Умблик
11 класс · углублённый
Биология · 11 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 11 класс · Урок 48

Взаимодействия организмов: не только «кто кого ест»

Конкуренция, хищничество и паразитизм связаны с ресурсами, но бывают взаимовыгодные и нетрофические связи. Разберём взаимность, комменсализм, кооперацию, топические, форические и фабрические эффекты, а также условия принципа конкурентного исключения.

Организмы и среда обитания

Федеральная программа · углублённый уровень · 11 класс

Организмы и среда обитания

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Конкуренция
  • Хищничество
  • Паразитизм
  • Симбиоз
  • Мутуализм и кооперация
  • Комменсализм: квартирантство и нахлебничество
  • Нетрофические топические, форические и фабрические связи
  • Принцип конкурентного исключения
Знаки эффекта для двух участников− / − Конкуренция+ / − Хищничество+ / + Мутуализм+ / 0 Комменсализм− / 0 Аменсализм0 / 0 НейтрализмНоль означает «эффект не выявлен в заданных условиях», а не полное отсутствие связи.
Знаки взаимодействия описывают эффект при выбранных условиях; реальная связь может меняться в зависимости от среды и стадии жизни.

Как это устроено

Знаки +, − и 0 в школьной таблице описывают влияние на выбранный показатель в определённых условиях. Один и тот же вид может быть полезен или вреден партнёру на разных стадиях или при разной доступности ресурсов. «Ноль» не означает, что эффект принципиально невозможен; его могли не обнаружить. Поэтому реальную связь изучают наблюдениями и экспериментами, а не только названием.

Конкуренция бывает прямой и через использование общего ресурса; хищник обычно уничтожает добычу, паразит часто живёт за счёт хозяина дольше. Но границы экологических категорий не всегда резкие. Мутуализм может быть обязательным или факультативным, а кооперация в школьных схемах часто используется для факультативной взаимной выгоды. Симбиоз в широком современном употреблении включает и паразитические связи, поэтому в ответе следует оговаривать словарь курса.

Топические связи меняют условия среды, форические обеспечивают перенос, фабрические — материал для сооружения. Они могут существовать одновременно с пищевыми связями и меняют пространственную структуру сообщества. Например, дерево даёт птице место для гнезда, затеняет травы и формирует опад; нельзя классифицировать всю связь одним словом без вопроса, какой эффект изучаем.

Принцип конкурентного исключения следует из моделей и подтверждается в некоторых опытах при достаточно сходных нишах и стабильном ограничивающем ресурсе. В реальных сообществах виды могут разделять время, пространство или способ использования пищи, а условия постоянно меняются. Поэтому обнаружение двух похожих видов рядом не «опровергает экологию», а требует исследования их ниш и динамики.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Биотическое взаимодействие

Воздействие организмов друг на друга, меняющее их выживание, рост или размножение в определённой среде.

Пример: Два вида растений затеняют друг друга при дефиците света.

Конкуренция

Отрицательное влияние особей друг на друга при использовании ограниченного ресурса, прямое или опосредованное.

Пример: Растения двух видов уменьшают друг другу доступную воду из общей почвы.

Внутривидовая и межвидовая конкуренция

Конкуренция между особями одного либо разных видов соответственно.

Пример: Проростки одного вида конкурируют за свет, а соседний вид добавляет межвидовую конкуренцию.

Хищничество

Взаимодействие, при котором один организм ловит и использует другого как пищу, обычно уничтожая добычу.

Пример: Паук поедает пойманное насекомое.

Паразитизм

Длительное или повторяющееся использование хозяина паразитом с отрицательным эффектом для хозяина, не обязательно немедленно смертельное.

Пример: Клещ питается кровью хозяина и может передавать возбудителей заболеваний.

Симбиоз

Тесное длительное сосуществование организмов разных видов; в разных учебных традициях термин используют широко для различных эффектов или уже для взаимовыгодности, поэтому смысл следует уточнять.

Пример: Лишайник объединяет гриб и фотосинтезирующего партнёра с комплексными отношениями.

Мутуализм

Взаимодействие, от которого оба партнёра получают положительный эффект при оговорённом сравнении.

Пример: Растение получает перенос пыльцы, а опылитель — пищу в конкретной системе.

Кооперация

Взаимополезное взаимодействие, которое в школьной классификации часто обозначает необязательную для выживания связь; обязательность нужно проверять по виду и среде.

Пример: Два вида могут усиливать добывание пищи вместе, но способны жить раздельно.

Комменсализм

Связь, при которой один партнёр получает выгоду, а измеримого влияния на другого в выбранных условиях не обнаружено; нулевой эффект трудно доказать абсолютно.

Пример: Птица использует дерево для гнезда без заметного эффекта на его рост.

Квартирантство и нахлебничество

Исторические школьные названия форм комменсализма: использование жилья/опоры другого организма либо его пищевых остатков.

Пример: Один организм селится в убежище другого или поедает оставшиеся им части пищи.

Топическое взаимодействие

Изменение одним организмом физических условий существования другого без обязательного поедания.

Пример: Крона дерева меняет освещённость и влажность подлеска.

Форическое взаимодействие

Перенос одним организмом другого организма или его расселительных структур.

Пример: Семена с крючками переносятся на шерсти животного.

Фабрическое взаимодействие

Использование организмом материалов или структур другого организма для построения собственного убежища или сооружения.

Пример: Птица использует растительные волокна при строительстве гнезда.

Принцип конкурентного исключения

В простых устойчивых условиях два вида с полностью одинаковым использованием одного ограничивающего ресурса не могут бесконечно долго сосуществовать без различий ниш или иных механизмов.

Пример: В лабораторной системе один вид может вытеснить другой; в природе неоднородность среды допускает сосуществование.

Пример по шагам

Одна птица строит гнездо из веточек дерева и живёт на нём, а дерево заметно не меняет рост. Какие связи можно назвать и что нельзя доказать?

  1. Использование веточек для гнезда — фабрическая связь.
  2. Использование дерева как места жизни — топическая связь; при отсутствии измеримого эффекта возможно описание как комменсализма.
  3. Нельзя по одному наблюдению доказать абсолютное отсутствие всякого влияния на дерево в любых условиях.

Вывод: Одна пара организмов может быть связана несколькими способами.

Практическая работа

Сеть связей по опубликованному описанию лесного участка

  1. Выберите готовую схему 5–6 видов и выпишите наблюдаемые связи отдельно от предположений.
  2. Покажите разными цветами пищевые, топические, форические и фабрические связи; для пары укажите возможную смену знака эффекта.
  3. Для конкурирующих видов предложите измерение разделения ресурсов во времени или пространстве.

Что можно заключить: Экологическое взаимодействие определяется наблюдаемым эффектом и контекстом, а не названием видов само по себе.

Безопасность: Не нарушайте гнёзда, не переносите животных и паразитов и не собирайте живые сообщества; работайте с опубликованными данными.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.