Биотические факторы и взаимодействие видов
Распространение и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды называются биотическими.
Рассмотрим характерные особенности биотических отношений различных типов.
Конкуренция является в природе наиболее распространенным типом отношений, при котором две популяции или две особи в борьбе за необходимые для жизни ресурсы и условия воздействуют друг на друга отрицательно.
Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой. Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов. Преимущества в конкурентной борьбе достигаются видами различными способами. При одинаковом доступе к ресурсу общего пользования один вид может иметь преимущество перед другим за счет более интенсивного размножения, потребления большего 20
количества пищи или солнечной энергии, способности лучше защитить себя, адаптироваться к более широкому диапазону абиотических факторов.
Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в ее основе, может привести:
- • к установлению равновесия между популяциями двух видов,
- • к замене популяции одного вида популяцией другого,
- • к вытеснению одной популяции в другое место,
- • к переходу одной из популяций на использование других жизненных ресурсов.
Установлено, что два вида, одинаковых в экологическом отношении и в потребностях, не могут сосуществовать в одном месте длительное время, и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. В этом состоит так называемый принцип исключения или принцип Гаузе.
Популяции некоторых видов живых организмов избегают или снижают конкуренцию переселением в другой регион с приемлемыми для себя условиями либо переходом на более труднодоступную или трудно усваиваемую пищу, либо сменой времени или места добычи корма. Так, например, ястребы питаются днем, совы - ночью; львы охотятся на более крупных животных, а леопарды - на более мелких. Из принципа Гаузе следует, что каждый вид в природе занимает определенное место. Оно определяется положением вида в физическом пространстве, выполняемыми им функциями в сообществе и его отношением к абиотическим условиям существования. Место, занимаемое видом или организмом в экосистеме, называется экологической нишей. Образно говоря, если местообитание - это как бы адрес организмов данного вида, то экологическая ниша - это профессия, роль организма в месте его обитания.
Экологическая ниша как функциональное место вида в системе жизни не может долго пустовать - об этом говорит правило обязательного заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Нередко у людей возникало желание искусственно заполнить "пустые" ниши "полезными" в своем хозяйстве видами. Однако нужно быть предельно осторожными с выводами о возможности заполнения этих ниш путем акклиматизации (интродукции) новых для данных условий видов. Акклиматизация - это комплекс мероприятий по вселению вида в новые места обитания, проводимый для обогащения естественных или искусственных сообществ полезными для человека организмами. Расцвет акклиматизаторства пришелся на двадцатые - сороковые годы двадцатого столетия. Однако по прошествии времени стало очевидно, что опыты акклиматизации видов были либо безуспешны, либо приносили весьма негативные плоды - новые виды становились вредителями или распространяли опасные заболевания. Новые виды не соответствовали нуждам экосистемы, иногда не имели врагов и поэтому могли бурно размножаться.
Конкурентные отношения отчетливо наблюдаются не только на межвидовом, но и на внутривидовом (популяционном) уровне. При росте популяции, когда численность ее особей приближается к максимальной, вступают в действие внутренние физиологические механизмы регуляции: возрастает смертность, снижается плодовитость, возникают стрессовые ситуации, драки. Изучением этих вопросов занимается популяционная экология.
Конкурентные отношения являются одним из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, пространственного распределения видов популяций и регуляции их численности.
Поскольку в структуре экосистемы преобладают пищевые взаимодействия, наиболее характерной формой взаимодействия видов в трофических цепях является хищничество, при котором особь одного вида, называемая хищником, питается организмами другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. В таких случаях говорят, что два вида вовлечены в отношения хищник -жертва.
Виды-жертвы за счет естественного отбора выработали целый ряд защитных механизмов, чтобы не стать легкой добычей для хищника: умение быстро бегать или летать, выделение химических веществ с запахом, отпугивающим хищника или даже отравляющим его, обладание толстой кожей или панцирем, защитной окраской или способностью изменять цвет.
У хищников, в свою очередь, существуют разные способы добычи жертвы. Плотоядные животные, в отличие от травоядных, обычно вынуждены преследовать и догонять свою жертву. Одни хищники вынуждены быстро бегать, другие достигают своей цели, охотясь стаями, третьи отлавливают преимущественно больных, раненых и неполноценных особей. Другой путь обеспечения себя животной пищей - это путь, по которому пошел человек, - изобретение орудий охоты, лова и одомашнивание животных.
Еще один распространенный тип взаимодействия видов - паразитизм. В этом случае речь идет об отношениях хозяин-паразит. Паразиты питаются за счет другого организма, называемого хозяином, однако в отличие от хищников они живут на хозяине или внутри его организма на протяжении значительной части своего жизненного цикла. Паразит использует для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно ослабляя, а нередко и убивая его.
Отметим, что когда два вида связаны отношениями паразитизма или хищничества, негативный эффект оказывается умеренным в случае, если популяции в течение длительного времени развивались вместе в стабильной среде. Однако действие окажется разрушительным, приводящим к полному исчезновению хозяина или жертвы, если два вида стали контактировать недавно или резко изменилась среда обитания. Например, распахивая и возделывая новые территории, а также сознательно или бессознательно перевозя организмы на большие расстояния, человек оказался главной причиной исчезновения многих видов.
От паразитизма отличается аменсализм, при котором один вид причиняет вред другому, не извлекая при этом для себя никакой пользы. Чаще всего это те случаи, когда причиняемый вред заключается в изменении среды. Так поступает человек, разрушая и загрязняя окружающую среду.
Симбиоз - это длительное, неразделимое и взаимовыгодное отношение двух или более видов организмов. Например, жвачные животные - коровы, олени - переваривают клетчатку с помощью бактерий. Стоит только удалить этих симбионтов, и животные погибнут от голода.
Другим вариантом отношений между двумя видами является комменсализм. Извлекая из хозяина значительную пользу (пища, убежище), виды-комменсалы не приносят ему никакой выгоды или заметного вреда. Например, многочисленные виды насекомых встречаются исключительно в муравейниках, норах грызунов, гнездах птиц, используя их как местообитание с более благоприятным микроклиматом.
Нейтрализм - это такой тип отношений, при котором ни одна из популяций не оказывает на другую никакого влияния: никак не сказывается на росте и плотности популяций, находящихся в равновесии. В действительности бывает, однако, довольно трудно при помощи наблюдений и экспериментов в природных условиях убедиться, что два вида абсолютно независимы один от другого.
Обобщая рассмотрение форм биотических отношений, можно сделать следующие выводы:
- 1) отношения между живыми организмами являются одним из основных регуляторов численности и пространственного распределения организмов в природе;
- 2) негативные взаимодействия между организмами проявляются на начальных стадиях развития сообщества или в нарушенных природных условиях. В недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий выше, чем в сложившихся ассоциациях;
- 3) в процессе эволюции экосистем обнаруживается тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счет положительных, повышающих выживание взаимодействующих видов.
Иногда животных, например, многих насекомых, поедающих растения, а также паразитов, хищников рассматривают в качестве естественных врагов тех организмов, за счет которых они существуют. Строго говоря, такой подход не верен. Паразиты и хищники, зоофаги и фитофаги являются факторами среды по отношению к своим хозяевам, жертвам и т.п. Следовательно, все они необходимы друг другу и экосистеме в целом. В естественных условиях ни один вид не стремится и не может привести к уничтожению другого. Более того, исчезновение какого-либо естественного "врага" из экологической системы может привести к вымиранию того вида, за счет которого развивается этот "враг".
Все эти обстоятельства должны учитываться при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями.
