Что такое внутривидовые и межвидовые взаимоотношения
Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения в популяциях
Внутривидовые отношения между членами популяции зависят, прежде всего, от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду.
Одиночный образ жизни – это когда особи популяции обособленны и независимы друг от друга. Характерным для многих видов, главным образом на определённых стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование организмов в природе не встречается. Причиной этого является невозможность осуществления их основной жизненной функции – размножения.
Семейный образ жизни, усиливает связи между родителями и их потомками. Дальнейшее усложнение поведенческих связей в популяциях приводит к формированию более крупных объединений животных – колоний, стадий, стад.
Колонии – групповые поселения осёдлых животных, которые могут существовать длительное время или создаваться на период размножения.
Стаи – временное объединение животных, которые проявляют биологически полезную организацию действий.
Стада – более длительные и постоянные объединения животных по сравнению со стаями. Здесь осуществляются все основные функции жизни вида: добывание корма, защита от хищника, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.д. Оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности при совместном существовании, и получила название «эффект группы».
Хищничество – такой тип взаимоотношений популяций, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого.
Паразитизм – это взаимосвязь между видами, при которой организмы одного вида (паразита, потребителя) живут за счёт питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина в течении определенного времени).
Гомеостаз (от греч. – похожий, и неподвижность, стояние) – способность организма или системы организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды. Первую попытку выделить механизмы гомеостаза в живой природе сделал К. Линней (1760).
Межвидовые и внутривидовые связи в экосистеме
Экологические системы – функциональные системы, включающие в себя сообщества живых организмов разных видов и их среду обитания. Связи между компонентами экосистемы возникают, прежде всего, на основе пищевых взаимоотношений и способов получения энергии.
Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга – биосферу, обладающую устойчивостью и другими свойствами экосистемы.
Экосистема – совокупность видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей средой таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать необозримо длительное время (https://biology100.ru/index.php/materialy-dlya-podgotovki/ekosistemy-ikh-zakonomernosti/7-2-ekosistema-ee-komponenty-struktura-tsepi-pitaniya-ekologicheskaya-piramida-chislennosti-populyatsij).
Сосуществование различных видов и популяций в экосистеме приводит к образованию связей, в основе которых лежит питание и местообитание. Они бывают двух видов: трофическими и топическими. На этой основе возникают различные типы отношений между видами; они могут быть прямыми или косвенными.
Такие связи могут быть выгодными или невыгодными для участников и в зависимости от «выгоды» выделяют три типа межвидовых связей: антибиоз, нейтрализм и симбиоз. Антибиоз имеет негативный характер, в основе этой связи лежит конкуренция в борьбе за жизненные ресурсы. Конкуренция возникает в тех случаях, когда два или более видов используют одни и те же ресурсы: пищу, пространство, убежища и т.д. В крайних случаях антибиоза в пределах экологической ниши или всей экосистемы один вид полностью вытесняет другой. Таким образом, конкурентные взаимоотношения оказывают существенное влияние на структуру биоценоза.
Отсутствие более или менее значимых биологических влияний между видами в пределах экологической ниши называют нейтрализмом. Чаще всего нейтрализм свойственен видам, относящимся к разным трофическим уровням.
Тесные функциональные взаимодействия, выгодные для обоих видов или одного из них, называют симбиозом. Симбиотические связи широко распространены в природе. Различают два типа симбиоза: мутуализм и комменсализм. При максимально выраженном мутуализме оба вида не могут существовать изолированно, например, это характерно для животных-фитофагов и кишечных бактерий.
К связям, имеющим отношение к способу питания, относится и такое явление, как паразитизм. Паразитами называют животных, которые живут за счет особей другого вида, будучи тесно связаны с ними в своем жизненном цикле на большем или меньшем его протяжении. Паразиты питаются соками тела, тканями или переваренной пищей своих хозяев (Павловский, 1946).
Известный экофизиолог Н.И. Калабухов (1946) утверждал, что любое приспособление, дающее возможность решать жизненные задачи с меньшими затратами энергии, подхватывается естественным отбором и закрепляется в эволюции.
Помимо межвидовых связей конкуренции за место в экологической нише выделяют и внутривидовые.
Внутривидовые взаимодействия – взаимодействия особей одного вида в популяциях. В популяциях встречаются все типы биотических связей, но наиболее распространены два противоположных: конкурентные и взаимовыгодные (мутуалистические) отношения. Внутривидовая конкуренция, чтобы стабилизировать популяцию вида, должна сокращать доступные для ее особей ресурсы посредством изменения смертности и рождаемости. Конкуренция, может вызвать стабилизацию популяции, если из-за ее влияния как пример таких воздействий, может вызвать стабилизацию популяции, если из-за ее влияния при увеличении плотности возрастает смертность (или уменьшается рождаемость). Среди внутривидовых связей довольно часто встречаются различные формы агрессии, когда истребление одних особей вида другими способствует поддержанию численности популяции, ее плотности на занимаемой территории и обеспечивает высокую жизненность сохранившихся особей (https://ru-ecology.info/term/57773/).
Из описанного выше, можно сделать вывод, что биотические связи как межвидовые, так и внутривидовые они взаимообусловлены и теснейшим образом связаны с абиотической средой.
Павловский, Е.Н. Руководство по паразитологии человека с учением о переносчиках трансмиссивных болезней. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1946.
Калабухов, Н.И. Спячка животных. М.: Сов. наука, 1946.
БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Жизнь насекомых в лесу обусловлена многообразными, часто очень сложными, а порой и противоречивыми связями с другими организмами и между собой. Их можно разделить на межвидовые и внутривидовые отношения.
Межвидовые отношения. У насекомых межвидовые отношения обычно проявляются в виде симбиоза, паразитизма, хищничества и конкуренции.
Особенно многочисленны примеры комменсализма. Так, например, ряд насекомых прикрепляется друг к другу для передвижения (форрезия). Иногда насекомые одного вида живут за счет запасов другого, не причиняя ему существенного вреда (нахлебничество). Многие насекомые укрываются в гнездах муравьев, термитов, златогузки.
Хищничество отличается от паразитизма в основном тем, что жертва сразу погибает от нападающего на нее хищника. При этом один хищник может уничтожить много жертв. В контакте с каждой жертвой он проводит ограниченное время. Хищные насекомые охотятся за гусеницами бабочек, истребляют личинок жуков, различных куколок и даже взрослых насекомых. Они ловят свою жертву, убивают ее и затем поедают. Типичные хищники: жужелицы, рыжие лесные муравьи, мухи-ктыри, песчаные осы и другие насекомые. Хищниками являются также насекомоядные птицы, летучие мыши, бурозубки и другие представители млекопитающих из отряда насекомоядных.
Численность хищника (паразита) и численность его жертвы (хозяина) тесно связаны между собой. Некоторые исследователи доказали, что при неизменных условиях численность жертвы увеличивается постепенно в течение ряда поколений, а затем падает; то же самое происходит с численностью хищника, но с некоторым запаздыванием. Когда жертва имеется в изобилии, то численность хищника возрастает, что в конечном итоге приводит к сокращению численности жертвы и в свою очередь вызывает уменьшение хищника, после чего численность жертвы может снова возрастать и цикл повторяется. На рис. 26 графически изображены колебания численности одного и того же вида хозяина (фасолевая зерновка), преследуемого медленно (вверху) и быстро (внизу) воспроизводящимся паразитом. При быстром размножении паразита он стабилизирует популяцию жертвы. \
Конкуренция между разными видами насекомых возникает в том случае, когда сходные потребности к условиям жизни полностью не удовлетворяются. Так, если на дубе одновременно развивается большое число гусениц нескольких видов чешуекрылых, питающихся листьями, и этих листьев всем не хватает, между гусеницами складываются конкурентные отношения. Очень часто популяция вида, чьи гусеницы отрождаются в момент распускания листьев, вытесняют гусениц других видов, появляющихся позднее, так как им уже не остается пищи.
Очень ярко проявляется межвидовая конкуренция у хищных насекомых. Например, муравей черный лазиус (Lasius niger> всегда вытесняет с занятой им территории желтого лазиуса (Lasius flavus). Конкурентные отношения между видами оказывают большое влияние на характер размещения и перемещения насекомых по территории.
Внутривидовые отношения. Особи в популяциях одного вида насекомого связаны различными по характеру и значению взаимоотношениями.
Отдельные особи и группы особей одного и того же вида могут воздействовать друг на друга прямо и активно или же косвенно, через изменение окружающей среды. Результаты таких отношении для отдельно взятой особи или группы особей могут быть весьма различны. Они могут стимулировать протекание жизненных процессов (рост, размножение, развитие) или ослаблять их. На большинство форм внутривидовые отношений определенное влияние оказывает численность участвующих в них особей. Регулирование численности достигается рядом внутривидовых механизмов. Типичным внутривидовым приспособлением является переход саранчи от одиночного к стадному образу жизни и последующие миграции стай. Гусеницы многих бабочек, питающиеся листвой древесных пород, живут в первых возрастах обществами, а затем расходятся и переходят к одиночному образу жизни, избегая таким образом конкуренции за пищу. В период же коллективного питания гусениц «интен-сивность последнего стимулировалась специфической средой их совместного обитания.
Характерным внутривидовым приспособлением служат гнезда у пушистого и кольчатого коконопрядов. В этих гнездах живет по нескольку сотен гусениц. Ночью температура гнезда на 8—12° С выше, чем окружающего воздуха. Это позволяет гусеницам легко перенести низкие ночные температуры.
Существует связь между размерами листа тополя и количеством откладываемых на него яиц тополевой молью. С увеличением размера листа возрастает и число яиц. Автоматическое регулирование численности происходит также у щитовок. При очень густом поселении одни особи вытесняют механически другие. Вытесненные особи не получают питания и погибают или голодают и становятся бесплодными.
При очень большой плотности популяции обычно возникает острая конкуренция между особями за пищу. В результате резко возрастает смертность, развиваются эпизоотии и численность автоматически сокращается, вновь увеличиваясь через определенный промежуток времени.
НАСЕКОМЫЕ КАК ЭЛЕМЕНТ ЭКОСИСТЕМЫ
Выше говорилось, что первичной элементарной структурной единицей биосферы является экосистема. Обычно ставят знак равенства между экосистемой и биогеоценозом. Однако есть некоторые расхождения между пониманием экосистемы в зарубежных работах и трудах В.Н. Сукачева (автора учения о биогеоценозах) и его школы.
В отличие от понятия экосистемы у зарубежных авторов, согласно которому экосистема может охватывать пространство любой протяженности — от капли прудовой воды и до Вселенной, — биогеоце-ноз имеет строго определенный объем. Биогеоценозы (экосистемы) являются частями земной или водной поверхности, однородной по топографическим, микроклиматическим, почвенным, гидрологическим и биотическим условиям..
В современной экологической литературе применяется термин экосистема. Он краткий и международный. Этот термина будет использован в дальнейшем.
Экосистема относительно, устойчива во времени и термодинамически открыта в отношении притока и оттока веществ в атмосферу.
Экосистемы сложились в процессе длительной эволюции, они являются слаженными, устойчивыми механизмами, способными путем саморегулирования противостоять как изменениям в среде, так и изменению в численности организмов.
Все взаимодействия компонентов экосистемы основаны в конечном счете на обмене веществом и энергией между ними. Основным источником энергии в экосистемах Земли служит Солнце. На Земле энергия солнечного излучения включается в биологический круговорот только через фотосинтез, осуществляемый автотрофными организмами. Кванты видимого света, проходя через экосистему, поглощаются хлорофиллом зеленых клеток растений. В процессе фотосинтеза автотрофные растения поглощают из атмосферы углекислый газ, из почвы—воду и минеральные вещества и с помощью энергии Солнца создают из них сложные органические соединения (углеводы, белки, жиры, органические кислоты и др.). Эти вещества богаты энергией и способны к различным химическим превращениям как в самих растениях, так и в телах различных гетеро-трофов, использующих энергию растительных материалов в процессе питания на свои жизненные функции.
Количество солнечной энергии, поступающей в экосистемы, ничтожно по сравнению с общим энергетическим бюджетом Земли. Всего около 0,1% энергии, получаемой от Солнца, связывается в процессе фотосинтеза. Однако за счет этой энергии может синтезироваться несколько тысяч граммов сухого органического вещества на 1 м 2 в год. Более половины энергии, связанной при фотосинтезе, тут же расходуется в процессе дыхания самих растений. Часть же ее переносится через посредство ряда организмов по пищевым, или трофическим цепям экосистемы.
Пищевые цепи возникают как результат сложных пищевых взаимоотношений между растительными и животными организмами. Они объединяют прямо или косвенно большую группу организмов в единый комплекс.
Цепь питания обычно состоит из нескольких звеньев. Первое звено образуют продуценты, или производители. Это автотрофные растения. Они создают первичную биологическую продукцию и аккумулируют солнечную энергию.
Второе звено представлено консументами (консумцио—потребляю), или потребителями,—гетеротрофными организмами. Различают консументы первого порядка — фитофаги, второго порядка — плотоядные животные, третьего порядка — хищники,, питающиеся другими животными, и т. д.
В каждой цепи формируются определенные трофические уровни, характеризующиеся различной интенсивностью протекания потокаизменениям, получившим название сукцессии. Если первый этап охватывает период жизни деревьев от появления их из семян до смыкания кронами и образования древостоя, второй наступает после смыкания деревьев кронами и длится до окончания интенсивного изреживания, третий этап-—это период средневозрастных и спелых насаждений, а четвертый характеризуется старением древостоя. Каждому периоду свойственны определенные энтомокомплексы дендрофильных насекомых (Воронцов, 1963).
По мере разрушения древостоя под влиянием самых различных причин (пожары, рекреационное воздействие, ветровалы и т. д.) происходит заселение деревьев насекомыми и грибами, комплексы которых последовательно сменяются под влиянием изменения физических свойств древесины. Наблюдается типичная сукцессия, хорошо изученная на многих древесных породах Б. М. Мамаевым и сотрудниками (рис. 31).
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ
В экологии насекомых центральное место занимает динамика численности популяций. Плотность определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Методы определения плотности популяции разнообразны и зависят от экологии особей данного вида и тех биотопов, которые она населяет. Характер распределения особей, составляющих популяцию, в пространстве может быть равномерным, случайным и скученным. Знание типа распределения особей в популяции важно при оценке ее плотности методом выборки.
Возрастной состав популяции имеет очень большое значение для ее существования и процветания. При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный состав. В быстро растущих популяциях доминируют интенсивно размножающиеся молодые особи, а в сокращающихся—старые, уже неспособные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы. На возрастной состав популяции большое влияние оказывает продолжительность жизни особей, период достижения ими половой зрелости, число генераций. Очевидно, что у многих насекомых, дающих по несколько генераций в год, возрастная структура популяции очень простая, а у долгоживущих — очень сложная.
Рождаемость в популяции определяется прежде всего эволюционным положением вида, его биологией; Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу ti потомстве. Кроме того, рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок, обеспеченности кормом, влияния погодных условий.
Смертность в популяции—это количество особей, погибших за определенный период. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции, У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда бывает выше, чем у взрослых особей. Однако встречаются и такие виды, у которых смертность приблизительно одинакова во всех возрастах или преобладает у особей старших возрастов. Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вызвана влиянием физических условий (низкие и высокие температуры, ливневые осадки и град, избыточная и недостаточная влажность и др.), биотическими факторами (отсутствие благоприятного корма, инфекционные заболевания, враги и т. д.) и антропогенными (загрязнение окружающей среды, уничтожение насекомых, вырубка деревьев и др.).
Рост популяций определяется двумя противоположными явлениями — рождаемостью и смертностью, также миграциями и иммиграциями. Большинство исследователей полагает, что рождаемость—более постоянная, хотя и очень изменчивая величина, чем’ смертность. Поэтому и уровень численности зависит главным образом от факторов смертности.
Баланс популяции изучают, пользуясь таблицами выживания, которые дают возможность оценить сравнительное значение каждого фактора смертности в отдельности и выделить критические периоды в течение генерации, определяющие дальнейший ход динамики численности. В таблицах описана серия последовательных измерений, с помощью которых можно обнаружить изменение численности популяции в естественных условиях ‘.
Каждому виду присуща определенная оптимальная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей. Колебания численности вокруг оптимального уровня носят разный характер. Они могут быть плавными циклическими и резкими нерегулярными. Механизм этих колебаний очень сложен и до сих пор трудно прогнозируем.
• Для объяснения причин колебания численности насекомых был предложен ряд теорий, не оправдавшихся в своем первоначальном виде. Одни исследователи признавали ведущую роль в регуляции численности фитофагов за их врагами—хищниками и паразитами
Межвидовые и внутривидовые связи в экосистеме
Сосуществование различных видов и популяций в экосистеме приводит к образованию связей, в основе которых лежит питание и местообитание. Соответственно их называют трофическими и топическими. На этой основе возникают различные типы отношений между видами; они могут быть прямыми (например, трофические связи) или косвенными (например, святи между элементами далеко отстоящих друг от друга трофических уровней).
Такие связи могут быть выгодными или невыгодными для участников. В зависимости от «выгоды» выделяют три типа межвидовых связей: антибиоз, нейтрализм и симбиоз. Антибиоз имеет негативный характер, в основе этой связи лежит конкуренция в борьбе за жизненные ресурсы. Конкуренция возникает в тех случаях, когда два или более видов используют одни и те же ресурсы: пищу, пространство, убежища и т. п. В крайних случаях антибиоза в пределах экологической ниши или всей экосистемы один вид полностью вытесняет другой. Таким образом, конкурентные взаимоотношения оказывают существенное влияние на структуру биоценоза.
У высших животных конкурентное вытеснение с территории обычно осуществляется с помощью агрессии, маркировки участков, демонстративного поведения. Большой материал получен по территориальному вытеснению у конкурирующих видов грызунов. К конкурентным отношениям можно отнести отношения «хищник-жертва», детально исследуемых биологами. Эти исследования включают поведение «хищников» и «жертв», способы охоты, приспособления для успешной охоты (в том числе использование ядов, наркотизирующих веществ и т. п.) и, с другой стороны, защиту от хищников, покровительственную окраску, мимикрию и др. У низших организмов это реализуется разными путями, например, выделением химических веществ, подавляющих развитие других видов. Такое явление у микроорганизмов используется человеком при производстве антибиотиков в промышленном масштабе.
Отсутствие более или менее значимых биологических влияний между видами в пределах экологической ниши называют нейтрализмом. Чаще всего нейтрализм свойственен видам, относящимся к разным трофическим уровням.
Тесные функциональные взаимодействия, выгодные для обоих видов или одного из них, называют симбиозом. Симбиотические связи широко распространены в природе. Различают два типа симбиоза: мутуализм (обоюдная выгода) и комменсализм (выгода для одного из участников). При максимально выраженном мутуализме оба вида не могут существовать изолированно, например, это характерно для животных-фитофагов и кишечных бактерий.
К связям, имеющим отношение к способу питания, относится и такое явление, как паразитизм. Паразитами называют животных, которые живут за счет особей другого вида, будучи тесно связаны с ними в своем жизненном цикле на большем или меньшем его протяжении. Паразиты питаются соками тела, тканями или переваренной пищей своих хозяев (Павловский Е. Н. Руководство по паразитологии человека с учением о переносчиках трансмиссивных болезней. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1946). Наиболее общее биологическое преимущество паразитизма заключается в возможности более экономного расхода энергии.
Известный экофизиолог Н. И. Калабухов сформулировал следующее правило: любое приспособление, дающее возможность решать жизненные задачи с меньшими затратами энергии, подхватывается естественным отбором и закрепляется в эволюции (Калабухов Н. И. Спячка животных. М.: Сов. наука, 1946).
Помимо отношений типа конкуренции за место в.экологической нише выделяют и другие типы отношений между видами. Некоторые из них, в отличие от конкуренции, имеют позитивный характер. Так, известный эколог В. Н. Беклемишев (Беклемишев В. Н. О классификации биоценологаческих (симфизиологических) связей // Бюлл. Моск. об-ва испытателей природы. Отд. биол. 1951. Т. 56. № 5) выделил фабрические связи, которые выражаются в использовании частей тела других организмов для построения различных сооружений. Например, муравьи имеют тесные фабрические связи с хвойными деревьями, опад которых является строительным материалом для муравейников. В. Н. Беклемишев выделял также форические связи, выражающиеся в расселении (распространении) одного вида другим. В водных экосистемах хорошо известны поселения моллюсков (дрейссен, мидий и др.) на других гидробионтах, которые, мигрируя, способствуют освоению этими моллюсками новых жизненных пространств. К форическим следует отнести взаимоотношения между животными и растениями, пыльцу или семена которых они распространяют.
Дата добавления: 2016-08-08 ; просмотров: 448 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ