Шпаргалка по "Экологии"

Экология

14. Способы распределения организмов в пространстве.

 

Каждая популяция занимает пространство, обеспечивающее условия  жизни для ограниченного числа  особей.

Пространственная структура  наземного биоценоза определяется прежде всего сложением его растительной части – фитоценоза, распределением наземной и подземной массы растений.

При совместном обитании растений, разных по высоте, фитоценоз часто приобретает ярусное сложение: ассимилирующие надземные органы растений и подземные их части располагаются в несколько слоев, по-разному используя и изменяя среду. Ярусность особенно хорошо заметна в лесах умеренного пояса.

Например, в еловых лесах  четко выделяются древесный, травяно-кустарничковый и моховый ярусы.

Пять или шесть ярусов можно выделить и в широколиственном лесу: первый, или верхний, ярус образован деревьями первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, клен платановидный, вяз гладкий и др.); второй – деревьями второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблони и груша, черемуха, ива козья и др.); третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая, жимолость лесная, бересклет европейский и др.); четвертый состоит из высоких трав (борцы, бор развесистый, чистец лесной и др.); пятый ярус сложен из трав более низких (сныть обыкновенная, осока волосистая, пролесник многолетний и др.); в шестом ярусе – наиболее низкие травы, такие, как копытень европейский. Подрост деревьев и кустарников может быть разного возраста и разной величины и не образует особых ярусов.

Наиболее многоярусны  дождевые тропические леса (рис. 1.), наименее – искусственные лесные насаждения (рис. 2.).

В лесах всегда есть и межъярусные растения – это водоросли и лишайники на стволах и ветвях деревьев, высшие споровые и цветковые эпифиты, лианы и др.

 

Рис. 1. Многоярусный дождевой тропический лес Центральной Амазонки. Растительность полосы длиной 20 м и шириной 5 м

 

 

Рис. 2. Одноярусный саженый еловый лес. Монокультуры разного возраста

 

Ярусность позволяет  растениям более полно использовать световой поток: под пологом высоких  растений могут существовать теневыносливые, вплоть до тенелюбивых, перехватывая даже слабый солнечный свет.

Ярусность выражена и  в травянистых сообществах (лугах, степях, саваннах), но не всегда достаточно отчетливо. Кроме того, в них обычно выделяют меньше ярусов, чем в лесах. Впрочем, и в лесах иногда насчитываются всего два четко выраженных яруса.

Ярусы выделяют по основной массе ассимилирующих органов растений, оказывающих большое влияние  на среду. Ярусы растительности могут  быть разной протяженности: древесный  ярус, например, толщиной в несколько  метров, а моховой покров – всего несколько сантиметров.

Каждый ярус по-своему участвует в создании фитоклимата  и приспособлен к определенному  комплексу условий. Например, в еловом лесу растения травяно-кустарничкового  яруса (кислица обыкновенная, майник двулистный, черника и др.) находятся в условиях ослабленного освещения, выровненных температур (более низких днем и более высоких ночью), слабого ветра, повышенных влажности и содержания СО₂. Таким образом, древесный и травяно-кустарничковый ярусы находятся в разной экологической обстановке, что сказывается на функционировании растений и на жизни животных, обитающих в пределах этих ярусов.

Подземная ярусность  фитоценозов связана с разной глубиной укоренения растений, входящих в их состав, с размещением активной части корневых систем. В лесах нередко можно наблюдать несколько (до шести) подземных ярусов.

Животные также преимущественно  приурочены к тому или иному ярусу  растительности. Некоторые из них  вообще не покидают соответствующего яруса. Например, среди насекомых выделяют следующие группы: обитатели почвы – геобий, наземного, поверхностного слоя – герпетобий, мохового яруса – бриобий, травостоя – филлобий, более высоких ярусов – аэробий. Среди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (куриные, тетеревиные, коньки, овсянки и др.), другие – в кустарниковом ярусе (певчие дрозды, снегири, славки) или в кронах деревьев (зяблики, корольки, щеглы, крупные хищники и др.).

Расчлененность в горизонтальном направлении – мозаичность – свойственна практически всем фитоценозам, поэтому в их пределах выделяют структурные единицы, которые получили разные названия: микрогруппировки, микроценозы, микрофитоценозы, парцеллы и т. п. Эти микрогруппировки различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, сомкнутостью, продуктивностью и другими свойствами.

Мозаичность обусловлена  рядом причин: неоднородностью микрорельефа, почв, средообразующим влиянием растений и их биологическими особенностями. Она может возникнуть в результате деятельности животных (образование выбросов почвы и их последующее зарастание, образование муравейников, вытаптывание и стравливание травостоя копытными и др.) или человека (выборочная рубка, кострища и др.), вследствие вывалов древостоя во время ураганов и т. д.

Изменения среды под  влиянием жизнедеятельности отдельных видов растений создают так называемую фитогенною мозаичностъ.

Мозаичность, как и  ярусность, динамична: происходит смена  одних микрогруппировок другими, разрастание  или сокращение их в размерах.

 

22. Типы взаимодействий  популяций в биоценозе.

 

Основу возникновения  и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в  которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же пространство. Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе, возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства.

Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные  к совместному обитанию. По направленности действия на организм все воздействия  подразделяются на следующие: позитивные, негативные и нейтральные.

Позитивные отношения.

Симбиоз - сожительство (от греч. sym – вместе, bios – жизнь) – форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза:

Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком.

Мутуализм. (от лат. mutuus – взаимный). Форма взаимовыгодных отношений видов – от временного, необязательного контакта до симбиоза – неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники – это сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли.

Всего в природе насчитывается  более 20000 видов симбиотических организмов.

Комменсализм, нахлебничество (от лат. com – вместе, mensa – трапеза). Одна из форм симбиоза, при котором один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. 
Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих животных, и не затрачивая поэтому усилий на такую большую скорость и питаясь остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих, использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются совсем. Отношения типа комменсализма очень важны в природе, способствуя более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.

Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз. В гнездах птиц, норах грызунов живут членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания: эпитафы (водоросли, мхи, лишайники).Древесные растения служат им местом прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений хозяина и за счет фотосинтеза.

Негативные отношения.

Антибиотическая форма взаимоотношений, при которой обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывают отрицательное влияние. Отношения хищник – жертва, паразит – хозяин – это прямые пищевые связи, по существу к этому типу экологических взаимодействий можно отнести все варианты пищевых связей.

Хищничество. Одна из самых распространенных форм, имеющих большое значение в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Объекты охоты хищников разнообразны. Например, лисы поедают плоды; медведи собирают ягоды и любят мед лесных пчел. Естественный отбор, действующий в популяции хищников, увеличивает эффективность средств поиска и ловли добычи, вырабатывают сложное поведение, например, согласованные действия стаи волков при охоте на оленей. Жертвы в процессе отбора тоже совершенствуют средства защиты и избегания хищников.

Паразитизм. Организмы могут использовать другие виды не только как место обитания, но и как постоянный источник питания (рис. 3).

Рис. 3. Паразиты певчих птиц

 

По существу паразитический характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями. Известно несколько десятков тысяч видов паразитических форм, из них около 500 – паразиты человека, поэтому изучение паразитов необходимо для предупреждения и лечения заболеваний.

Самым распространённым и опасным паразитом для человека является малярийный плазмодий, который разрушает красные кровяные тельца в крови человека, что вызывает приступы малярии и может даже привести к смерти больного. Одкако такие случаи паразитизма очень редки. В отличие от хищников, убивающих жертву, паразит не стремится окончательно погубить своего хозяина, ведь это грозит смертью и ему самому.

Формы паразитизма.

Паразиты могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы слепни, клопы, блохи, мухи-жигалки.

Организмы, способные  длительное время использовать хозяина, не приводя его к слишком ранней гибели и обеспечивая себе тем  самым наилучшее существование. К числу постоянных паразитов  относятся: простейшие (дизентерийная амеба, малярийный плазмодий), плоские черви (цепни, сосальщики), круглые черви (власоглав, аскарида), членистоногие (чесоточный зудень). С гибелью хозяина погибает и паразит.

Гнездовой паразитизм свойственен  позвоночным животным.

К примеру, на одной птице могут паразитировать десятки разнообразных организмов: грибы, амёбы, жгутиковые, плазмодии, спирохеты, трипаносомы, пятиустки, трематоды, круглые черви, скребни, ленточные черви, пиявки, клопы, блохи, пухоеды, личинки мух, мухи-кровососки, перьевые клещи, иксодовые клещи и другие паразиты.

Паразитические отношения  встречаются и у растений. Особенно распространены паразитические бактерии и грибы. Один из самых процветающих паразитов высших растений – гриб рода фитофтора. Некоторые виды этого рода поражают любые растения.

Отрицательные взаимоотношений между видами. 
        Конкуренция – это взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию, которым располагает местообитание. Конкуренция – единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного существования. Тем не менее рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

Причины вытеснения одного вида другим могут быть различными. У растений подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных веществ и почвенной влаги корневой системой и солнечного света.

У животных встречаются  случаи прямого нападения одного вида на другой в конкурентной борьбе.

Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой.

Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида, межвидовая конкуренция имеет  место между особями разных видов. Конкурентное взаимодействие может  касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов.

Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в  ее основе, может привести либо к  установлению равновесия между двумя  видами, либо к замене популяции  одного вида популяцией другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же заставит его перейти на использование иных ресурсов. Установлено, что два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

Нейтральные отношения.

Нейтрализм. Форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состава сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса сказывается на каждом из этих видов.