Страница 69 из 84
ков пищи, то некоторые популяции жертв могут оказаться полностью уничтоженными.
Во избежание полного уничтожения организмы снабжены защитными приспособлениями: панцирем и шипами, покровительственной и предостерегающей окраской, маскировкой, мимикрией.
Стадные животные и стайные птицы наделены способностями со-
Взаимодействие двух видов
Взаимодействие Вид 1 Вид 2
Нейтрализм 0 0
Кооперация + +
Мутуализм + +
Комменсализм + 0
Паразитизм + -
Конкуренция - -
Хищничество + -
К
Юлет 20 30 40 50 60 70 80 90
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 появлении сокола сбиваются в плотную кучу, и хищник не рискует атаковать, боясь получить увечья. Крупные копытные при появлении хищников становятся в круг, внутри которого прячутся 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 неблагоприятным для жертв, бесконтрольное размножение которых сопровождается поеданием всех кормов, и тогда голод катастрофически сокращает численность популяций жертв интенсивнее любых хищников.
Чрезмерное размножение животных ограничивают также эпидемии, возникающие в многочисленных популяциях. Сокращение 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 желудями, иногда они уничтожают обширные поселения коралловых полипов. В отсутствие морских звезд мидии способны захватить все свободное пространство и выесть практически все виды водорослей. Чем беднее видами сообщество, тем выше может быть численность
Морская звезда — грозный хищник
Хищное растение мухоловка
отдельного вида (правило Тине-манна). Обедняя биоценозы, мы рискуем вызвать всплеск размножения какого-либо вида, оставшегося без врагов и конкурентов.
История знает немало случаев, когда полное уничтожение хищников приводило к экологическим катастрофам. Так, массовое уничтожение 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 держало 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 насекомое коснется чувствительных волосков, створки закрываются. Тягучая слизь, покрывающая верхнюю сторону листьев росянки, удерживает насекомых: мух и муравьев. Лист постепенно изгибается, 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 сетей. Включение соответствующих генов происходит у них при наличии в среде продуктов жизнедеятельности 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 взаимоотношений между организмами.
2. Для чего живые существа занимают различные экологические 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 растительности. 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 обитают свойственные ему сообщества животных, грибов и микроорганизмов, получающие необходимые вещества и энергию от растений, а также из окружающей среды (солнца, воздуха, воды и почвы). Потоки веществ и энергии связывают сообщества между собой и с окружающей средой в неразрывное единство — экосистему.
Под экосистемой понимают совокупность совместно обитающих организмов и условий существования, объединенных в единое функциональное целое. К важнейшим свойствам экосистем относят способность осуществлять поток веществ и энергии и поддерживать постоянство своего состава. Экосистемой можно считать рощу, пруд и лесной пень — при условии, что их сообщества содержат комплекс организмов, способных со вершать круговорот веществ. Теория экосистем разработана в 1935—1950 гг. английским ученым А. Д. Тенсли, предложившим 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.
В первую группу продуцентов (<лат. producens производящий) входят производители органических веществ из неорганических. Это автотрофы — фотосинтезирующие растения
и бактерии, использующие солнечную энергию, а также хемо-трофы — бактерии, использующие химическую энергию.
Продуценты являются источником органических веществ и энергии для консументов (<лат. со^ишо потребитель). Растительноядных животных называют первичными консументами; хищников, паразитов и некрофагов (трупоедов) — вторичными консументами. Более крупных хищников, поедающих консу-ментов второго порядка, называют третичными консументами и т. д., вплоть до так называемых верховных хищников.
Замыкающая группа пищевых цепей — редуценты (<лат. reducere возвращать), или деструкторы (<лат. destructivus разрушительный), перерабатывающие остатки органического вещества всех групп (растительный опад, трупы, экскременты). Редуцентами являются бактерии, грибы, дождевые черви и т. д. Они осуществляют минерализацию — разложение органических молекул на неорганические (соединения азота, фосфора, серы, ионы металлов), составляющие минеральное питание растений. Некоторые грибы вырабатывают ферменты, способные разлагать даже такие компоненты древесины, которые не поддаются бактериям. Без них лес был бы завален негниющими стволами.
Только совместная жизнедеятельность продуцентов, консу-ментов и редуцентов обеспечивает существование экосистемы. Без растений не могут обойтись животные, отсутствие растительноядных делает невозможным существование хищников. Без редуцентов экосистемы заполнились бы мертвой органической массой, а запасы минеральных веществ быстро бы иссякли. В тропических лесах все доступные минеральные вещества потребляются растениями, но их недостатка не ощущается: ре-
дуценты быстро разлагают опад на минеральные компоненты. В почвах степей минерализация также происходит достаточно интенсивно, и остатки не накапливаются. В болотных биоценозах вследствие затрудненной деятельности редуцентов преобладает накопление органической массы.
Простейший пример экосистемы — лишайник. Роль продуцентов выполняют водоросли, осуществляющие фотосинтез. Грибница выступает консументом, питающимся продуктами фотосинтеза, а бактерии и простейшие — редуцентами, перерабатывающими отмирающее вещество. Заметим, что экосистему лишайника или аквариума нельзя назвать биогеоценозом. Экосистема — понятие более многозначное, чем биогеоценоз.
Большинство видов питаются несколькими другими и сами служат пищей многим членам экосистемы. Хищные птицы ловят мышей, зайцев, змей, лягушек и ящериц. Змеи охотятся на мышей, лягушек и мелких птиц. Медведи — хищники, но употребляют мед и растительную пищу. Питаются плодами растений и лисы. Цепи питания переплетены в сложные сети, выпадение одного из звеньев может быть компенсировано другим. Чем большее количество видов составляет биоценоз, тем он устойчивее. Если, например, из цепи питания растения ^ зайцы ^ лисы выпадут по каким-либо причинам зайцы, то в богатом биоценозе лисы могут охотиться на мышей и птиц.