§ 50. Биотические факторы среды

Определения и обозначения

Биотические факторы среды — воздействия живых организмов друг на друга и на условия существования сообщества. Например, дерево затеняет почву, а бактерии разлагают опавшие листья. Это понятие помогает увидеть, что среду изменяют не только температура и вода, но и сами организмы.

Внутривидовые и межвидовые отношения — взаимодействия соответственно между особями одного вида и между особями разных видов. Сосны могут конкурировать между собой, а сосна и ель — соперничать за свет. Такое разделение показывает, кто именно участвует в связи.

Конкуренция — борьба организмов за ограниченные ресурсы, при которой ухудшается положение обоих участников. Ресурсом может быть пища, вода, свет, убежище или место для размножения. Определение позволяет отличить конкуренцию от любого случайного вредного влияния.

Симбиоз — тесное совместное существование организмов разных видов, при котором взаимодействие может быть взаимовыгодным или выгодным для одного участника. Поэтому симбиоз не всегда означает пользу для обоих: нужно отдельно оценить результат для каждого вида. Знаки «+», «−» и «0» показывают пользу, вред или отсутствие заметного влияния.

Как это устроено

Растения, животные, грибы и микроорганизмы становятся факторами среды, когда изменяют условия жизни или используют другие организмы. Растения создают тень, выделяют вещества, служат пищей и укрепляют почву корнями. Животные опыляют цветы, разносят семена, поедают растения и регулируют численность других видов, а грибы и бактерии разлагают остатки и возвращают вещества в круговорот.

Прямое биотическое воздействие возникает при непосредственном контакте или использовании другого организма: волк ловит зайца, а паразит поглощает вещества хозяина. Косвенное влияние проходит через промежуточное звено. Например, уменьшение хищников увеличивает число травоядных, из-за чего сокращается растительность и меняются условия для насекомых и почвенных организмов.

По результату взаимодействия для участников выделяют пользу, вред и отсутствие заметного влияния. Польза обозначается знаком «+», вред — «−», а нулевой результат — «0». Так, при хищничестве хищник получает пищу, а жертва погибает, тогда как при нейтрализме два вида живут рядом, почти не влияя друг на друга.

Конкуренция появляется, когда организмы используют один и тот же недостаточный ресурс. Чем меньше доступной пищи, света, воды или убежищ, тем сильнее соперничество и тем труднее каждому участнику выжить и размножиться. Внутривидовая конкуренция идёт между особями одного вида, а межвидовая — между представителями разных видов, имеющими сходные потребности.

При хищничестве один организм ловит и поедает другой, а при паразитизме получает ресурсы от хозяина длительное время, обычно не убивая его сразу. Мутуализм приносит пользу обоим видам, комменсализм — одному при почти нейтральном результате для другого, аменсализм — вред одному при отсутствии заметного влияния на другой. Эти связи ограничивают или поддерживают численность организмов, поэтому помогают сообществу сохранять относительное равновесие.

Основные типы биотических взаимодействий

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите участников, затем выясните, что получает или теряет каждый из них. После этого подберите подходящие знаки и проверьте, связан ли случай с общим ограниченным ресурсом.

Особенно важно различать хищничество и паразитизм: при первом добыча обычно быстро погибает, а при втором хозяин долго остаётся источником пищи. Один и тот же вид может участвовать в разных отношениях с разными организмами.

Разбор задач

Задача 1. Определите тип взаимодействия между волком и зайцем и укажите влияние этого отношения на численность обеих популяций. В условии один организм использует другого как пищу. Нужно не только назвать связь, но и проследить её популяционный результат.

1. Волк ловит и поедает зайца, поэтому это хищничество.
2. Для волка связь выгодна: он получает энергию и пищу, поэтому ставим знак «+».
3. Для зайца связь вредна, так как часть особей погибает; ставим знак «−». При увеличении числа волков численность зайцев обычно снижается, а при сокращении добычи уменьшается и численность волков.

Ответ: взаимодействие — хищничество, его обозначение — +/−. Хищники сдерживают численность зайцев, а доступность зайцев влияет на численность волков.

Задача 2. Сравните конкуренцию между соснами одного леса и конкуренцию между сосной и елью за свет и воду. В обоих случаях общий ресурс ограничен, поэтому результат для соперников отрицательный. Различие нужно искать в принадлежности участников к видам.

1. Две сосны относятся к одному виду, значит, это внутривидовая конкуренция.
2. Сосна и ель относятся к разным видам, значит, это межвидовая конкуренция.
3. В обоих случаях растения используют свет и воду, которых может не хватать, поэтому обозначение остаётся −/−.

Ответ: сосны конкурируют внутривидово, а сосна и ель — межвидово. Внутривидовая борьба часто сильнее, потому что особи одного вида имеют почти одинаковые потребности.

Задача 3. Проанализируйте цепь: сокращение численности хищников — увеличение численности травоядных — уменьшение растительности — изменение условий жизни других видов. Требуется определить не одну связь, а последовательность косвенных последствий. Каждое следующее изменение возникает из предыдущего.

1. Когда хищников становится меньше, они поедают меньше травоядных, поэтому численность травоядных возрастает.
2. Увеличившиеся стада сильнее объедают растения, и растительный покров сокращается.
3. Изменение растительности влияет на тень, влажность, почву и количество пищи, поэтому меняются условия для насекомых, грибов и других организмов.

Ответ: это пример косвенного биотического воздействия. Изменение одной популяции через пищевые и конкурентные связи вызывает последствия для нескольких звеньев сообщества.

Типичные ошибки

Ошибка: считать биотическими факторами только действия животных. Её допускают, потому что движение и охота заметнее процессов в почве или на растениях. Проверьте себя: спросите, может ли растение, гриб или микроорганизм изменить жизнь другого организма.

Ошибка: путать хищничество и паразитизм. Причина — оба отношения имеют обозначение +/− и при обоих один организм получает пищу за счёт другого. Проверка простая: хищник обычно быстро убивает добычу, а паразит длительно живёт на хозяине или внутри него.

Ошибка: называть любое совместное существование симбиозом с одинаковой пользой. Совместная жизнь сама по себе не показывает результат для участников. Определите для каждого знак: пользу, вред или отсутствие заметного влияния.

Ошибка: считать конкуренцией любое негативное влияние одного вида на другой. Конкуренция возникает только тогда, когда участники используют общий ограниченный ресурс. Если ресурс не является общим, ищите хищничество, паразитизм или другой тип связи.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны понятия среды обитания, популяции, вида, сообщества и пищевой цепи. Они помогают определить участников взаимодействия и место связи в экосистеме. Без представления о пищевых цепях трудно проследить косвенные последствия.

Биотические факторы связаны с абиотическими: живые организмы изменяют световой, водный, газовый и почвенный режимы. Например, растения затеняют почву, удерживают влагу и влияют на состав воздуха. Поэтому граница между влиянием живой и неживой природы в экосистеме постоянно взаимодействует.

Знания о связях организмов нужны при изучении экосистем, пищевых сетей и динамики численности популяций. Они помогают объяснять последствия исчезновения вида и выбирать способы охраны биоразнообразия. Сохранение одного организма может поддерживать множество связанных с ним видов.

Что запомнить

• Биотические факторы — это влияние живых организмов друг на друга.
• Взаимодействия бывают внутривидовыми и межвидовыми.
• Конкуренция возникает при борьбе за ограниченные ресурсы.
• Хищник получает пользу, а добыча испытывает вред.
• Паразит получает пользу, обычно не уничтожая хозяина сразу.
• Взаимовыгодные отношения обозначают знаком +/+.
• Биотические связи поддерживают взаимозависимость и равновесие в сообществах.