Ставлення хижак – жертва, паразит
Відносини типу хижак – жертва, паразит – господар – це прямі харчові зв'язки, які для одного з партнерів мають негативні, а для іншого – позитивні наслідки. Фактично, цього типу екологічних взаємодій можна віднести всі варіанти харчових зв'язків. Хоча корову і дятла, що пасує на лузі, що видобуває личинок з-під кори дерева, зазвичай не називають хижаками, той тип взаємовідносин, в які вони вступають з організмами, що служать їм їжею, має багато спільного з відносинами хижака та його жертв. Харчові взаємозв'язки-основні у спільнотах. Будь-який гетеротрофний організм може існувати лише за рахунок інших гетеротрофних чи автотрофних організмів.
Хижаками зазвичай називають тварин, які харчуються іншими тваринами, яких вони ловлять і умертвляють. Для хижаків характерна спеціально мисливська поведінка.
Якщо розміри жертв набагато менше розмірів тварин, що живляться ними, то чисельність об'єктів харчування висока і самі вони легкодоступні — у цьому випадку діяльність м'ясоїдного виду перетворюється на пошук і простий збір видобутку. Таке «збирання» характерне, наприклад, для низки комахоїдних птахів — куликів-зуйків, житарів, зябликів, ковзанів та ін. Проте між типовим хижацтвом і типовим збиранням у м'ясоїдних існує безліч проміжних способів добування їжі. Наприклад, ряд комахоїдних птахів характеризується мисливською поведінкою при затриманні комах (стрижі, ластівки). Сорокопути, мухоловки чатують і потім наганяють жертву як типові хижаки. З іншого боку, спосіб харчування м'ясоїдних збирачів дуже схожий на збирання нерухомої їжі рослиноїдними тваринами, наприклад насінноядними птахами або гризунами (горлиця, сизий голуб, сочевиця, лісова миша, хом'яки та ін.),котрим також характерні спеціалізовані пошукові форми поведінки.
За способом оволодіння харчовими об'єктами збирання наближається до типової "пасіння" фітофагів. Специфіка пасіння полягає в поїданні нерухомого корму, що знаходиться в відносному достатку, на пошуки якого не витрачати багато зусиль. З екологічної точки зору такий спосіб харчування характерний як для стада копитних на лузі, так і для листогризних гусениць у кроні дерева.
Таким чином, незважаючи на екологічну специфічність різних способів харчування, вони пов'язані між собою всілякими переходами, а іноді трапляються разом у одного й того самого виду. Такі самі переходи можна зустріти у природі між типовим хижацтвом і паразитизмом.
Паразитизм - така форма зв'язків між видами, при якій "організм-споживач використовує живого господаря не тільки як джерело їжі, але" і як місце постійного чи тимчасового проживання. Фактично, типовий паразитичний характер мають зв'язку комах-шкідників з рослинами. Паразити зазвичай набагато дрібніші за свого господаря.
У взаєминах хижак — жертва, паразит — господар найяскравіше проявляється еволюційна та екологічна роль харчових зв'язків організмів. Хижацтво, пов'язане з активним пошуком та енергійними способами оволодіння опірним і тікаючим видобутком, веде до вироблення різноманітних екологічних адаптацій як у жертв, так і у їх споживачів. При активному способі захисту від ворогів природний відбір сприяє розвитку у жертв органів чуття, швидкості реакції, швидкості бігу, інстинктів обманної поведінки, що супроводжується вдосконаленням нервової системи і веде до прогресивної еволюції групи.
При пасивному способі захисту розвиваються заступне забарвлення, твердіпанцирі, шипи, голки, інстинкти затаювання, використання недоступних хижакам притулків і т. п. Деякі з цих способів захисту характерні не тільки для малорухливих або сидячих видів, але частково і для тварин, що активно рятуються від ворогів.
Захисні адаптації у потенційних жертв дуже різноманітні, іноді дуже складні та несподівані. Наприклад, каракатиці, рятуючись від хижака, що переслідує, спорожняють свій чорнильний мішок. За гідродинамічними законами рідина, викинута з мішка тваринам, що швидко пливуть, деякий час не розпливається, набуваючи форми обтіканого тіла, за розмірами близького до самої каракатиці. Обдурений темним контуром, що опинився перед очима, хижак «вистачає» чорнильну рідину, наркотизуюча дія якої на якийсь час взагалі позбавляє його можливості орієнтуватися в навколишньому середовищі. Своєрідний спосіб захисту у риб-іглобрюхів. Їхнє вкорочене тіло вкрите прилеглими шипами. Великий мішок, що відходить від шлунка, дозволяє цим рибам у разі небезпеки роздмухуватися в кулю, заковтуючи воду; при цьому їх голки розправляються і роблять тварину практично невразливою для хижаків. Спроба великої риби схопити іглобрюха може скінчитися нею смертю від застрягла в глотці колючої кулі.
У свою чергу, труднощі виявлення та упіймання жертв сприяє у хижаків відбору на кращий розвиток органів чуття (зоркість, тонкий слух, чуття тощо), більш швидку реакцію на видобуток, витривалість при переслідуванні тощо. екологічні зв'язки хижаків і жертв спрямовують перебіг еволюції поєднаних видів.
Хижаки мають зазвичай широкий спектр харчування. Видобуток жертв потребує багато сил та енергії. Спеціалізація ставила б хижаків у залежність від чисельності певного виду жертв. Більшість видів, що ведуть хижийспосіб життя, здатне тому перемикатися з одного видобутку на іншу, особливо на ту, яка в даний період доступніша і численніша. Щоправда, у багатьох хижаків є види жертв, яких вони видобувають частіше, ніж інших. Ця вибірковість може бути зумовлена різними причинами. По-перше, хижак активно вибирає найбільш повноцінну в кормовому відношенні їжу. Наприклад, почки та сигові риби в північних водоймах вибирають серед водних безхребетних переважно личинок комарів-хірономід (мотиль) та їх шлунки іноді бувають наповнені мотилем, незважаючи на наявність у водоймі та іншого корму.
Характер їжі може бути зумовлений також пасивною вибірковістю: хижак насамперед поїдає такі корми, до видобутку яких він найбільше пристосований. Так, багато горобиних харчуються всіма комахами, що мешкають відкрито на поверхні ґрунту, на траві, листі тощо, але не поїдають ґрунтових безхребетних, для видобутку яких потрібні спеціальні пристосування. Нарешті, третьою причиною харчової вибірковості хижаків може бути активне перемикання на найбільш масовий видобуток, поява якого стимулює мисливську поведінку. За високої чисельності лемінгів навіть соколи-сапсани, основний спосіб полювання яких — добування птахів у повітрі, починають полювати на лемінгів, схоплюючи їх із землі. Здатність перемикання з одного виду видобутку на інший - одне з необхідних екологічних пристосувань у житті хижаків.
Паразитизм, на відміну хижацтва, характеризується вужчою спеціалізацією видів. Оскільки господар забезпечує паразиту не тільки їжу, а й мікроклімат, захист тощо, то чим краще пристосованість паразита до особливостей організму господаря, тим ймовірніше його успіх у розмноженні та залишенні потомства.
Тісний зв'язок паразита з господарем має наслідком відбір подвійного роду. Серед паразитів отримують перевагу ті, які здатні більш повно і тривало використовувати господаря, не призводячи його до ранньої загибелі і забезпечуючи тим самим собі найкраще існування. Іншими словами, паразити знущає, але не губить господаря. У свою чергу відбір на опірність організму господаря також призводить до того, що шкода від присутності в ньому паразита стає все менш і менш відчутною. У ході еволюції спочатку гострі відносини господаря та паразита можуть перейти в нейтральні, а часом навіть у взаємокорисний постійний зв'язок двох видів. Прикладом такої пом'якшеної історичним перебігом розвитку системи паразит — господар можуть бути трипаносоми у крові африканських антилоп, які завдають відчутної шкоди цим тваринам. У той самий час в людини після передачі трипаносом переносником — мухою це-це розвивається смертельна «сонна хвороба». Показано, що помірне об'їдання листя комахами стимулює ростові процеси, внаслідок чого рослини більш повно розвивають фотосинтетичний апарат, таким чином, певний ступінь «шкоди» комах-фітофагів навіть корисна рослинності.
Катастрофічна шкода від паразитів виражена переважно лише у зв'язках, які ще стабілізовані тривалим ходом природного відбору. Тому випадково завезені шкідники вражають сільськогосподарські рослини або тварини часто набагато сильніше, ніж місцеві.
Серед різноманітних форм паразитичних відносин є й такі, за яких загибель господаря — обов'язкове наслідки перебування у ньому паразита. Цей тип зв'язків особливо поширений у комах, які відкладають свої яйця в яйця чи інших личинок. Такі комахи отримали назву паразитоїдів. Загибель господаряобумовлена малим запасом у ньому їжі, якої ледве вистачає на розвиток однієї чи небагатьох личинок виду-споживача.
Паразитизм, в такий спосіб, пов'язані різними переходами коїться з іншими типами взаємовідносин.
Основна екологічна роль хижацтва, паразитизму та інших варіантів харчових зв'язків у співтовариствах полягає в тому, що, послідовно харчуючись один одним, живі організми створюють умови для кругообігу речовин, без якого неможливе життя. Друга не менш важлива роль цих відносин – взаємне регулювання чисельності видів.
У лабораторних умовах за спільного змісту хижака та її жертви відзначаються періодичні зміни чисельності обох видів, мають досить закономірний характер. У дослідах, проведених нашим вітчизняним біологом Г. Ф. Гаузе у 30-х роках із пробірковими культурами найпростіших, було виявлено таке. Посилене розмноження хижої інфузорії Didinium nasutum закономірно було щоразу за розмноженням її жертви - туфельки Paramecium cauda-tum. Коли хижак досягав високої чисельності, він повністю знищував парамецій, після чого наставала загибель самих Didinium, позбавлених харчової бази. Однак коли в пробірки поміщали кілька піщинок, під яким частина туфельок могла знайти недоступні для хижаків притулку, після загибелі Didinium наступало нове масове розмноження парамецій. В іншій серії дослідів, коли культивувалися різні види парамецій, а як їхня їжа дріжджівні клітини роду Saceharomyces, було отримано кілька закономірних циклів коливань чисельності дріжджів і туфельок. Механізми подібних коливань можна уявити так.
Збільшення чисельності жертв відбувається доти, доки темп виїдання їх наростаючою кількістю хижаків не перевищитьшвидкість розмноження. Після цього подальша діяльність хижаків лише підриває їхню кормову базу, що веде до зниження їх власної чисельності. Це дозволяє небагатьом жертвам знову розмножитися і, отже, знову поліпшити кормові умови для хижаків. Якщо останні ще є у системі, нове збільшення кількості жертв сприяє новому підйому їх чисельності і цикл повторюється знову.
У природних умовах такі закономірні циклічні зміни чисельності двох видів, пов'язаних харчовими відносинами, виявити важче тому, що на їх розмноження і загибель впливають взаємодії з безліччю інших видів, а також абіотичні зміни середовища. Однак у ряді випадків і в природній обстановці вдається помітити регулярні періодичні зміни достатку хижаків та їх жертв. У цьому простежуються такі основні закономірності.
Загальна кількість жертв, яких може знищити один хижак, спочатку зростає майже пропорційно до зростання чисельності споживаного виду. Це так звана функціональна реакція хижаків на жертви. Однак вона має межу, зумовлену фізичними можливостями споживача. Після повного насичення хижаки зазвичай реагують на жертву. Подальше підвищення винищуваності жертв досягається збільшенням чисельності хижаків за рахунок-успішного розмноження на хорошій кормовій базі. Це явище отримало назву чисельної чи кількісної реакції хижаків до зростання чисельності жертв. Кількісна реакція хижаків завжди запізнюється проти ходом розмноження жертви, оскільки є відповіддю зміну кормової бази. Ці зрушення посилюють циклічність коливань.
Періоди коливань чисельності, що виникають, відносно постійні, тоді як амплітуда їх може змінюватися в широких.межах у зв'язку із впливом інших факторів середовища.
Коливання продовжуються доти, доки внаслідок різних (частіше випадкових) причин чисельність одного з партнерів не впаде до нуля.
Особливо наочно такі коливання виявляються в збіднених спільнотах, де міжвидові зв'язки не такі різноманітні: у тундрах і полярних пустелях, лісах з пануванням однієї породи дерев, культурних садах тощо. Циклічні зміни чисельності виявлені, наприклад, у лемінгів та їх основних споживачів. песців, що масово розмножуються хвоє- і ли-стогризучих комах та їх паразитів, шкідників яблунь - павутинних кліщиків і хижих кліщів, що харчуються ними, і у багатьох інших пов'язаних харчовими зв'язками видів.
Таким чином, винищення жертв і вражання господарів залежить від чисельності ворогів, але й розмаїтість останніх також визначається чисельністю об'єктів їх харчування.