инжир, или отношения между носорогами и бычьими птицами. Полет носорога служит предупреждающим знаком для птиц, которые питаются паразитическими насекомыми на его коже.

Живые организмы как среда обитания живых существ.

Многочисленные виды гетеротрофных организмов живут с другими живыми организмами на протяжении всей своей жизни или части жизненного цикла. Тела этих организмов служат им средой обитания, которая по своим свойствам существенно отличается от внешней. В природе практика использования одними живыми существами среды обитания других является давней и распространенной. Было показано, что сине-зеленые водоросли, бактерии и другие прокариотические организмы живут вместе. Внутриклеточные паразиты и симбионты присутствуют у значительного числа одноклеточных и эукариотических форм, включая красные, зеленые, диатомовые водоросли и амебы. Почти каждый вид многоклеточных организмов имеет внутреннюю популяцию. Чем разнообразнее условия, которые хозяева способны обеспечить своим сожителям, тем более они организованы и тем более дифференцированы их ткани и органы.

Поскольку паразитизм настолько широко распространен, единственные живые существа, которые не подвергаются нападению паразитов, - это те, которые являются последним звеном в длинной пищевой цепи. Однако доля видов паразитов в данной группе живых организмов увеличивается по мере продвижения вниз по эволюционной лестнице. Некоторые низшие животные, в частности плоские черви, нематоды и некоторые членистоногие, в природе являются только паразитами. Паразитизм как способ существования крайне редко встречается у позвоночных.

Организм, на котором или в котором они поселяются (хозяин), является специфической средой обитания для животных, ведущих паразитический образ жизни. Большинство паразитов практически лишены всех контактов с внешним миром, и все их развитие происходит внутри организма хозяина, как, например, малярийные плазмодии.

Паразиты и их хозяева в ходе эволюции установили сложные отношения. Различные аспекты этих отношений показывают, как развивался паразитизм.

1 Подход: основной квартирантизм. Нередко более мелкий организм обосновывается в доме или рядом с домом более крупного организма и со временем проникает в тело хозяина, после чего переходит на питание жизненными соками организма хозяина и причиняет ему вред. В конечном итоге карантин может развиться в паразита, который будет использовать тело хозяина в качестве своего дома.

2 Путь: Хищничество - путь, ведущий к паразитизму. Так, когда хищник нападает на крупную добычу, которую он не может уничтожить и съесть всю сразу, он может стать паразитом, проникнув в тело хозяина и найдя там благоприятную среду - много пищи. Паразит поселяется в организме хозяина. Например: От хищничества к паразитизму - переходные отношения между кровососущими пиявками и их хозяевами.

3 Путь: случайное проникновение паразита в организм хозяина. Крупные животные, например, могут поедать мелкие формы. Некоторые из них не умирают, а приспосабливаются к новым условиям и становятся паразитами. В природе существует множество примеров этих трех переходов от случайного паразитизма, кварианства и хищничества к настоящему паразитизму. В то же время в настоящее время трудно точно определить группу животных или растений, из которой появился первый паразит на Земле.

Кроме того, существует две категории паразитов: эктопаразиты и эндопаразиты.

Внутренние паразиты, обитающие в теле хозяина, известны как эндопаразиты. Большинство из них включают паразитических простейших, бактерии, вирусы и гельминты.

Внешние паразиты, обитающие на поверхности тела хозяина, такие как клещи, пиявки и блохи, известны как эктопаразиты.

Различают стационарный паразитизм и временный паразитизм. При стационарном паразитизме паразит цепляется за своего хозяина на длительный период времени, часто на всю жизнь. Постоянные стационарные паразиты могут быть ограничены одним хозяином: вши, глисты, или их развитие продолжается при смене хозяина (изредка):многочисленные ленточные черви В результате малярийные плазмодии проводят часть своей жизни в малярийном комаре, который является их окончательным хозяином. Человек является промежуточным хозяином.

Окончательный хозяин паразита - это организм, в котором он достигает половой зрелости, а промежуточный хозяин - это организм, в котором он достигает личиночной стадии.

Центральная нервная система человека поражается клещевым энцефалитом. Он вызывается вирусом, который переносится и сохраняется иксодовыми клещами. Клещи предпочитают южную часть таежных лесов в Европе и Азии России.

При временном паразитизме паразит не проводит всю свою жизнь с хозяином, а проводит часть ее на свободе. Двумя примерами являются многочисленные клопы и двукрылые.

В результате еще раз подтверждается тот факт, что паразитизму чаще всего подвержены позвоночные животные и цветковые растения, а среди микроорганизмов паразиты встречаются чаще всего.

Паразиты процветают в определенных аспектах внутренней среды хозяина. С одной стороны, это дает им многочисленные преимущества для окружающей среды; однако это усложняет их жизненный цикл больше, чем у свободноживущих видов. Одно из их главных преимуществ заключается в том, что они могут потреблять много пищи за счет клеток, жизненных соков и тканей хозяина. Паразиты могут быстро расти, только если у них есть доступ к большому количеству пищи.

Высокий репродуктивный потенциал паразитов также зависит от практически неограниченных пищевых ресурсов, что повышает вероятность заражения ими других хозяев.

Тот факт, что люди, живущие в живых существах, защищены от прямого воздействия элементов окружающей среды, является еще одним значительным экологическим преимуществом. Они не подвержены риску высыхания или экстремальных изменений температуры внутри хозяина. Защищенность от внешних врагов, обилие эффективно усваиваемой пищи и относительная зависимость условий делают сложную характеристику тела бессмысленной, и впоследствии многочисленные внутренние паразиты и симбионты описываются в продвижении путем необязательных перестроек конструкции, включая потерю целых каркасов органов. Например, желчные клещи, живущие в тканях растений и размножающиеся в эмбриональной стадии только одной парой конечностей, в отличие от четырех пар, характерных для всех пауков, проводят там всю свою жизнь.

Паразитарные адаптации включают использование переносчиков и промежуточных хозяев, развитие сложных жизненных циклов и повышенную способность к размножению.

Закон большого числа яиц" относится к необычайной плодовитости паразитов. Например, человеческая аскарида производит более 50 миллионов яиц за свою жизнь и в среднем 250 000 яиц в день. Только чрезвычайная плодовитость увеличивает шансы на выживание и завершение жизненного цикла, по крайней мере, для небольшого числа потомков, поддерживающих существование вида. Подавляющее большинство яиц и эмбрионов паразитов погибает, потому что они не способны противостоять воздействию различных факторов окружающей среды или потому что им не удается достичь следующего хозяина.

Партеногенез, полиэмбриония (когда клетки одного делящегося яйца дают начало нескольким эмбрионам) и бесполое размножение (почкование на везикулярных стадиях ленточных червей) являются примерами адаптации паразитов к умножению потомства. Это приводит к смене поколений половым и партеногенетическим или половым и бесполым путем.

Многие паразиты сочетают смену поколений с изменениями в двух или более хозяевах; в результате одно поколение может быть найдено в одном хозяине, но не в другом. Например, ленточный червь откладывает свои крошечные яйца в кишечнике лисы. Фекалии лисы и эти яички оказываются на земле. Как они попадают обратно в кишечник другой лисы? В процесс возвращения вовлечена стадия промежуточного хозяина или нескольких хозяев: заяц поедает траву, куда упали яйца ленточного червя. В его теле яйца превращаются в личинки, которые затем проникают в ткани зайца и развиваются в цисты - спящую стадию. Если лиса поймает зайца в будущем, цисты попадут в кишечник животного, где они созреют во взрослого ленточного червя, возобновив жизненный цикл. В качестве адаптации для распространения от одного хозяина к другому, развилось разнообразие и сложность жизненных циклов паразитов.

Адаптация паразита к определенному хозяину также включает очень тонкую биохимическую специализацию, например, производство определенного набора ферментов, которые облегчают паразиту проникновение в организм хозяина и использование находящихся там веществ.

Явление суперпаразитизма или гиперпаразитизма возникает, когда паразиты сами становятся средой обитания других видов. Например, паразит капустной белокрылки был связан с более чем 20 различными видами вторичных паразитов журчалки (Apanteles glomeratus).

В различных частях тела многоклеточного организма условия разнообразны. Хозяин предоставляет своим обитателям разнообразную среду. Его паразиты предназначены для обитания в определенных тканях и органах. Они привязаны к определенному возрасту и физиологическому состоянию хозяина. Например, в то время как одни виды вшей обитают в волосах человека, другие - в волосах на разных частях тела. В кишечнике кроликов одновременно могут паразитировать несколько видов кокцидий, каждый из которых ограничен определенной областью: Eimeria media можно обнаружить в первой части тонкой кишки, Eimeria irresidua - в средней, Eimeria magna - в последней петле, Eimeria piriformis - в основном в прямой кишке и т.д.

На популяционном и видовом уровнях отношения между паразитом и хозяином у растений и животных сбалансированы. Само собой разумеется, что паразит не может размножаться до такой степени, чтобы уничтожить популяцию хозяина и лишить себя "запасов пищи". Равновесие регулируется относительно медленным воздействием на хозяина. В результате паразиты, как и свободноживущие виды, имеют сложную систему адаптаций к окружающей среде. Особенность этой среды проявляется в их организации и структуре. Типы адаптаций, которые развивают представители различных групп паразитов, сходны.

Значительное число паразитов обитает не внутри тела хозяина, а на его поверхности, где они преобразуют микроклимат и обеспечивают паразита пищей, укрытием и другими необходимыми веществами. Связь эктопаразита с хозяином может быть как постоянной, так и преходящей. Пребывание на теле хозяина - одна из важнейших экологических задач для постоянно или длительно живущих эктопаразитов, связанных с хозяином. В связи с этим типичные эктопаразиты обычно обладают мощными органами прикрепления - присосками, крючьями, клешнями и т.д., которые растут сами по себе у широкого круга видов.

Паразиты не только оказывают воздействие на живые существа, но и вызывают у них сильную реакцию. Будучи членами живой среды, паразиты должны преодолевать сопротивление и защитные реакции организма хозяина. Активный иммунитет - это название, данное этой устойчивости к паразитам. Животные в хорошем состоянии здоровья, достигшие полной зрелости, имеют сильные защитные силы, которые не позволяют патогенам проникнуть внутрь. Поэтому выработка гуморального иммунитета, или антител, подавляющих паразитов, в крови хозяина является защитной реакцией животного против вторжения чужеродных организмов. Токсины паразита стимулируют иммунитет и часто защищают от повторного заражения.

В некоторых случаях при вторжении паразита организм хозяина отвечает расширением тканей вокруг него, создавая капсулу, которая не пропускает паразита. Эти структуры известны как зооцидии у животных и галлы у растений, соответственно. Паразит часто погибает в результате такой изоляции. Сами паразиты используют зооцидии в качестве дополнительных защитных образований, ограничивая свою защитную роль локализацией вреда хозяина в определенной области.

Паразитизм.

При паразитизме организм одного вида (паразит) полагается на питательные вещества или ткани организма другого вида (хозяина). Хотя паразитизм похож на хищничество, в отличие от настоящих хищников, паразит не убивает хозяина сразу. Обычно он делает живого хозяина своим временным или постоянным домом. Поскольку хозяин обеспечивает существование паразита, он истощается, но не умирает.

Существует два основных типа паразитов: микро- и макропаразиты.

Микропаразиты - это те, которые размножаются непосредственно в теле хозяина, например, вирусы, бактерии и простейшие. Микропаразиты развиваются в теле хозяина, но по мере размножения у них появляются отдельные формы, которые покидают одного хозяина и заселяют нового.

Основными макропаразитами животных являются круглые черви и ленточные черви, а также вши, блохи, клещи и грибки.

Существуют три основные характеристики паразитизма:

1. На протяжении всей своей жизни паразит нападает только на одного человека (редко на многих) и потребляет только часть своего хозяина; паразит наносит вред хозяину, но очень редко вызывает у него быструю смерть.

2.Паразит, по сути, живет (вечно или недолго) в теле или на внешнем слое своего хозяина, поэтому паразиты обычно намного скромнее своего хозяина.

3. По сравнению с хищником и его жертвой, паразит гораздо более тесно связан со своим хозяином. Это результат узкой специализации видов и естественного отбора.

Паразитоиды.

Отдельную экологическую группу паразитоидов составляют некоторые насекомые. Эта группа взрослых насекомых живет самостоятельно, но откладывает яйца в тело личинки другого насекомого или на его поверхность, иногда в тела мокриц и пауков. Вышедшие из яиц личинки растут и развиваются в теле хозяина, потребляя его ткани. Вначале личинка не причиняет хозяину особого вреда, но по мере роста она почти полностью его поглощает. Из куколки или личинки хозяина в конце концов выходит паразитоид - взрослое насекомое.

Паразитоиды находятся где-то между паразитами и хищниками. Поскольку они убивают хозяина, они становятся ближе к хищникам. Настоящие хищники, с другой стороны, едят свою жертву напрямую. Паразитоид нападает на свою жертву (хозяина), откладывая яйцо, но именно личинка, которая вылупляется из этого яйца, фактически питается хозяином.

Один или несколько видов могут пострадать в результате существования хищника или паразита. Виды различают следующим образом:

Полифаг: нападает на множество различных видов. К ним относятся многочисленные насекомые и хищные млекопитающие.

Олигофаг: питается небольшим количеством близкородственных видов. Люди, свиньи, различные плотоядные и грызуны - все они подвержены паразитизму Echinococcus solitans.

Монофагия означает, что паразит питается только одним хозяином. Для многих паразитических насекомых, таких как тля афелинус, монофагия является нормой.

Закон совпадения.

Для развития паразита необходимо, чтобы пораженная стадия хозяина и агрессивная стадия паразита совпадали одновременно. Хозяин должен быть либо доступен, либо находиться на приемлемой стадии для развития паразита. Таленхорст назвал этот принцип совпадением (Thalenhorst, 1950). На практике изучение совпадений, например, между насекомыми-фитофагами и их растениями-хозяевами, имеет решающее значение. Одним из примеров является жук яблонного цветоеда. Было обнаружено, что период откладки яиц яблонного цветоеда-долгоносика фенотипически совпадает со стадиями развития цветочных почек яблони, что означает, что цветение долгоносика совпадает с ростом растения-хозяина.

В случае паразита, цикл развития которого охватывает несколько промежуточных хозяев, совпадение должно быть чрезвычайно точным.

Хищничество.

Взаимоотношения между организмами, известные как хищничество, возникают, когда представители одного вида убивают и поглощают представителей другого вида.

Хищничество часто определяется как акт поедания другого организма. Как следствие этого, травоядность также может быть одним из видов хищничества. Отношения хищник-жертва широко распространены в природе. Они не только определяют судьбу отдельного хищника или его жертвы, но и влияют на важные свойства крупных экологических объектов, таких как биотические сообщества и экосистемы.

Типичный хищник, такой как волк, рысь, норка, охотится. Однако, помимо хищников-охотников, значительное число хищников-собирателей полагается исключительно на поиск и захват добычи как способ существования. Многие насекомоядные птицы, например, собирают пищу на земле, в траве или на деревьях. Одним из распространенных типов биотических отношений является хищничество.

Длительное взаимодействие между популяциями хищников и жертв создает взаимозависимость, которая действует как регулятор, предотвращая чрезмерные колебания популяции или накопление больных или раненых особей. Хищничество способно повысить устойчивость и разнообразие сообществ и значительно уменьшить негативные последствия конкуренции между видами.

Человек и хищники

Когда человек конкурирует с хищниками за определенный ресурс, например, за популяцию домашних или диких животных, проблема хищничества может приобретать для него большое значение.

Многие страны долгое время были ареной постоянного конфликта между человеком и хищником. Компенсация охотника за убитого хищника была основной движущей силой этого конфликта. Однако полностью истребить хищников не удалось: оказалось, что работа охотников стала невыгодной по мере сокращения численности этих животных. Охотник был вынужден переключиться на другой вид добычи, более выгодный. Удивительно, что в этой ситуации он действовал так же, как и характерный охотник, когда толщина популяции добычи уменьшается и энергетические затраты добычи не покрывают затрат на ее поиск, преследование и добычу.

Время от времени люди сталкиваются и с противоположной проблемой - недостаточной численностью хищников. Отсутствие или малое количество хищников может быть причиной большого количества грызунов или насекомых-вредителей на определенной территории. Чаще всего люди используют охотников для борьбы с насекомыми. Иногда это приносит хорошие результаты. Об этом свидетельствует божья коровка родолия, которая переехала из Австралии, чтобы помочь избавиться от червеца - насекомого-вредителя, угрожавшего цитрусовым плантациям в Северной Америке в конце XIX века.

Отношения: хищник-жертва.

Тот факт, что человек часто ведет себя как типичное хищное животное, является еще одним фактором его интереса к проблеме хищничества. Он эксплуатирует популяции диких животных в качестве сырья, что часто приводит к их полному уничтожению.

Несмотря на то, что хищники сами убивают людей, которыми питаются, долгосрочные взаимодействия между естественным хищником и его жертвой не столь катастрофичны.

Было обнаружено, что когда виды животных взаимодействуют друг с другом в течение длительного времени, их изменения координируются, делая эволюцию одного вида частично зависимой от эволюции другого. Подобная согласованность процессов, в ходе которых организмы разных видов развиваются совместно, называется коэволюцией.

Многие экологи предполагают, что когда два вида взаимодействуют и проходят совместное эволюционное развитие, негативное влияние одного вида на другой уменьшается.

Говоря иначе, по мере развития отношений между хищником и жертвой, жертва пытается вырваться из рук хищника, а хищник пытается удержать добычу. В результате и хищники, и жертвы претерпевают различные адаптации.

На ум приходит сложное социальное охотничье поведение волков и львов; точное прицеливание и длинные, липкие языки некоторых рыб, жаб и ящериц; ядовитые зубы гадюки, согнутые с приспособлением для впрыскивания яда; пауки и паутины, которые их удерживают; хирург, глубоководная рыба; жертвы также исторически развили защитные признаки в виде анатомических, морфологических, физиологических и биохимических особенностей, например, змеи и удавы, которые душат свою добычу. Например, наросты на теле, шипы, колючки, панцирь, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, способность зарываться в рыхлую почву, способность строить укрытия, недоступные для хищников, и способность прибегать к подаче сигналов при опасности В результате этих взаимных адаптаций образуются специализированные хищники и специализированная добыча, определенные группы организмов. Кошачья рысь, например, потребляет в основном зайцев, тогда как волк, Canis lupus, является типичным хищником-полифагом.

В действиях многих хищников было замечено нечто, что можно назвать расчетливостью. Например, хищник не получает выгоду от полного уничтожения всей своей добычи, чего обычно не происходит в природе.

Хищничество - трудоемкий и энергоемкий процесс. Например, скопление из двух львиц и восьми детенышей проходит несколько километров за вечер, независимо от того, что самым маленьким птенцам всего месяц. Взрослые животные сталкиваются с теми же трудностями, что и детеныши. Многие из них погибают, некоторые даже голодают.

Хищники часто не менее опасны, чем их добыча, когда они охотятся. В борьбе за добычу некоторые хищники погибают при столкновении с другими хищниками.

Однако время - главный враг хищника. Только самые сильные и быстрые хищники могут успешно поймать добычу за короткий промежуток времени, преследуя ее на большом расстоянии. Менее проворные особи не могут конкурировать и погибают от голода.

Значение хищничества в природе.

Является ли влияние хищника только негативным? Если принимать во внимание только судьбу отдельного животного в зубах хищника, то ответ на этот вопрос будет однозначно "да". Однако экологов гораздо больше волнует судьба популяций, чем судьба отдельных организмов.

Хищники уничтожают ту часть популяции, которая менее конкурентоспособна в борьбе за подходящие территории, по целому ряду причин.

Хищник действует подобно селекционеру, который отбирает семена, дающие лучшие ростки, убивая более слабые. Поскольку быстрый рост побуждает особей раньше участвовать в воспроизводстве, влияние хищника заставляет популяцию жертв быстрее восстанавливаться. Одновременно увеличивается использование пищи жертвами. В результате воздействие хищников увеличивает поток энергии экосистемы.

Хищники избирательно убивают медлительных, слабых или больных животных, которые не способны добывать корм. Выживают сильные и выносливые. Это относится ко всему животному царству: хищники улучшают (качественно) популяцию своих жертв. Ондатра, грызуны и олени получают одинаковые преимущества от норки, хищных птиц и волков.

Одним из важнейших факторов регулирования численности организмов является хищничество.

Хищники, естественно, должны быть ограничены в сельскохозяйственных районах, поскольку они могут нанести вред домашнему скоту. С другой стороны, хищники должны быть защищены в труднодоступных районах на благо как популяций жертв, так и взаимодействующих с ними растительных сообществ.