Биотические взаимоотношения популяций в экосистемах

Как известно, между популяциями разных видов в экосистеме возникают трофические, топические, форические и фабрические связи. На основе этих связей формируются различные биотические взаимоотношения, которые могут по-разному отражаться на численности и жизнеспособности популяций разных видов в экосистеме.

Американский эколог Ю. Одум предложил классифицировать биотические взаимоотношения по характеру их влияния на взаимодействующие виды. Согласно этой классификации любое взаимоотношение можно описать с помощью сочетания двух символов, показывающих его последствия для видов. Символ «0» означает отсутствие заметных для вида последствий данного взаимоотношения. Польза для вида от взаимодействия с другим видом обозначается символом «+», а отрицательное влияние — символом «-». Используя эти символы, характеристику наиболее распространенных в экосистеме типов взаимоотношений видов представим в таблице:

Классификация биотических взаимоотношений
Тип взаимоотношений Вид А Вид Б Характеристика взаимодействия
Конкуренция Прямое и непрямое подавление обоих видов при дефиците общего ресурса
Паразитизм + Паразит получает пользу, а хозяин угнетается
Хищничество + Хищник получает пользу, а жертва несет урон
Комменсализм + 0 Вид А получает пользу, а виду Б это взаимодействие безразлично
Мутуализм + + Взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно

Для регуляции численности популяций в экосистеме наибольшее значение имеют такие взаимоотношения, как конкуренция и хищничество.

Конкуренция (от лат. concurrentia — соперничество) — взаимоневыгодный тип взаимоотношений между видами со сходными потребностями. Она проявляется либо в форме агрессии, когда организмы вступают в прямую, открытую борьбу (прямая конкуренция), либо в форме косвенной конкуренции за ресурс. В результате прямой конкуренции особи уничтожают друг друга путем прямого нападения. Например, серая крыса крупнее и агрессивнее черной, в схватках чаще одерживает верх. Поэтому в поселениях человека в Европе серая крыса почти вытеснила черную. В случае косвенной конкуренции численность популяций обоих видов снижается вследствие гибели особей из-за недостатка общего ресурса. Примером может служить конкуренция между растениями разных видов за свет, воду и минеральные вещества. Было замечено, что близкородственные виды с одинаковыми потребностями, как правило, не существуют вместе. Один вид (более конкурентоспособный) вытесняет другой (менее конкурентоспособный). Этот принцип важно учитывать при вселении видов в другую среду.

Хищничество — тип взаимоотношений видов разных трофических уровней, когда один вид (хищник) живет за счет другого (жертвы) в результате его умерщвления и поедания. По сути дела к этому типу взаимоотношений можно отнести все варианты трофических связей. Однако когда в качестве жертвы выступают растения, то эти взаимоотношения называют растительноядностью. В ходе эволюции хищник и жертва параллельно эволюционируют, приспосабливаясь друг к другу (коэволюция). Примерами хищничества являются взаимоотношения: паук — муха, сова — мышь, удав — кролик, каракатица — рыба-иглобрюх и др.

Совокупность таких взаимоотношений, как паразитизм, комменсализм и мутуализм, называют симбиозом.

Симбиоз (от греч. symbiosis — совместная жизнь) — длительное сожительство двух или нескольких видов, извлекающих из него взаимную или одностороннюю пользу. Основой для симбиоза могут быть трофические и топические связи. При этом каждый из симбионтов либо может жить самостоятельно, либо один из них (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельно существовать не может. По характеру отношений между партнерами выделяют три типа симбиоза.

Паразитизм (от греч. parasitos — нахлебник) — тип взаимоотношений организмов разных видов, из которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника пищи. Паразитизм возник на основе трофических и топических связей. Паразит всегда меньше хозяина, он ослабляет, но не уничтожает хозяина, иначе погибнет сам. Паразитизм распространен среди мелких организмов — вирусов, бактерий, грибов. Встречается и среди некоторых растений (повилика, заразиха), червей и др. В ходе эволюции формируются взаимные приспособления паразита и хозяина (коэволюция). Примерами паразитизма могут служить следующие взаимоотношения: аскарида — человек, печеночный сосальщик — крупный рогатый скот, фитофтора — томаты.

Паразитизм, так же как хищничество и конкуренция, играет важную роль в регуляции численности популяций в природе. Неразумное вмешательство в эти взаимоотношения часто наносит вред природе и человеку.

Комменсализм (от лат. commensalis — сотрапезник) — тип взаимоотношений, при котором один вид извлекает пользу, не принося ни вреда, ни пользы другому виду. Если взаимоотношения возникают на основе трофических связей, то такая форма комменсализма называется нахлебничеством. Например, птицы питаются остатками пищи крокодилов, а песцы доедают остатки трапезы белого медведя. Если же виды взаимодействуют на основе топических связей, то это проявление комменсализма называется квартирантством. Например, рыбы-прилипалы и водная черепаха, беспозвоночные в гнездах птиц.

Мутуализм (от лат. mutuus — взаимный) — взаимовыгодный и обязательный для жизни хотя бы одного из видов тип взаимоотношений. При нарушении этих взаимоотношений жизнь одного или обоих видов становится невозможной. Примером могут служить отношения клубеньковых бактерий и бобовых растений, шляпочного гриба и древесного растения.

Биотические взаимоотношения имеют большое экологическое значение. Они участвуют в саморегуляции любой экосистемы, помогая сохранить ее устойчивость. Комменсализм обеспечивает максимальное использование пищевых ресурсов и среды обитания. Паразиты и хищники регулируют численность популяций хозяина и жертвы. Жертва, уходя от своего преследователя, расселяется и расширяет свой ареал. Взаимовыгодные взаимоотношения способствуют лучшему выживанию видов, их размножению, то есть поддерживают видовое многообразие.

Биотические взаимоотношения в экосистеме формируются на основе связей между популяциями разных видов. Наибольшее значение для регуляции численности популяции имеют: конкуренция, хищничество, симбиоз (паразитизм, комменсализм, мутуализм). Устойчивость экосистемы обеспечивается благодаря взаимоуравновешиванию этих отношений.