| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
§ 24. Мутуалізму |
||
|
Мутуалізм - це форма вертикальних взаємин, при яких кожен взаємодіє організм отримує користь. Відносинами мутуалізму, як правило, пов'язані види різних трофічних рівнів, які не конкурують за ресурси. Мутуалізм включає різноманітні форми співпраці - від взаємовигідної, при порушенні якого гинуть обидва або один співпрацює партнер, до факультативного, яке допомагає виживати партнерам, але не є для них обов'язковим (Протокооперація). В екосистемах поширені такі варіанти мутуалізму. Рослини і мікоризні гриби. Ці взаємини з грибами властиві більшості видів судинних рослин (квіткових, голонасінних, папоротей, хвощів, плаунів). Мікоризні гриби можуть обплітати корінь рослини і проникати в тканини кореня, не завдаючи йому при цьому істотної шкоди. Гриби не здатні до фотосинтезу і отримують з коріння рослин органічні речовини. За це вони «розплачуються» з рослинами тим, що виконують роль насосів, які всмоктують воду і розчинені в ній поживні елементи. За рахунок розгалужених грибних ниток в сотні разів збільшується усмоктувальна поверхня коренів рослин. Через микоризу від однієї рослини до іншої (одного або різних видів) можуть передаватися органічні речовини. (Мал. 40). Рослини і мікроорганізми-азотфіксатори. Атмосфера планети складається в основному з азоту. Тим не менш, ні рослини, ні тварини не здатні засвоювати з неї цей інертний газ. Забезпечення організмів азотом відбувається в основному за рахунок азотфіксуючих бактерій, які пов'язані з рослинами відносинами мутуалізму. Рослини отримують азот, а бактерії - органічні речовини. Можливі дві форми такого мутуалізму - обов'язковий мутуалізмом і Протокооперація. При обов'язковому мутуалізм азотфиксирующие мікроорганізми живуть в коренях рослин (бобових, вільхи та деяких інших), утворюючи бульби (рис. 41). При Протокооперація азотфиксирующие мікроорганізми населяють примикає до коріння частину грунту (ризосферу) і засвоюють органічні речовини, які постійно виділяються в ризосферу країнами. Рослинам взаємини з азотфиксаторами обходяться дорого - на них вони витрачають від 30 до 50% продуктів фотосинтезу. Великими витратами органічної речовини на азотфіксацию пояснюються більш низькі врожаї зернобобових культур (соя, горох, квасоля та ін.) порівняно зі злаками - кукурудзою, пшеницею, житом і ін Рослини і комахи-запилювачі. Комахи-запилювачі, харчуючись за рахунок рослин, переносять пилок з однієї квітки на іншій, причому часто на великі відстані. Для залучення комах рослини обзаводяться «рекламними засобами» (яскраві віночки квіток, запах) і для оплати роботи запилювачів виробляють нектар. Крім того, запилювачі з'їдають приблизно половину пилку. Відносини рослин і комах-запилювачів можуть бути мутуалізмом (запилення конкретних видів рослин вузьким колом комах, наприклад у орхідних, губоцвітих, бобових) або Протокооперація (один вид рослин запилюється великим числом видів комах). Протокооперація характерна для складноцвітих і їх запилювачів. Рослини і тварини, які розповсюджують їх насіння. Поширення плодів (і насіння) рослин за допомогою тварин широко представлено в природі і називається зоохорія. Агентами-розповсюджувачами можуть бути птахи, що поїдають соковиті плоди, ведмеді, копитні. Водорості та гриби в лишайнику. Водорість забезпечує гриб органічними речовинами, гриб постачає їй воду і мінеральні елементи. Цей варіант обов'язкового мутуалізму представлений досить широко (маються сотні видів лишайників). Лишайники першими заселяють поверхню скель і широко поширені на Півночі в умовах крайньої жалюгідній ресурсів тепла, вологи та елементів мінерального живлення. Ссавці і мікроорганізми, що населяють їх травну систему. Більшість тварин, включаючи людину, але особливо травоїдні, самі не в змозі перетравлювати їжу, і цю роль грають мікроорганізми - бактерії і деякі найпростіші, які живуть у шлунково-кишковому тракті. (Мал. 42). Людина і сільськогосподарські тварини і рослини. Цей варіант мутуалізму є Протокооперація, проте, ні людина при сучасній щільності населення на планеті не може обійтися без сільськогосподарських тварин і рослин, ні корова, пшениця або рис не можуть вижити без людини. Без вивчення мутуалізму неможливо зрозуміти складність взаємовідносин організмів в екосистемах. Мутуалізм врівноважує антагонізм конкуренції, хижацтва і паразитизму.
Контрольні питання 1. Що дає екосистемі мутуалізмом? 2. Розкажіть про роль мутуалізму рослин з грибами в лісі. 3. Яку роль відіграє мутуалізмом рослин і бактерій-азотфиксаторов? 4. Яку вигоду від рослин отримують комахи-запилювачі? 5. До якого типу відносяться взаємини людини і сільськогосподарських рослин і тварин?
Довідковий матеріал
Вигода, яку отримують від мутуалізму співпрацюють організми, може бути рівною (симетричний мутуалізмом) або нерівній (асиметричний мутуалізмом). Мутуалізм пов'язаний плавним переходом з комменсализмом, при якому співпраця вигідна тільки одному з партнерів. При цьому на різних стадіях співробітництва (або, частіше, в різних умовах) велику вигоду може отримувати то один, то інший партнер. У деяких випадках мутуалізмом може переходити навіть в Аменсалізм (відносини, шкідливі для одного партнера і нейтральні для іншого) або в паразитизм. Такі взаємини сьомги і двостулкового молюска жемчужніци: личинки жемчужніци паразитують - живуть у зябрах сьомги, але дорослі молюски живуть незалежно на дні і, фільтруючи воду, створюють умови для життя риби, дуже чутливою до забруднення. Крім того, між скупченнями раковин ховається від хижаків молодь сьомги. На насінні рослин, розповсюджуваних мурахами (багато губоцвіті, Лілійні, макові, молочайні, жовтецеві, складноцвіті), є спеціальні придатки, багаті маслом, які залучають мурах і використовуються ними в їжу (рис. 43) . Сухі зоохорного плоди забезпечені різними гачками і щетинками для прикріплення до вовняного покрову тварин, наприклад у Репешко, череди, чернокорня, лопуха, дикої моркви. За допомогою тварин поширюються суперечки деяких видів грибів і мохів. У кишечнику гладких китів серед 1000 видів бактерій були знайдені навіть ті, які можуть руйнувати органічні речовини, присутні в нафтопродуктах, і канцерогенні поліхлоровані біфеніли (!). Наявністю цих симбіонтів пояснюється порівняно висока стійкість цього виду китів до нафтового забруднення океану. Черви-Вестиментифери (тип погонофори) у стадії личинки є типовими гетеротрофами з ротом, травним каналом і анусом. Однак, після того, як вони заковтують серобактерии, відбувається редукція органів травлення, клітини тварини заповнюються серобактериями і тварина стає «автотрофом». В результаті мутуалізму бактерії отримують сірководень, а тварина - органічна речовина. Мутуалізм дозволяє вестиментифер дуже швидко рости і досягати довжини 2,5 м. Аналогічно харчуються і інші погонофори, пов'язані мутуалізмом з метанобактеріямі. Бактерії використовують метан, що утворюється в нафтових пластах і надходить у океан по тріщинах в плитах літосфери. Це дозволяє використовувати погонофори як біологічні індикатори родовищ нафти. Життя коралів, що складають рифи, визначається живуть в них одноклітинними водоростями, які постачають тварина не тільки органічною речовиною, але і вуглекислим кальцієм для скелета. Без допомоги водоростей коралових рифів просто не було б. Тварина поставляє водоростям поживні елементи і дає притулок. Водночас корали залишаються переважно зоофаги, які харчуються зоопланктоном. Водорості лише допомагають найбільш ефективно використовувати речовини, отримані при гетеротрофну харчуванні; цим мутуалізмом пояснюється швидке зростання коралових рифів. Широко поширений мутуалізмом водоростей і найпростіших в планктоні океанічних екосистем. Деякі найпростіші, після поїдання водоростей, використовують їх хлоропласти, причому такі «крадені заводики фотосинтезу» продовжують працювати до тих пір, поки не зносяться, після чого найпростіші їх перетравлюють. Серед організмів з розвиненими симбиотическими зв'язками особливе місце займають мурашки (вони лідирують і по біомасі - на їх частку припадає до 15% всієї біомаси тваринного світу). Мурахи займаються «тваринництвом» - розводять тлю і «рослинництвом» - створюють грибні сади. У Амазонії вони ведуть прямо-таки «комплексне сільське господарство» - будують гнізда-плантації, куди затягують послід хребетних тварин, садять рослини-епіфіти, переносячи їх насіння, а на цих рослинах розводять тлю, отримання виділень якої і є основною метою організації такої « ферми ». У Центральній Америці у одного з видів мурах і одного з видів акації виникли симбіотичні взаємини не менш тісні, ніж між бобовими та бульбочкових бактерій. На стеблі акації розташовані спеціальні живильні органи, в яких поселяються мурахи, які харчуються солодким нектаром. За цю їжу мурахи ведуть сторожову службу і не тільки знищують комах-шкідників, які намагаються напасти на рослину-годувальника, а й здирають кору і висушують пагони інших дерев, якщо вони стикаються з втечею акації. Таким чином, мурахи освітлюють полог і забезпечують для своєї акації нормальний режим освітлення. Експерименти підтвердили, що якщо знищити мурах, акація швидко гине від шкідників. Відомо безліч інших «екзотичних» варіантів мутуалізму: відносини африканської птиці медоуказчик і капского медоеда (птах знаходить бджолине гніздо, а медоед розкриває його), риби-клоуна і актиній (риба ховається в колонії актиній сама, але охороняє її від ворогів), риб-чистильників і їх «клієнтів» та ін
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "§ 24. мутуалізму" |
||
|
||