Министерство  и образование науки Российской Федерации 
 
 
 
 

Курсовая  работа

По экологии

На тему: «Мутуализм как форма межвидовых контактов» 
 
 
 
 
 

. 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2011г.

 

 
Содержание

Содержание 2

Введение 3

1.Общая характеристика взаимоотношений  между организмами в биоценозе 4

2.Мутуализм 13

3.Примеры мутуалистических взаимоотношений 16

3.1.Примеры мутуализма, включающего поведенческие взаимосвязи 17

3.2. Мутуализм, включающий разведение растений или животных 21

3.3. Мутуализм при опылении 25

3.4. Мутуализм с участием организмов, населяющих пищеварительный тракт 30

3.5. Симбионты, живущие в тканях или клетках животных 37

3.6. Мутуализм высших растении и грибов — микориза 38

4. Эволюция субклеточных  структур при симбиозе Мутуализм — возможный источник эволюции эукариот. 40

5. Модели мутуализма 42

6. Некоторые общие черты жизнедеятельности мутуалистов 43

Заключение 46

Список литературы 48 
 
 

  
 
 
 

 

Введение

      Данная  работа посвящена рассмотрению в природе такого типа взаимоотношения, как мутуализм.

        Для меня эта тема в первую  очередь интересна тем, что  почти все живые существа в  природе, так или иначе, вовлечены в этот тип взаимодействия,  следовательно, мутуализм наиболее распространенный тип отношений между организмами. Некоторые типы взаимоотношений (рассмотренные ниже) могут со временем стать мутуалистическими отношениями, в то время как редко мутуализм может перейти в паразитизм, например.

      В своей работе я рассмотрела мутуализм  и его типы, примеры перехода от сотрудничества к симбиотическому  мутуализму. Небольшую главу посвятила  роли мутуализма в эволюции.

      В конце представлены некоторые общие  черты жизнедеятельности мутуалистов.

 

         1.Общая характеристика взаимоотношений между организмами в биоценозе

      Начну свою  работу с классификации и краткого описания этих взаимоотношении  в биоценозе.

      Каждый  организм в биоценозе занимает определенное пространство, которое называют экологической  нишей. Экологическая ниша — место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования (Хрусталев, Матишов, 1996). Важно подчеркнуть, что эта ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в сообществе, определяемое его экологическими функциями. Ю. Одум (1975) образно представил  экологическую нишу как занятие, «профессию» организма в той системе видов, к которой он принадлежит, а его местообитание — это «адрес» вида.

      Знание  экологической ниши позволяет ответить на вопросы. как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается (Дажо, 1975).Модель экологической ниши, предложенная Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов толерантности восстановить перпендикуляры, то ограниченное ими пространство и будет соответствовать экологической нише данного вида (рис. 1). Экологическая ниша — это область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго.

Рисунок 1 - Модель экологической ниши (по Г.Е. Хатчинсону)

      Например, для существования наземного  растения достаточно определенного  сочетания температуры и влажности, и в этом случае можно говорить о двумерной нише. Для морского животного уже необходимо кроме  температуры еще как минимум  два фактора — соленость и  концентрация кислорода — тогда  уже следует говорить о трехмерной нише (рис. 1), 
и т. д. На самом деле этих факторов множество и ниша многомерна.

      Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе, — реализованной.

      Реализованная ниша — это та часть фундаментальной ниши, которую данный вид. популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе. Конкуренция, по Ю. Одуму (1975,1986), — отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же (табл.1). Межвидовая конкуренция — это любое взаимодействие между популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши.

      Классификация биотических взаимодействий популяций двух видов приведена в табл.1.

      В таблице 1 «О» означает, что популяция  не испытывает никакого влияния при  взаимодействии видов;  « + » —  что она получает пользу от взаимодействия видов; «-» — что она испытывает отрицательное влияние такого взаимодействия.

 

      Не  существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но есть близкородственные виды, часто  настолько сходные, что им требуется, по существу, одна и та же ниша. В этом случае, когда ниши частично перекрываются, возникает особо жесткая конкуренция, но в конечном итоге нишу занимает один вид. Явление экологического разобщения близкородственных (или сходных по иным признакам) видов получило название принципа конкурентного исключения, или принципа Гаузе, в честь ученого, доказавшего его существование экспериментально в 1934 г. (рис. 2).

   

Рисунок 2 - Динамика популяций инфузорий Paramecium aurelia(1) и Paramecium caudatum (2),культивируемых при регулярном  добавлении в среду одного и того же количества пищи: а-изолированные популяции каждого вида; б- совместно культивируемые популяции (по Гаузе,19)

      Г.Ф. Гаузе экспериментально исследовал конкуренцию двух видов инфузорий: Paramecium candatum и Paramecium aurelia. Их культивировали раздельно и вместе, используя строго дозированную бактериальную пищу. При раздельном культивировании их численность росла по обычной S-образной кривой, при совместном — побеждали в конкурентной борьбе P. Aurelia (рис. 2). Поражение P. candatum объясняется тем, что она плохо переносила накопление в среде продуктов метаболизма бактерий и размножалась медленнее. Но при смене пищи, например при замене ее на дрожжи, побеждала уже P. candatum, так как в благоприятных для обоих видов условиях она имела преимущество за счет способности к более быстрому размножению и увеличению своей численности.

      Межвидовая  конкуренция за ресурсы может  касаться пространства, пищи, биогенных  веществ и т. п. Именно уменьшение ресурсов приводит к ситуациям, когда мы имеем дело лишь с отрицательными взаимодействиями. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо популяция одного вида замещается популяцией другого вида, а первый вынужден переселиться на другое место или перейти на другую пищу. Если виды живут в разных местах, то говорят, что они занимают разные экологические ниши, если же они живут в одном месте, но потребляют разную пищу, то говорят об их несколько различающихся экологических нишах. Процесс разделения популяциями видов пространства и ресурсов называется дифференциацией экологических ниши (рис. 3).

   

Рисунок 3 - Распределение копытных зверей по ярусам питания в африканской саванне: 1-жираф;2-антилопа геренук;3-антилопа дик-дик; 4-носорог;5-слон;6-зебра;7-гну;8-газель Гранта; 9-антилопа бубал(по де ла Фуэнте,1972)

      Главный результат дифференциации ниш — снижение конкуренции. Например, тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивыми, менее остра конкуренция за ресурсы, численность доминирующего вида, например, регулируется хищником, и т. п. Иными словами, есть множество обстоятельств, при которых разные виды-антагонисты могут сосуществовать. И тем не менее это отрицательные взаимодействия, поскольку взаимовлияние видов остается и не позволяет полностью раскрыть свои возможности каждому из них.

      Нейтрализм — это такая форма биотических взаимоотношений. когда сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом случае вилы не связаны непосредственно друге другом и даже не контактируют между собой. Например, белки и лоси, обезьяны и слоны и т. п. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами сообществ.

      Аменсализм  — это биотические отношения, при которых происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Такие отношения обычно относят к прямой конкуренции и называют антибиозом. Наиболее хорошо они изучены у растений, которые применяют различные ядовитые вещества в борьбе с конкурентами за ресурсы, и данное явление называют аллелопатия.

      Аменсализм  весьма распространен в водной среде. Например, сине-зеленые водоросли, вызывая цветение воды, тем самым отравляют водную фауну, а иногда даже скот, который приходит на водопой. Аналогичные «способности» проявляют и другие водоросли. Они выделяют пептиды, хинон, антибиотики и другие вещества, которые ядовиты даже в малых дозах. Называют эти яды эктокринными веществами.

      Хищничество и паразитизм: отношения хищник — жертва и паразит — хозяин являются результатом прямых пищевых связей, которые для одного из партнеров имеют отрицательные последствия, а для другого — положительные. Все варианты пищевых экологических связей можно отнести к этих типам взаимодействия (в том числе и корова, поедающая траву). Любой гетеротрофный организм в сообществе существует за счет поедания другого гетеро- или автотрофа.

      Хищниками называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умервщляют. Для хищников характерно охотничье поведение. Изобилие насекомых, их малые размеры и легкодоступность превращают деятельность плотоядных хищников, обычно птиц, в простое «собирательство» добычи, подобно тому как собирают семена, зерна птицы, питающиеся ими. Насекомоядные хищники по способу овладения  пищей приближаются к пастьбе травоядных животных. Некоторые птицы могут питаться и насекомыми и семенами.