Живые организмы как среда жизни. Адаптивные особенности паразитических организмов

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 10Следующая ⇒

Многие виды гетеротрофных организмов в течение всей жизни или части жизненного цикла обитают в др. живых организмах, тела которых служат для них средой, существенно отличающейся по свойствам от внешней. Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяина, чем больше степень дифференцировки их тканей и органов, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. С другой стороны, способность использовать другие организмы как среду обитания хотя и характерна для представителей большинства крупных таксономических групп, но в целом уменьшается с усложнением их организации. Таким образом, паразитов больше всего среди микроорганизмов и примитивных многоклеточных, а подверженность паразитизму наиболее развита у позвоночных животных и цветковых растений. Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина. Это, с одной стороны, дает им целый ряд экологических преимуществ, а с другой – затрудняет осуществление их жизненного цикла по сравнению со свободноживущими видами. Одно из главных преимуществ паразитов – обильное снабжение пищей за счет клеток, соков или тканей тела хозяина. Обильная и легкодоступная пища служит условием быстрого роста паразитов, а также высокого потенциала их размножения, которое обеспечивает им вероятность заражения других хозяев. Большая плодовитость получила название «закона большего числа яиц». Второе преимущество – защищенность паразита от непосредственного влияния факторов внешней среды.

Защищенность от внешних врагов, обилие легкоусвояемой пищи, относительная стабильность условий делают ненужной сложную дифференцировку, и поэтому многие внутренние паразиты и симбионты характеризуются в эволюции вторичным упрощением строения, вплоть до потери целых систем органов. Выход во внешнюю среду часто чреват многими опасностями, поэтому на той стадии жизненного цикла вне хозяина, у них развиваются различные защитные приспособления, позволяющие пережить этот критический период.

Экологические факторы

Экологический фактор – это любой элемент или условие среды, оказывающее влияние на живые организмы, на которые они реагируют приспособительными реакциями. Экологические факторы могут быть необходимы или вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.

Условия существования – это совокупность экологических факторов, обуславливающих рост, развитие, выживание и воспроизводство организмов.

Все многообразие экологических факторов обычно подразделяют на 3 группы: абиотические, биотические и антропогенные (см. рис. 1).

Рис. 1 Основные типы экологических взаимодействий

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдафические.

Физические факторы - это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она высокая - будет ожог, если очень низкая - обмораживание.

Химические факторы - это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать.

Эдафические факторы, т. е. почвенные, - это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т. е. для которых они являются средой обитания.

Однако не только абиотические факторы влияют на организмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорией охоты, т. е. вступать в конкурентную борьбу между собой. При этом проявляются хищничество, паразитизм и другие сложные взаимоотношения как на внутривидовом, так и, особенно, на межвидовом уровнях. Это уже факторы живой природы, или биотические факторы.

Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания (Хрусталев и др., 1996). В последнем случае речь идет о способности самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создается особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно-влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом - прохладнее и влажнее. Особая микросреда создается также в дуплах деревьев, в норах, в пещерах и т. п.

Особо следует отметить условия микросреды под снежным покровом, которая имеет уже чисто абиотическую природу. В результате отепляющего действия снега, которое наиболее эффективно при его толщине не менее 50-70 см, в его основании, примерно в 5-сантиметровом слое, живут зимой мелкие животные-грызуны, так как температурные условия для них здесь благоприятны (от 0 до -2 °С). Благодаря этому же эффекту сохраняются под снегом всходы озимых злаков - ржи, пшеницы. В снегу от сильных морозов прячутся и крупные животные - олени, лоси, волки, лисицы, зайцы и др. - ложась в снег для отдыха.

Таким образом, два вида любых организмов, живущих на одной территории и контактирующих друг с другом, вступают в различные отношения между собой. Основные типы экологических взаимодействий показаны на рисунке 1.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидовой конкуренции. Групповой и массовый эффекты - термины, предложенные Грассе (1944), обозначают объединение животных одного вида в группы по две или более особей и эффект, вызванный перенаселением среды. В настоящее время чаще всего эти эффекты называются демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне, в основе, которой лежит внутривидовая конкуренция, которая в корне отличается от межвидовой. Она проявляется в основном в, территориальном поведении животных, которые защищают места своих гнездовий и известную площадь в округе. Таковы многие птицы и рыбы.

Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Два живущие рядом вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно. Возможные типы комбинаций и отражают различные виды взаимоотношений:

симбиоз (гр. Symbiosis – сожительство) - обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения различных видов организмов;

протокооперация (содружество) - форма взаимоотношений, при которыхоба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу;

мутуализм (лат. mutuus -взаимный) - взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения организмов разных видов;

комменсализм (лат. commensalis - сотрапезник) - форма взаимоотношений, при которыходин вид, комменсал, извлекает пользу от сожительства, а другой вид - хозяин не имеет никакой выгоды (взаимная терпимость);

«нахлебничество» - потребление остатков пищи хозяина;

«сотрапезничество» - потребление разными видами частей одной и той же пищи;

«квартиранство» - использование одними видами других (их тел, их жилищ) в качестве убежища или жилища;

аменсализм - форма взаимоотношений, при которыходин вид, аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножения;

паразитизм (гр. parasitos - тунеядец) – межвидовые взаимоотношения, при которых один вид живет за счет другого, поселяясь внутри или на поверхности тела организма-хозяина;

хищничество - форма взаимоотношений, организмов разных трофических уровней, при которых один организм живет за счет другого, поедая его;

конкуренция (лат. cocurrentia - соперничество) – форма взаимоотношений, при которых организмы одного трофического уровня борются за пищу и другие условия существования, подавляя друг друга;

нейтрализм - форма взаимоотношений, при которыхоба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга.

Межвидовые отношения лежат в основе существования биотических сообществ (биоценозов).

Антропогенные факторы – это совокупность различных воздействий человека на живую и неживую природу. Только своим физическим существованием люди оказывают заметное влияние на среду обитания: в процессе дыхания в атмосферу выделяется 1*10¹² кг СО₂, а с пищей потребляют около 5*10¹⁵ ккал. Значение антропогенных факторов постоянно растет, оп мере того, как человек подчиняет себе природу. Воздействие их так велико, что породило новую дисциплину – «Охрана окружающей среды».

Приведенное разделение экологических факторов на три группы, конечно, условно. Оно не может охватить всю сложность взаимоотношений организмов с окружающей средой.

Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Например, климатические - в течение суток, сезона, по годам (температура, освещенность и др.).

Факторы, изменение которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические - приливы и отливы, некоторые океанские течения. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т. п.) называются непериодическими.

Подразделение факторов на периодические и непериодические имеет очень важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям жизни.

Не смотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд закономерностей:

1) Закон минимума (Ю. Либих - 1840). Интенсивность тех или иных биологических процессов часто оказывается чувствительной к двум или большему числу факторов окружающей среды. В этом случае решающее значение будет принадлежать такому фактору, который имеется в минимальном, с точки зрения потребностей организма, количестве. Это правило было сформулировано основоположником науки о минеральных удобрениях Юстусом Либихом (1803—1873) и получило название закона минимума. Ю. Либих обнаружил, что урожай растений может ограничиваться любым из основных элементов питания, если только этот элемент находится в недостатке.

Известно, что разные факторы среды могут взаимодействовать, то есть недостаток одного вещества может приводить к дефициту других веществ. Поэтому в целом закон минимума можно сформулировать следующим образом: успешное выживание живых организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим, или лимитирующим, фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов данного вида.

Положение о лимитирующих факторах существенно облегчает изучение сложных ситуаций.

2) Закон толерантности . Все экологические факторы переносятся организмом лишь в определенных пределах. Данная закономерность может быть перенесена на любой фактор, которым определяется скорость тех или иных жизненных процессов (влажность, сила ветра, скорость течения и т. д.).

Если нарисовать на графике кривую, характеризующую интенсивность того или иного процесса (дыхания, движения, питания и др.) в зависимости от одного из факторов внешней среды (конечно, при условии, что этот фактор оказывает влияние на основные жизненные процессы), то эта кривая почти всегда будет иметь форму колокола.

оптимальные условия

На рисунке 2 изображена такая кривая, передающая изменения активности вида (выраженной в скорости плавания рыбы в зависимости от изменения температуры воды). Кривые, подобные изображенной на этом рисунке, называют кривыми толерантности (от греч. толеранция — терпение, устойчивость). Положение вершины кривой указывает на такие условия, которые являются оптимальными для данного процесса.

угнетение

гибель

Рис. 2.Действие температурного фактора на живые организмы

Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии используют приставки стено- (от греч. stenos – узкий, тесный) и эври- (от греч. eurys – широкий), поли- (от греч. polys – многий, многочисленный) и олиго- (от греч. oligos – немногий, незначительный).

3) правило неоднозначного действия факторов, согласно которому каждый экологический фактор неодинаково влияет на разные функции организма: оптимум для одних процессов может быть пессимумом для других.

4) ГИПОТЕЗА КОМПЕНСАЦИИ (ЗАМЕЩЕНИЯ) ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАК-ТОРОВ (В.В. Алехин и Э. Рюбель): отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован каким-либо другим близким (аналогичным) фактором. Организмы сами приспосабливаются и изменяют условия среды так, чтобы ослабить лимитирующее влияние тех или иных факторов.

5) ГИПОТЕЗА НЕЗАМЕНИМОСТИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ была предложена В.Р. Вильямсом (1949) – полное отсутствие в среде фундаментальных экологических факторов (физиологически необходимых; например, света, воды, углекислого газа, питательных веществ) не может быть компенсировано (заменено) другими факторами.

6) ЗАКОН КРИТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ФАКТОРА – если один из экологических факторов выходит за пределы критических (пороговых или экстремальных) значений, то особям грозит смерть, несмотря на оптимальное сочетание других факторов. Такие факторы (иногда называемые экстремальными) приобретают первостепенное значение в жизни вида (его популяций) в каждый конкретный отрезок времени.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒