Біотичні зв’язки, Біологія
Різноманітність біотичних зв'язків
Аналізуючи різноманітність типів зв'язків між видами в біогеоценозі, слід зазначити, що в результаті коеволюції одні види при взаємодії з іншими отримують користь для свого існування, другі — шкода, для третіх ці зв'язки є несуттєвими. Якщо позначити користь, одержувану видом під час взаємодії, знаком плюс (+), шкода, одержуваний видом, - знаком мінус (-), а байдуже вплив — цифрою нуль (0), то велику різноманітність біотичних зв'язків у біогеоценозі можна схематично. Одні з них – взаємокорисні «++», інші – кориснонейтральні «+0», треті – корисно шкідливі «+-», четверті – взаємошкідливі «--».
Знаючи тип зв'язку між видами, можна припустити, що станеться з цими видами при порушенні взаємних відносин, що історично склалися. При руйнуванні взаємокорисних зв'язків обидва види можуть загинути або випасти з біогеоценозу. Порушення сформованих взаємошкідливих зв'язків на якийсь час покращить їхню життєдіяльність, а порушення кориснонейтральних відносин буде помітним для одного виду, але призведе до суттєвого погіршення існування іншого. Ці порушення зв'язків не залишаться в біогеоценозі непоміченими і можуть призвести до втрати стійкості спільноти. Скоригувати таку негативну ситуацію зможе лише той біогеоценоз, в якому мешкає безліч видів, здатних замінити або подібним чином доповнити біоценотичні взаємозв'язки, що порушилися.
Різноманітність видів - найважливіша умова стійкого існування біогеоценозу в просторі та в часі.
Розглянемо деякі приклади біотичних зв'язків, поширених у природних біогеоценозах.
Взаємокорисні зв'язки
Життяорганізмів у співтовариствах почалася з появи перших живих істот Землі. Цей факт у процесі еволюції зумовив багато якостей видів. Як показують дослідження, більшість властивостей, корисних для виду та його особин, виробилися коеволюційним шляхом, тобто шляхом сполученої взаємодії між видами, що спільно мешкають у загальному біотопі.
Такі типи біотичних зв'язків у природі представлені великою різноманітністю форм міжвидових відносин. Всі вони прямо і опосередковано впливають на чисельність популяцій, стан їх особин та загальний благополуччя видів (тобто на можливість добувати їжу, активно розмножуватися та при можливості захоплювати нові простори).
Взаємокорисні типи зв'язків (++) переважно виражаються у цьому, збільшення чисельності одного виду як партнера викликає збільшення чисельності іншого. Такі зв'язки широко представлені в біогеоценозах і відіграють помітну роль у функціонуванні та еволюції екосистем. До них відносяться симбіоз (від грец. Symbiosis – «спільне життя») та мутуалізм (від латів. mutuus – «взаємний»).
Мутуалізм та симбіоз — близькі за змістом поняття, але не синоніми. Мутуалізмом називають будь-який, зокрема випадковий, взаємокорисний зв'язок видів, а симбіозом — дуже тісне корисне співжиття певних видів. Перенесення пилку комахами та птахами, поширення плодів та насіння тваринами – приклади мутуалізму. Тут немає чіткої прихильності між якимись конкретними видами.
У симбіотичних зв'язках зазвичай беруть участь види, у тому числі один вид перебуває у такій залежності від іншого, що сам без нього вже існувати не може. Відомо, що в тілі (шару)лишайника, що є симбіозом гриба і водорості (або ціанобактерій), фотосинтезуючий компонент (водорість, ціанобактерія) може існувати без гриба, але гриб без цього компонента існувати не може. При цьому певні види грибів та водоростей створюють той чи інший вид лишайника.
Симбіоз утворюють зелені водорості, що поселяються в інфузоріях Paramecium bursaria, яким вони віддають половину продуктів фотосинтезу, замість отримуючи захист і стійкість довкілля, а також CO2 для фотосинтезу. Широко поширений симбіоз рослин і гриба — грибокорінь, або мікориза (від грец. mykes – «гриб» і rhiza – «корінь»), коріння бобових рослин та азотфіксуючих бактерій. Деякі глибоководні риби (наприклад, вудильники) і головоногі молюски утворюють симбіози зі бактеріями, що світяться. Світлова сигналізація в товщі океану виявляється корисною рибі, а бактерії, що світяться, рясно забезпечуються її поживними речовинами.
Корисно шкідливі біотичні зв'язки
Багато пристосувань сформувалося у видів, що реалізують свої біотичні відносини за типом корисно шкідливих зв'язків (+-), при яких зміна чисельності популяції першого виду (жертва) тягне за собою зміну чисельності популяції другого виду (експлуататор), наприклад, відносини між рослиною і травоїдною твариною, жертвою та хижаком, господарем та паразитом. Всі ці відносини зумовили величезну різноманітність зустрічних пристроїв у взаємодіючих видів, що виражаються в їхній анатомо-морфологічній будові. Фізіологічні властивості, поведінка, ритм життя і навіть плодючість. Розвиток колючок та отруйності у рослин такожє прикладом зустрічної адаптації стосовно фітотрофів. Виділення різних токсинів, антибіотиків рослинами та грибами є способом захисту від шкідників (бактерій, тварин) та інших конкуруючих видів організмів.
Коменсалізм - кориснонейтральні зв'язки
При комменсалізмі (від латів. com - "с", "разом" і mensa - "стіл", "трапеза") один вид надає позитивний вплив на інший, але сам при цьому будь-якої користі або шкоди не отримує. Позитивний вплив може виявлятися у наданні житла, укриття, місця для прикріплення другого вигляду. Недоїдені залишки їжі, викинуті відходи та виділення часто служать кормом другого виду (нахлібництво). Наприклад, комменсалом білого ведмедя в арктичній зоні є песець, який часто харчується залишками його їжі. В африканській савані гієни, грифи – комменсали лева, жуки-гнійники (скарабеї) – комменсали слона.
У норах ссавців, гніздах птахів, мурашниках, термітниках мешкає багато співмешканців - «квартирантів», які тут укриття, але вони байдужі для господарів цих притулків. Те саме стосується розміщення пташиних гнізд на деревах та чагарниках. Існування чагарників, трав та дерев під пологом рослин першого ярусу в лісах також є прикладом комменсалізму.
Взаємошкідливі біотичні зв'язки
У біогеоценозах поряд з корисними для видів взаємозв'язками представлено велику різноманітність зв'язків, що взаємно виключають їх спільне проживання. Такі зв'язки спостерігаються між видами, що мають подібні потреби у ресурсах біотопу. Контакти між такими видами взаємошкідливі, оскільки зменшують їхню чисельність. Формами взаємошкідливих відносин є конкуренція, антагонізм та агресія. Конкуренція - це взаємини між видами зі подібними потребами у засобахіснування (їжа, простір, притулку). Наприклад, леопард, лев, гепард (або грифи та гієна) є конкуруючими видами в савані Африки, проте жорсткі агресивні відносини між ними спостерігаються рідко, оскільки вони є представниками різних екологічних ніш.
Антагонізм - відносини, за яких присутність одного виду виключає перебування іншого. Агресія - відносини активного витіснення одних видів іншими.
Будь-які взаємошкідливі, негативні відносини між видами зумовили вироблення низки сполучених адаптацій. На основі взаємошкідливих відносин у біогеоценозі формується ієрархія видів з виділенням домінуючих та другорядних форм. Наприклад, гепард, навіть голодний, залишає свій видобуток леву, що підійшов. Усе це істотно впливає на структуру біогеоценозів.
Тривале співіснування видів у біогеоценозі сприяє їх спеціалізації, розвитку в них пов'язаних зустрічних адаптацій для ефективнішого освоєння харчових та просторових ресурсів. Це має велике значення для виживання особин та популяцій та еволюції видів загалом.
Спільне існування видів у біогеоценозі - важлива умова еволюції живих організмів.