Отношения между популяциями

Отдельные популяции в природном сообществе находятся в тесном взаимодействии друг с другом, поэтому так важно изучение популяционной динамики различных видов вместе. Рассмотрим наиболее частые формы отношений, возникающих между популяциями.

Если организмы находятся на одном трофическом уровне, то между ними часто возникает межвидовая конкуренция за пищу (иногда и за территорию). Со временем чередование последовательных идиоадаптаций может привести к тому, что каждый вид в пределах одного трофического уровня будет занимать свою нишу, и конкуренция будет сведена к минимуму. В других случаях может быть достигнуто равновесие, когда ни один из видов не будет развиваться столь же успешно, как в отсутствие конкурента. Наконец, может возникнуть ситуация, когда один из видов будет полностью подавлен другим; в этом и заключается конкурентное исключение.

Антагонистические отношения между организмами не сводятся только к борьбе за пищевые ресурсы. Некоторые организмы (растения, грибы, бактерии) способны выделять в окружающую среду (например, в почву или в воздух) химические вещества (алколоиды, терпены), подавляющие развитие конкурентов. Способы подавления могут быть разными: от простого растворения клеток до торможения биохимических процессов дыхания или синтеза аминокислот. Этот способ взаимодействия называется аллелопатией. Иногда вытеснение производится вследствие более интенсивного размножения или преимущественного потребления пищи.

1

Волки загоняют лося

2

Колебания численности популяций хищника и его жертвы

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.

3

Мимикрия. Слева – гусеница, имитирующая сучок растения. Справа – бабочка вице-король повторяет форму и окраску крыльев ядовитой бабочки-монарха

Некоторые организмы несъедобны для их потенциальных хищников (так, ряд бабочек ядовиты для птиц). Часто эти организмы имеют яркую предупреждающую окраску; хищники избегают охотиться на окрашенных таким образом жертв. В качестве примера предупреждающей окраски можно привести некоторых бабочек и жуков. Этим пользуются другие, уже неядовитые организмы, подражающие своей окраской ядовитым видам. Другие животные подражают различным объектам растительного или животного мира или даже каким-либо минералам. Подражание другим объектам с целью защиты от врагов (мимикрия) широко распространённое среди насекомых, встречается и среди многих других групп животных (например, у некоторых неядовитых змей). Как правило, численность моделей особей должна быть значительно выше, чем численность подражателей, главным образом для того, чтобы хищники быстро научились избегать ядовитых форм. Существует также кольцо мимикрии, когда несколько несъедобных для хищников видов имеют схожую окраску (например, различные виды ос) с тем, чтобы враги, выработав соответствующий рефлекс на один вид, не трогали и особей других видов.

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, сожительство рака-отшельника и актинии, 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.

4

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

Если совместное проживание выгодно только одному из организмов, но безразлично для другого, то такую форму отношений называют комменсализмом. Комменсализм обычно связан с поиском пищи или необходимого укрытия. 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

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

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.

6

Паразитические формы сосуществования. Слева направо: вьющиеся лианы, платяная вошь

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.