Рындевич учебник Основы экологии

1 — фикус развивается как эпифит в кроне дерева-хозяина; 2 — воздушные корни фикуса достигают почвы; 3—4 ответвления воздушных корней фикуса оплетают и сдавливают ствол дерева-хозяина, крона которого постепенно замещается кроной фикуса;

5 — дерево-хозяин отмирает и на его месте остается фикус

Рисунок 4.1.2 — Фикус-удушитель (по Д. Корнеру (1958)

и А. А. Федорову (1959) [5])

Для борьбы с видом-конкурентом используются различные способы борьбы. Растения могут выделять специальные токсичные вещества для подавления роста конкурирующих видов. Так, выделения соплодий свеклы тормозят прорастание семян куколя

(Agrostemma githago). Абсинтин листьев полыни горькой (Artemisia absinthium) угнетает развитие многих травянистых растений.

Нут, или бараний горох (Cicer arietinum), подавляюще действует на картофель, томаты, кукурузу, подсолнечник и другие культуры; а фасоль — на рост яровой пшеницы.

Конкурентная борьба в естественных экосистемах может возникнуть при научно необоснованной акклиматизации видов.

Так, в Европе была акклиматизирована американская норка как ценный объект пушного промысла, кроме того, в естественные экосистемы она попадала из звероводческих хозяйств. Это привело к тому, что американская норка, являясь более крупным видом, лучше приспособленным к различным неблагоприятным экологическим факторам (низкая температура, антропогенный прессинг и т. д.), стала вытеснять аборигенный вид — европейскую норку — из ее исконных мест

81

обитания, поставив этот вид на грань исчезновения. В связи с этим на территории Беларуси норка европейская внесена в Красную книгу.

В постройках человека конкурируют между собой за пищу и территорию два вида тараканов: рыжий (Blatella germanica) и черный (Blatta orientalis) (рис. 4.1.3). Последний вид, несмотря на свои большие размеры, уступает рыжему таракану по ряду показателей.

Рыжий таракан имеет больший потенциал размножения, большую устойчивость к ядохимикатам, он более агрессивен в борьбе за территорию, уничтожает молодь черного таракана. Поэтому черный таракан значительно сократил свою численность, так на территории Беларуси известно не много точек его локализации.

Подобная ситуация наблюдается и во взаимоотношениях между черной и серой крысами. Черная крыса (Rattus rattus) вынуждена под напором более крупной и агрессивной серой крысы (Rattus norvegicus) переселиться в менее подходящие биотопы, где сложнее добыть пищу и выжить (жилые здания, чердаки хозяйственных построек и т. д.). В этих местах данный вид постоянно испытывает негативное воздействие со стороны человека, стремящегося при помощи различных средств избавиться от ненужного соседства. Черная крыса в теплое время года даже переселяется в парки и леса, чтобы избежать сильной конкуренции с серой.

1

2

1 — таракан рыжий; 2 — таракан черный

Рисунок 4.1.3 — Тараканы [3]

82

Хищничество или зоофагия – межвидовые отношения, при которых один вид организмов (хищник) живет за счет другого вида (животного-жертвы), убивая и используя его в пищу.

Хищники регулируют численность своих потенциальных жертв, являясь важным механизмом саморегуляции в биоценозе. С другой стороны, то или иное количество добычи обусловливает динамику численности хищников.

В основе этих отношений также лежат пищевые связи. Как правило, хищник вначале убивает добычу, а затем поедает её.

Хищник – важный фактор естественного отбора. Под его прессом постоянно улучшается состав популяций тех или иных организмов, и он в какой-то степени обусловливает их прогрессивное развитие. С другой стороны, жертвы также принимают активное участие в этом процессе и оказывают влияние на своих хищников, содействуя их совершенствованию и прогрессу. Следовательно, эта борьба взаимно противоположных начал является движущей силой эволюции, как хищника, так и жертвы.

К хищным организмам могут относиться как животные, так и растения и даже грибы.

Известно около 200 видов хищных растений. Типичным представителем хищных растений в нашей флоре являются росянка и пузырчатка.

Росянка (Drosera) — многолетние, как правило болотные травы с коротким ползучим или клубневидным корневищем и розеткой прикорневых листьев, покрытых красноватыми ловчими волосками-щупальцами с красной железистой головкой (рис. 4.1.4). Каждая такая головка выделяет липкий секрет. Мелкие насекомые, привлеченные блеском этих капелек, садятся или вползают на лист и прилипают к нему. Насекомое мечется, пытаясь освободиться из ловушки и при этом задевает за соседние липкие капли. Все волоски потревоженного листа изгибаются навстречу добыче и вскоре обволакивают ее слизью. Край листа

83

медленно загибается и покрывает свою добычу, которая здесь же вскоре начинает перевариваться. Этот процесс возможен благодаря тому, что слизь железистых волосков содержит пищеварительные ферменты, напоминающие по составу пищеварительный сок животных.

Пузырчатка обыкновенная (Utricularia vulgaris) ловит мелких водных беспозвоночных при помощи пустотелых мешочков-пузырей, образующихся на ее листьях и стеблях под водой. Особая «дверца» закрывает пузырек до тех пор, пока к чувствительным волоскам у его отверстия не приблизится какое-нибудь мелкое животное.

Большого разнообразия хищные растения достигают в субтропических и тропических областях. У непентесов (Nepenthes) наряду с обыкновенными развиты своеобразные кувшинчатые листья (разительный пример видоизмененного органа, выполняющего узкую функцию). У таких листьев нижняя часть черешка, ближняя к стеблю, плоская, широкая и зеленая, она выполняет функцию фотосинтеза. Далее черешок преображается в тоненький длинный усик, обвивающий ветку дерева или кустарника. На его конце висит кувшин для ловли насекомых и других животных, напоминающий необычный яркий цветок. Чтобы в ловчий аппарат не попадала дождевая вода, над его входным отверстием приподнята крышечка. Яркие кувшины привлекают к себе не только насекомых, но и ящериц, земноводных и даже птиц и мелких млекопитающих. Принцип устройства ловчего аппарата таков: в верхней части внутренней стенки кувшина располагаются железки, секретирующие воск, который заставляет насекомое скользить вниз навстречу пищеварительным железкам, выделяющим пищеворительный сок на дне ловушки. В процессе разложения животных и размножения в жидкости бактерий появляется специфический запах гнили, привлекающий к растению новых жертв.

Американская венерина мухоловка (Dionaea muscipula) имеет видоизмененные листья, напоминающие челюсти, усаженные крупными зубами. Они захлопываются, как только какое-нибудь мелкое животное касается чувствительных волосков на внутренней поверхности листьев. Жертвами венериной мухоловки чаще всего становятся насекомые и другие беспозвоночные, но иногда в капканы попадают даже мелкие лягушки (рис. 4.1.5).

Основная масса хищников относится к животному царству: начиная с хищных инфузорий и кишечнополостных и заканчивая крупными хищными млекопитающими.

84

Рисунок 4.1.5 — Венерина мухоловка

Среди животных есть специализированные хищники, которые охотятся на какой-то один вид или группу родственных видов. Коршун-слизнеед (Rosthramus sociabilis) использует в пищу только некоторые виды моллюсков, а скопа (Pandion haliaetus) и обыкновенный зимородок (Alcedo atthis) питаются только рыбой. Обычно для успешности своих действий по поимке и умерщвлению своих жертв эти хищники имеют специальные морфологические, физиологические, поведенческие и другие приспособления.

Большинство видов относятся к категории неспециализированных или многоядных хищников. Так, жук жужелица-брызгун (Carabus) (рис. 4.1.6), который питается различными видами насекомых, моллюсков и червей, является неспециализированным зоофагом. Жук плавунец (Dytiscus), жертвами которого могут стать и личинки комаров, и черви, может нападать на головастиков лягушек, тритонов и мелких рыб, также относится к этой категории хищников. Волк (Canis lupus) может использовать в пищу различных животных, от лягушки до лося или зубра.

85

Любой хищник для обеспечения себя пищей должен поймать жертву, и для этого у него есть специальные приспособления.

Хищники широко используют различные сенсорные приспособления (органы зрения, слуха, обоняния, осязания). Некоторые хищники достаточно эффективно пользуются электромагнитной чувствительностью (например, акулы). Многие имеют покровительственную окраску, которая представляет собой идеальный камуфляж, незаменимый во время охоты из засады (каракатица, осьминоги, цветочные пауки, богомолы, рыба-камень, щука, леопард и др.).

Многие хищные насекомые имеют форму тела, напоминающую лепесток цветка, засохшую веточку и т. д. Это позволяет незаметно приблизиться к потенциальной жертве и удачно напасть на нее. Клоп водяной скорпион (Nepa cinerea) имеет не только покровительственную окраску, идеально маскирующую его на дне водоема среди растительных остатков, но и форму тела, напоминающую маленький гнилой листок (рис. 4.1.7). Мелкие насекомые и ракообразные становятся жертвой такого обмана.

Иногда хищники могут использовать оригинальные поведенческие приспособления для охоты. Так, киты, охотящиеся на мелкую рыбу, часто используют «сеть» из пузырьков воздуха, которыми они окружают стаю рыб, препятствуя ее продвижению.

В случае активного поиска и преследования добычи хищники пользуются локомоторными органами. Чаще всего хищник чаще всего может развить большую скорость, чем потенциальная жертва. Рекордсменом среди наземных хищников выступает гепард, развивающий скорость 80—110 км / ч.

Черный стриж (Apus apus) (рис. 4.1.8) в погоне за насекомыми может развивать скорость до 120—150 км / ч, а белобрюхий стриж (Apus melba) — до 171 км / ч. Сокол-сапсан (Falco peregrinus) (рис. 4.1.9) в пике нападает на свою жертву со скоростью до 250 км / ч. Орел-беркут (Aquila chrysaetos) в горизонтальном полете развивает скорость до 100 км / ч.

86

Даже хищные насекомые могут передвигаться с невероятной для их размеров скоростью. Так стрекоза коромысло (Aeshna) может летать со скоростью до 96 км / ч. (рис. 4.1.10).

Некоторые водные хищники, такие как кальмары, могут плавать, используя реактивный способ передвижения, со скоростью до 70 км / ч. А рыба-меч (Xiphias gladius) (рис. 4.1.11) развивает скорость в момент броска на добычу до 110—130 км / ч. Почти такую же скорость могут развивать и другие крупные хищники — рыбы-

парусники (Istiophorus).

1 — взрослое насекомое (имаго); 2 — личинка

Рисунок 4.1.10 — Стрекоза коромысло [3]

87

Рисунок 4.1.11 — Рыба-меч

Для поимки и умерщвления жертвы хищники используют самые разные приспособления: мощный челюстной аппарат (акулы, крокодилы, кошачьи, псовые, медведи и др.), когти (вараны, совы, соколы, орлы, хищные млекопитающие), «клювы» (черепахи), присоски (головоногие моллюски, жуки-плавунцы) и т. д.

Очень широко хищники используют яд, парализующий или убивающий жертву. Ядовитые зубы змеи используют и как оружие нападения, и как оружие защиты. Общеизвестен принцип действия стрекательных клеток кишечнополостных (медуз, актиний и др.), которыми усеяны их щупальца. Взбрызгивая в тело своей жертвы яд, пауки, личинки плавунцов и другие членистоногие не только обездвиживают свою добычу, но и запускают процесс растворения тканей жертвы. Через некоторое время они могут всосать питательный бульон, в который превращаются размягченные ткани. Такой тип пищеварения называется внекишечным.

Уникальный способ охоты используют некоторые морские моллюски. Слюнные железы хищных брюхоногих моллюсков Nassa и Natica вырабатывают слюну, содержащую 2—4% серной кислоты. С помощью кислоты хищники просверливают раковины других моллюсков. Добравшись до мягких тканей, они убивают и поедают свою жертву.

Однако и у жертв исторически вырабатываются защитные свойства в виде анатомо-морфологических, физиологических, биохимических и других особенностей. Это выросты тела, шипы, колючки, панцири, защитная окраска, ядовитые железы, способность строить недоступные хищникам убежища или прибегать к сигнализации об опасности нападения хищника.

88

Эти приспособления могут носить активный и пассивный характер. К активным формам защиты от хищника относятся: активное оборонительное поведение, использование для защиты зубов, клюва, когтей, игл и других приспособлений, ядовитых и отпугивающих жидкостей и газов, способность быстро прятаться в воду, в грунт, растительность, улететь, убежать, уползти, уплыть и т. д. К пассивным формам защиты относятся: защитные выросты тела, шипы, колючки, панцири, покровительственная окраска, подражание несъедобным предметам, ядовитым и другим опасным животным, имитация смерти и т. д.

Однако во всех отношениях в процессе взаимных приспособлений постоянно происходит эволюция и естественный отбор. И как результат исторического развития взаимоотношений хищник — жертва в любом биоценозе сформировались определенные механизмы регуляции численности обоих компонентов системы. Поэтому она всегда удерживается в пределах какой-то величины, приближающейся к оптимуму плотности популяций как хищника, так и его добычи.

Паразитизм — межвидовые отношения, при которых один вид организмов (паразит) живет за счет другого (хозяина), поселяясь внутри или на поверхности его тела, нанося ему ущерб.

Паразитизм возник в процессе тесного контакта различных видов организмов на базе пищевых и пространственных связей. Данный тип отношений, наряду с хищничеством, также является важным механизмом саморегуляции в биоценозе. Паразит выступает в роли ограничителя численности и распространения своих хозяев, уменьшает степень воздействия вида-хозяина на окружающую среду, путем потребления части его ресурсного потенциала.

Паразитизм представляет собой своего рода сожительство. С ним тесно эволюционно связаны и другие типы сожительства, возникающие также на основе совместного обитания и сходного питания.

Весьма интересные взаимоотношения складываются у паразитических видов с их средой обитания, которой служит организм хозяина. В данном случае и паразит, и хозяин взаимно приспосабливаются к совместному существованию.

При паразитизме возникают и физиологические контакты, когда паразит и хозяин взаимно влияют друг на друга. У хозяина при этом вырабатываются такие физиологические защитные

89

приспособления, как рН клеточного сока, выделение ферментов, препятствующих проникновению паразита в клетки и ткани, и многие другие. У паразитов также формируются физиологические особенности. Они направлены на подавление защитных реакций хозяина. При заражении хозяин становится питательной средой. И по мере размножения паразита все сильнее испытывает его влияние. Паразит, в отличие от хищника, не стремится убить своего хозяина. Он только пользуется частью его ресурсов, потребляя клетки, ткани и т. д. Хотя известны случаи, когда хозяин может погибнуть от истощения при чрезмерном воздействии паразитов.

Паразит может контактировать с хозяином постоянно или на протяжении определенного времени, т. е. их взаимодействие может носить постоянный или временный характер. Различают стационарный паразитизм и временный. Так, кровососущие виды животных (пиявки, клещи, насекомые и др.) контактируют с хозяином очень короткое время, а различные внутриполостные паразиты (круглые и плоские черви, ракообразные), паразитические растения находятся в теле хозяина основную часть своей жизни. При стационарном паразитизме со смертью хозяина заканчивается и жизнь паразита.

Паразитов делят на наружных, или эктопаразитов, (клещи, пиявки, блохи, слепни и др.) и внутренних паразитов, или эндопаразитов, (аскариды, лентецы, личинки оводов и др.).

Паразиты встречаются практически у всех живых организмов. Более того, чем выше организация хозяев, тем больше у них паразитов. Паразитизм характерен для многих организмов.

Все болезнетворные виды бактерий, вызывающие заболевания растений, грибов, животных и человека относятся к паразитам. Паразитических видов много и среди грибов.

Не типичным явлением выступает паразитизм для растений. Хотя известно около 500 видов растений-паразитов из различных семейств — повиликовые (Cuscutaceae), заразиховые (Orobanchaceae), ремне-

цветниковые (Loranthaceae) и др. Чаще среди растений встречаются случаи, когда растение является полупаразитом, т. е. наряду с паразитическим способом питания использует и автотрофный способ получения питательных веществ. Известно около 2 000 видов полупаразитических растений.

90