Типы взаимодействия организмов в сообществах

Цель образовательная: Изучить типы взаимодействия организмов в сообществах.

Цель развивающая: формировать умения и навыки самостоятельной работы, выделять главное, анализировать, сопоставлять, устанавливать причинно-следственные связи.

Цель воспитательная: формирование у студентов интеллектуальных и исследовательских навыков. Развитие внимания при прослушивании материала.

Междисциплинарные связи: география, биология, химия.

Внутридисциплинарные связи: ботаника, зоология.

Тип урока: комбинированный.

Метод проведения: лекция-беседа, самостоятельная работа.

• Иметь представления о различных типах взаимодействия организмов.
• Знать определения : “биогеоценоз”, “аменсализм”, “нейтрализм”, “мутуализм”, “комменсализм”, “хищничество”, “паразитизм”
• Уметь объяснять различные виды взаимодействия организмов. Приводить примеры.

1. Открытки с изображением растений, обладающих фитонцидными и бактерицидными свойствами;
2. Живые растения или гербарный материал полыни, пижмы, тюльпана, нарцисса, черемухи, чеснока, грецкого ореха, табака, резеды, петрова креста.
3. Рисунки насекомоядных растений.
4. Рисунки насекомых: саранча, колорадский жук, тля, божья коровка, бабочка-капустница, непарный шелкопряд, пчела, шмель, муравей.

I. Проверка домашнего задания и опрос. (Приложение 1)

II. Существуют 6 видов взаимоотношений:

1) Аменсализм – взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, взаимоотношения ели и растений нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса.

Рисунок 1. Сосновые. Верхний ряд, слева направо: сосна обыкновенная, сосна чёрная, тсуга канадская, кедр ливанский. Нижний ряд, слева направо: лиственница, пихта одноцветная, ель обыкновенная, ель колючая голубая.

Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) – влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя ее и делая непригодной для жизни другого. Аллелопатия распространена у растений, грибов и бактерий. Например, гриб пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий. Пеницилл (несовершенные грибы) используют для получения пенициллина. Это первый открытый в медицине антибиотик. В последнее время в понятие “аллелопатия” включают и положительное воздействие.

Рисунок 2. Несовершенные грибы. Слева Verticillium alboatrum, справа Tolypocladium inflatum.

2) Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, лось и белка или бурундук или бобр не оказывают друг на друга значительных воздействий.

Рисунок 3. Белкообразные. Верхний ряд, слева направо: европейский бобр, канадский бобр, американская летяга. Нижний ряд, слева направо: обыкновенная белка, восточно-американский бурундук, бурундуковая крыса.

3) Мутуализм – это взаимовыгодное сосуществование. Мутуализм подразделяется:

а) Протокооперация – взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.

Некоторые бесскелетные актинии (морские анемоны) сосуществуют вместе с раками-отшельниками, живя на их раковинах. Рак питается остатками добычи актинии, а взамен переносит её с места на место – в более удачные для охоты места. Другая актиния симбиотирует с рыбой-клоуном. Яркая рыбка, невосприимчивая к яду щупалец, завлекает врагов, а актиния хватает их и поедает. Кое-что перепадает и клоуну. Отдельные актинии доживают (в аквариумах) до 50–80лет.

Рисунок 4. Коралловые полипы. Верхний ряд, слева направо: грибной коралл, протопалитоя, курчавый этерактис, зелёный звёздчатый коралл. Нижний ряд, слева направо: гигантская ковровая актиния, багряная стомфия, земляничный анемон, водяная уртицина.

б) Симбиоз – взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целюллозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные, со своей стороны, предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т.д.

Симбиозом (мутуализмом) называется форма отношений между организмами двух разных видов, приносящая обоюдную пользу. Иногда симбиотические взаимооотношения настолько важны, что гибель одного организма неизбежно ведёт к гибели другого. В других случаях организмы способны существовать и отдельно друг от друга, правда, не столь успешно. Среди известных примеров симбиоза можно привести лишайники, симбиоз бактерий, переваривающих целлюлозу, и жвачных, взаимоотношения мурьвьев и тлей, которых они “пасут”, получая взамен сладкие продукты выделения, рыбы-“санитары” и птицы-“санитары”, уничтожающие паразитов на коже крупных млекопитающих и рыб. Важными примерами симбиоза является совместное существование грибов и деревьев, насекомых и цветковых растений.

Рисунок 5. Симбиоз. Слева направо: мурена и креветка, муравьи и тли.

4) Комменсализм – взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма:

Примером комменсализма является сосуществование некоторых мелких рыб с крупными актиниями. Рыбки нечувствительны к стрекательным нитям актинии и “подбирают” остатки пищи между щупальцами, а актинии невольно обеспечивают этим рыбкам защиту. Очень часто комменсалами являются бактерии и простейшие, живущие в кишечнике и на поверхности более крупных организмов.

5) Примером служат взаимоотношения крупных хищников и падальщиков. Падальщики, например гиены, шакалы питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками. Еще один пример это цапли, которые ищут себе пропитание на теле буйвола.

Рисунок 6. Примеры комменсализма. Слева направо: рыба-клоун и актиния, цапли и буйвол.

Хищничество – взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Популяции, находящиеся на разных трофических уровнях, могут вступать во взаимоотношения хищник–жертва. Во многих случаях циклические колебания численности популяции хищника сдвинуты по фазе по отношению к колебаниям численности популяции жертвы. Это можно объяснить тем, что возрастание численности хищника приводит к резкому снижению численности жертвы, вслед за чем в результате голода уменьшается количество хищников. Это позволяет снова вырасти числу жертв, вслед за чем начинает расти количество хищников. Характерный период таких циклов обычно составляет несколько поколений. Однако хищник может переключиться на другой вид жертвы. Например, волки могут использовать в качестве пищи зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т.д.

Собачьи имеют острую морду, стоячие уши и длинный пушистый хвост. Около 30 видов, распространённых по всему земному шару, кроме Антарктиды. Питаются животной пищей, иногда падалью. Некоторые виды охотятся в одиночку, другие собираются стаей.

Собачьи приносят большую пользу, истребляя грызунов. Песец и лисица – ценные промысловые звери (пушнина); их разводят на зверофермах. Волк одомашнен, от него произошли все породы домашних собак. Волк и некоторые другие звери истребляют полезных (в том числе домашних) зверей и птиц; стаей могут нападать на человека.

Рисунок 18. Собачьи. Верхний ряд, слева направо: волк, шакал, койот. Нижний ряд, слева направо: песец, енотовидная собака, лисица.

Частным случаем хищничества является каннибализм – умерщвление и поедание себе подобных. Встречается, например, у крыс, бурых медведей.

6) Паразитизм – взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи.

Встречаются, однако, и ситуации, когда организм, обитающий на другом организме, приносит ему ощутимый вред. Такую форму сожительства называют паразитизмом. Паразит получает пищу либо из тканей хозяина, либо из переваренной им пищи. Паразиты могут разрушать ткани хозяина, выделять в его организм ядовитые вещества (продукты выделения паразитов, разложения остатков самих паразитов либо токсины). Некоторые паразиты живут в теле хозяина всю жизнь, другие попадают в него лишь на определённое время, необходимое, например, для размножения или роста. Некоторые паразиты вызывают гибель хозяина, другие способны существовать в теле хозяина долгое время, не причиняя ему серьёзного вреда.

Переход к паразитическому образу жизни обычно сопровождается дегенерацией. Утрачиваются органы пищеварения, органы чувств, теряется подвижность. У паразитов изменяется форма тела, развиваются разнообразные крючья и присоски. Жизненный цикл паразитов сопряжён с огромной смертностью; следствием этого является повышенная способность к размножению (иногда измеряемая в миллионах особей в год). К паразитам относятся многие болезнетворные бактерии и простейшие, некоторые грибы, вьющиеся лианы; паразитические формы имеются среди представителей большинства типов животных.

Заполнение таблицы: “Типология биотических взаимодействий”.

Обозначения в таблице:

0 – отсутствие значимых воздействий;

+ – организмы получают выгоду от взаимодействия;

_ – взаимодействие угнетает организм.