Быт

Систематизировать знания учащихся о типах взаимодействия живых организмов между собой; сформировать умение определять типы взаимоотношений у организмов разных. Формы биотических связей

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Цель урока: систематизировать знания учащихся о типах взаимодействия живых организмов между собой; сформировать умение определять типы взаимоотношений у организмов разных систематических групп.

Изучение нового материала:

I . Биотические факторы – совокупность всех влияний организмов друг на друга.

Влияние одних организмов на другие зависит от:

видового разнообразия сообществ;
численности особей в популяциях;
плотности популяций и пространственного распределения особей в популяциях;
возрастного состава популяций;
полового состава популяций;
продолжительности жизни особей в популяциях.

Воздействие биотических факторов может носить как прямой, так и косвенный характер.

Прямое влияние имеет место, когда организмы непосредственно контактируют друг с другом, оказывая взаимное воздействие (+ или −).

Косвенное влияние – опосредованное влияние (через изменение факторов неживой природы или другие организмы), например, когда одно животное вытаптывает растения, являющиеся источником пищи для другого.

Различают внутривидовые и межвидовые взаимоотношения между организмами.

Внутривидовые – проявляются на популяционном уровне.

Межвидовые – взаимоотношения, которые возникают между особями разных видов. Для организма данного вида они могут быть:

позитивными – полезными;
негативными – вредными;
нейтральными – безразличными.

II . Симбиоз (от греч. сим - совместно и биос - жизнь) - это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов (т.е. это взаимодействие, главным условием которого является определенная степень сожительства, а не взаимная польза ).

Чаще под «симбиозом» понимают совместное взаимовыгодное сожительство организмов, т.е. одну из форм позитивных взаимоотношений между организмами.

Типы симбиотических отношений:

1. Кооперация (протокооперация) (лат. cooperatio - сотрудничество) – вид взаимовыгодного сожительства, при котором польза для всех организмов очевидна, но связь их не обязательна.

Примеры кооперации:

Поселяется в пустой раковине моллюска и возит на себе актинию, увеличивая пространство, используемое актинией для ловли добычи. Рак успешно питается остатками жертв актинии.

Мурены и губанчики-чистильщики.
Носороги и воловьи птицы.
Буйволовые скворцы и буйволы.
Рыбки-клоуны и актинии.
Муравьи и тля («Муравьи пасут этих насекомых, доят их, как коров, добывая себе пропитание, и защищают их от хищников»).
Муравьи и акация (муравьи, селящиеся в полых шипах акации, уничтожают вредные для нее вьющиеся растения, которые попадаются им на пути во время патрулирования территории вокруг своего дерева. За такую защиту акация угощает своих телохранителей сладким соком).
Насекомые-опылители и насекомоопыляемые растения.

2. Мутуализм (лат. mutuus – взаимный) – взаимополезное сожительство организмов, при котором присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них.

Примеры мутуализма:

лишайники – симбиотические организмы – сожительство гриба и водоросли;
клубеньковые бактерии и бобовые растения;
жвачные животные (олени, жирафы, антилопы, крупный рогатый скот, овцы и козы) и микроорганизмы (бактерии, простейшие, грибы), расщепляющие целлюлозу в рубце;
микориза – грибокорень (за счёт развитого мицелия увеличивается поглощающая поверхность корня и усиливается поступление в растение воды и питательных веществ. Грибы-микоризообразователи, вероятно, способны разлагать некоторые недоступные растению органические соединения почвы, вырабатывают вещества типа витаминов и активаторы роста. Гриб же использует некоторые вещества (возможно, углеводы), извлекаемые им из корня растения. При разведении леса на почве, не содержащей грибов-микоризообразователей, в неё вносят в небольших количествах лесную землю, например при посеве желудей - землю из старой дубравы);
взаимоотношения узкоспециализированных к опылению растений (инжир, купальница) с опыляющими их насекомыми;
термиты и жгутиконосцы, живущие в кишечнике термитов и использующие их в качестве среды обитания (жгутиконосцы переваривают несъедобную древесину, превращая ее в питательные вещества для термитов).

3. Комменсализм (лат. con – вместе, mensa – стол: буквально «у стола», «за одним столом») – взаимоотношения между двумя организмами разных видов, выгодные для одного из них и никак не влияющие на другого.

Примеры комменсализма:

а) нахлебничество:

рыба-лоцман и акулы, черепахи, дельфины;
рыба-прилипала и крупные морские животные;
гиены и львы;
грифы и львы;

б) квартиранство:

растения-эпифиты (орхидеи, лишайники, мхи) и древесные растения;
мальки рыб пикши и трески и медуза цианея;
птицы, грызуны и членистоногие (используют микроклимат гнезд и нор, а также остатки пищи);
рыба-горчак, откладывающая икру в мантийную полость моллюска беззубки;

в) сотрапезничество – потребление разных веществ или частей из одного и того же ресурса:

бактерии-сапрофиты и высшие растения (бактерии перерабатывают органические вещества из первичных растительных остатков, а высшие растения потребляют оставшиеся минеральные соли);
насекомоядное растение непентес и личинки комаров-кулицид (личинки защищены от переваривающего действия ферментов непентеса и питаются насекомыми, попавшими в ловчие кувшинчики непентеса).

III . Антибиоз (от др.-греч. анти – против, биос – жизнь) – форма взаимоотношений организмов, при которых представители обоих видов или один из них испытывают отрицательное влияние

Или – антагонистические отношения видов, когда один организм ограничивает возможности другого, невозможность сосуществования организмов.

Типы антибиотических взаимоотношений:

1. Хищничество – способ добывания пищи живым организмом одного вида путем поимки, умерщвления и поедания организмов другого вида.

К такому типу экологических отношений можно отнести все варианты пищевых связей.

Различают:

истинное хищничество – хищничество, при котором хищник тратит много энергии на поиск и овладение жертвой. Истинных хищников отличает особое охотничье поведение (львы, тигры, волки, куницы, акулы и др.);
собирательное хищничество – хищничество, при котором хищник просто ищет и собирает добычу. Такое становится возможным, если численность жертв высока, а их размеры сравнительно малы (насекомоядные птицы и другие животные);
пастбищное хищничество – поедание растительного корма, поиски которого не требуют больших усилий благодаря его изобилию и доступности (стада копытных на лугу; гусеницы, поедающие листья в кроне деревьев и т.п.);
каннибализм – одна из форм хищничества, при которой хищники в условиях ограниченности жизненного пространства и пищевых ресурсов питаются особями своего вида (самки волка и рыси могут поедать свой приплод; пример постоянного каннибализма , возникший в процессе эволюции – поедание самками каракуртов и богомолов оплодотворивших их самцов; пример внутривидовой конкуренции – самцы львов и тигров убивают и поедают детёнышей от другого самца, чтобы завоевать самку).

Между различными формами хищничества существует множество переходных вариантов.

Другие примеры хищничества:

хищные растения (росянка, венерина мухоловка, непентес) и насекомые;
медузы и мелкие морские животные;
морские звезды и моллюски или коралловые полипы;
хищные грибы и нематоды (круглые черви) ("Хищные грибы живут в почве или в воде и охотятся на нематод (круглых червей), амеб, крошечных насекомых (коллембол) и другую мелкую живность. Для ловли добычи хищные грибы используют липкие выделения, благодаря которым мицелий превращается в настоящую ловчую сеть. Для охоты на нематод применяются также ловушки-кольца");

У хищников в процессе естественного отбора выживают особи, обладающие такими качествами, как:

У жертв , активно защищающихся от врагов, также развиваются адаптации в процессе естественного отбора:

хорошо развитые органы чувств,
скорость бега,
инстинкты обманного поведения,
инстинкты затаивания,
поиск убежищ,
покровительственная окраска,
маскировка,
твердые покровы тела,
мимикрия,
способность раздуваться (рыба-иглобрюх) и др. приспособления.

Организм хозяина в свою очередь увеличивает свою сопротивляемость в процессе естественного отбора.

Palatino Linotype – замечательный шрифт

Проработав эти темы, Вы должны уметь:

Дать определения: "экология", "экологический фактор", "фотопериодизм", "экологическая ниша", "среда обитания", "популяция", "биоценоз", "экосистема", "продуцент", "консумент", "редуцент", "сукцессия", "агроценоз".
Приводить примеры фотопериодических реакций растений и, по возможности, животных.
Объяснить разницу между местообитанием популяции и ее нишей. Привести примеры на каждое из этих понятий.
Прокомментировать закон Шелфорда и уметь строить график зависимости организмов от абиотических факторов среды.
Описать пример успешного биологического метода борьбы с вредителями.
Объяснить причины демографического взрыва и возможные последствия, а также значение снижения рождаемости, которое, как правило, следует за снижением смертности.
Построить схему пищевой цепи; правильно указать трафический уровень каждого компонента данной экосистемы.
Построить схему простого круговорота следующих элементов: кислорода, азота, углерода.
Описать события, происходящие при зарастании озера; после вырубки леса.
Указать различия между агроценозом и биоценозом.
Рассказать о значении и структуре биосферы.
Объяснить, каким образом сельское хозяйство, использование ископаемого топлива и производство пластмасс способствуют загрязнению среды и предложить меры для предотвращения этого.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

Тема 18. "Среда обитания. Экологические факторы." глава 1; стр. 10-58
Тема 19. "Популяции. Типы взаимоотношений организмов." глава 2 §8-14; стр. 60-99; глава 5 § 30-33
Тема 20. "Экосистемы." глава 2 §15-22; стр. 106-137
Тема 21. "Биосфера. Круговороты веществ." глава 6 §34-42; стр. 217-290

Буйволов обслуживают обычно утки, цапли и антигонские журавли. Буйволы очень любят воду, и, когда, погрузившись по самые глаза и ноздри, лежат в реке или болоте, утки плавают около них, а журавли важно шагают вокруг на длинных ногах, вдруг замирают, прицеливаются и молниеносно склевывают муху или слепня с бычьего глаза или носа. Но склевывают так осторожно, что не причиняют буйволу никакого вреда, тот только фыркает от удовольствия. Цапли и утки иногда забираются к буйволам на спины и охотятся там.

А на спине у африканского слона нередко занимаются мушиной охотой сразу пять белых цапель и десяток личинкоедов. Эти птички - самые верные друзья копытных. Они окружают их стаями, ползают и вверх и вниз по жирафам, слонам, антилопам, зебрам и носорогам, словно поползни по деревьям, и собирают дань из насекомых, с которыми замученные мошкарой звери расстаются с большой охотой.

Волоклюи, или буфагусы, их называют также носорожьими птицами, конкурируя с личинкоедами, добывают себе пропитание на спинах носорогов, антилоп, буйволов, верблюдов и домашних лошадей и коров.

В Южной Америке в роли волоклюев выступают так называемые лодкохвосты, а в Северной - воловьи птицы, или молотрусы.

Внешне молотрусы похожи на дроздов, но к своим родительским обязанностям относятся не лучше кукушек: птенцов не высиживают, а подбрасывают яйца в чужие гнезда. (Кстати, и крокодилий друг - кулик плавианус тоже не насиживает своих яиц, а зарывает их в горячий песок.) Весь досуг воловьих птиц поглощают заботы о лошадях, коровах, мулах, бизонах и прочем домашнем и диком скоте. Известный американский зоолог и писатель Сетон-Томпсон первый обратил внимание на удивительное содружество воловьих птиц и бизонов. Он заметил, что зимой эти пташки не улетают далеко от бизоньих стад. Бизон для них и столовая, и квартира с отоплением: молотрусы "роют" в его густой шерсти ходы и норки, в тепле которых согреваются в мороз и метели. Там же, в глубине волосяных "джунглей", и ночуют.

Копытных животных в Северной Америке бдительно оберегает от мух и завезенная из Африки египетская цапля - большой друг африканских толстокожих.

Теневые птицы и птицы солнечные (трупиалы, скворцы, сороки и синицы) тоже кормятся около копытных животных, отыскивая в их шерсти съедобных насекомых.

Зоологи описали уже много таких птиц-дезинсектикаторов. Перечень их названий занял бы около страницы. Есть даже птицы, которые охотятся за мухами, разъезжая по степям и саваннам на спинах не у зверей, а у других птиц.

Медоед-бортник и медовед-разведчик - замечательная пара. Один находит мед, другой его добывает. Едят вместе.

Медовед - маленькая бурая птичка. Медоед - барсук ратель. Живут они в Африке. Медовед найдет гнездо диких пчел (в Африке многие пчелы, как и шмели, живут в земле) и летит к норе рателя. Трещит, с куста на куст порхает - вызывает из норы барсука. Тот услышит сигнал и вылезает. Медовед ведет его к пчелиному поселению. Перелетит немного вперед и поджидает рателя. Потом дальше летит. Приводит к пчелиному гнезду и прячется на дереве. Барсук разоряет гнездо, ест мед и детку, а медоведу оставляет пустые соты. Но для него воск - находка. Это удивительная птичка, оказывается, может им питаться. Лишь восковая моль, личинки которой живут в пчелиных сотах, оспаривает у медоведа честь воскоеда-уникума.

Зоологи заинтересовались столь невероятными свойствами птички и установили поразительные вещи: в желудке у медоведа обосновался, оказывается, целый мирок симбиотических бактерий и дрожжей. Они-то и разлагают воск, превращая его в жирные кислоты, которые усваивает затем организм птицы.

Негры хорошо знают повадки животных и давно заметили, как медовед водит медоеда к пчелиному гнезду. Стали сами ходить за крикливой пташкой в лес и мед добывать. А медоведу все равно: он и с человеком готов дружить. Чернокожим бортникам - мед, медоведу - воск. Все довольны, все сыты, кроме пчел и рателя, конечно.

Не всегда животных объединяют лишь общие интересы желудка. Иногда одного к другому привлекают соображения, так сказать, безопасности.

В Центральной Америке водятся птицы оропендолы. Они плетут очень сложные, похожие на кувшины гнезда, которые подвешивают к ветвям деревьев. В тропиках за птичьими яйцами охотятся разные лакомки: обезьяны, дикие кошки, ящерицы, змеи, еноты, опоссумы - много их, все отлично лазают по деревьям, и птицам нелегко уберечь от них свое потомство. Но в "кувшины" оропендол хищники забираться не рискуют, потому что всегда рядом с ними висят на ветке опасные шары - гнезда ос. Оропендолы обычно вьют гнезда на ветках, где поселились осы. Своих соседей - птиц осы не трогают, но незваных гостей всегда жалят без пощады.

Содружество ос и оропендол интересно еще и тем, что, как мы видим, пользу от него получают только птицы. Осы же лишь терпят своих соседей. Такие взаимоотношения животных - с односторонней выгодой - называют карпозом.

Если оба симбионата весьма заинтересованы друг в друге, а порой и жить друг без друга не могут (как некоторые раки-отшельники и актинии), это уже истинный симбиоз, или мутуализм.

И еще одна разновидность содружества в природе - синойкия. Это когда разнородные организмы никакой заметной пользы друг другу не приносят, но живут вместе. В одной норе, например, как гаттерия и буревестник.

В Новой Зеландии на скалистых островах, где нет людей, живет знаменитая трехглазая ящерица гаттерия, или туатара. Существо это очень древнее, родная тетушка динозавров. Более древнее, чем ящеры-великаны: бронтозавры, ихтиозавры, диплодоки. Чудовища эти давно вымерли, а туатара осталась.

Гаттерии произошли 200 миллионов лет назад от первых рептилий, завоевавших сушу. Вот почему у гаттерии три глаза, ведь когда-то предки всех позвоночных животных - и рыб, и птиц, и зверей, и наши с вами - были трехглазые. Два больших глаза по бокам головы, а третий, поменьше, на темени. Он в небо смотрел. Потом этот глаз за ненадобностью атрофировался, но в виде атавизма появляется иногда у мальков некоторых рыб. Даже у человека на темени, под большими полушариями мозга, сохранился остаток третьего глаза - шишковидная железа, или эпифиз.

А у гаттерий теменной глаз вполне развит: и хрусталик у него есть, и сетчатка. Но видит он плохо, едва отличает свет от тьмы.

Гаттерия - существо во всех отношениях удивительное. Мало того, что она трехглазая, туатара солнца не любит (для пресмыкающихся это необычно), живет под землей и… ведет дружбу с буревестником.

На Новозеландских островах гнездятся тысячи буревестников. Подземные жилища морских скитальцев пришлись гаттерии по душе. Ящерицы (а они не маленькие - до 75 сантиметров в длину) приходят к буревестникам в гости и навсегда остаются у любезных хозяев. Птицы и пресмыкающиеся мирно уживаются. И нередко в одной норе, в глубине хода, на подстилке из листьев живут две семьи - туатара и буревестники. Днем туатара редко покидает подземелье. Иногда, раскопав пол, она откладывает здесь яйца. А в другом углу норы высиживает птенцов самка буревестника. Туатара спит рядом, свернувшись дугой. Птиц и птенцов она никогда не обижает.

Бывает и так: один из симбионтов поселяется не в норе у другого, а… в нем самом, но не вредит ему. Приносит, возможно, даже какую-то пользу, а может быть, и никакой, только живет себе. Такое сожительство называют инквилинизмом.

Много еще примеров симбиоза мы найдем в море. Покинем сушу и последуем в царство Нептуна и… инквилинизма.

Скромные родичи морских звезд - голотурии (китайские гастрономы называют их трепангами) - одни из самых безобидных тварей на Земле. У них нет ни зубов, ни колючек. Лежат эти живые кубышки на дне моря и едят ил.

Природа наделила голотурий чрезвычайно малоэффективным, хотя и весьма своеобразным оружием: они стреляют в хищников своими внутренностями!

Пока хищник пожирает принесенные в жертву внутренности, голотурия удирает. Дней через девять - двенадцать у нее вырастут и новый кишечник, и новые легкие. Снова голотурия сможет принимать пищу и отстреливаться от врагов.

Но есть рыбка, которую голотурия обычно не обстреливает. Рыбка смело к ней приближается и… залезает в голотурию. Рыбка похожа на угря и называется фиерасфером (длина его иногда достигает 20 сантиметров, так что это не очень маленькая рыбка). Подплывает фиерасфер к голотурии и сует в отверстие, которым она дышит, кончик хвоста. Потом начинает извиваться и все глубже и глубже заползает в голотурию. Хвостом вперед ползет и вскоре скрывается в ней целиком.

Иногда не один, а сразу три-четыре квартиранта поселяются в "животе" у голотурии. Днем рыбки спят, а ночью вылезают и отправляются за добычей. Ловят рачков. Поохотятся и снова плывут в живой дом. Голотурия их впускает. Какая ей от рыбок польза - непонятно. Ученые еще не знают, почему морская недотрога так снисходительна к фиерасферу.

Комменсализм - сотрапезничество, форма симбиоза, при которой один из партнеров системы (комменсал) возлагает на другого (хозяина) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные отношения.

Квартирантство - одна из разновидностей комменсализма. Между некоторыми животными существуют и такие отношения, которые полезны для одной из сторон и безвредны для другой.

Рыба-прилипала, например, при помощи присосок прикрепляется к телу и таким образом передвигается с ней и питается остатками ее добычи. В гнездах птиц, норах обитает большое число видов насекомых и других мелких животных, использующих эти убежища и находящих там пищу. Такие взаимоотношения животных называют квартирантством или нахлебничеством .

Взаимоотношения хищников с их жертвами называются хищничеством.

Хищники имеют большое значение в природе: они сдерживают чрезмерное размножение растительноядных животных и одновременно уменьшают распространение среди них различных болезней.

Конкуренция . Многие животные, населяющие одно и то же местообитание, питаются сходной пищей, занимают одинаковые участки при устройстве гнезд или нор.

В состоянии конкуренции находится большое количество животных.

Внутривидовая конкуренция проявляется в борьбе за существование и проходит очень остро, так как одинаковы и экологическая ниша. Результат конкуренции проявляется в выделении каких-то особых признаков, позволяющих животному выделиться в среде.

Межвидовая конкуренция проявляется между особями экологически близких видов. Возникают антагонистические отношения между родственными видами, когда один вид вытесняет другой. Это приводит к увеличению экологических различий между видами.

Для ответов на задания 29-32 используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания (29, 30 и т.д.), а затем ответ к нему. Ответы записывайте четко и разборчиво.

АРИСТОТЕЛЬ - ОСНОВОПОЛОЖНИК ЗООЛОГИИ

Древнегреческого мыслителя Аристотеля, жившего в 384-322 году до нашей эры, считают «отцом всех наук».

Он был «ученейшим» человеком во всех науках своего времени. Аристотель дал верное объяснение причин появления радуги, определил звук как колебание воздуха, доказал шарообразность Луны.

Его имя навсегда осталось бы в науке, даже если бы он занимался только биологией. Огромный труд Аристотеля «История животных» состоит из десяти томов. В нем он описал 500 видов животных и впервые в науке дал их классификацию. К этому труду Аристотелем было создано приложение из семи атласов по анатомии животных.

Аристотель сделал много зоологических открытий. Он заметил развитие трутней из неоплодотворенных яиц, установил биение сердца у куриного зародыша на третий день его развития в яйце, обнаружил во внутреннем ухе животных особый орган - улитку и многое другое. В «Истории животных» Аристотель заявил, что самка гладкой акулы откладывает яйца в собственное тело, где и происходит их дальнейшее развитие. Около двухсот лет ученые-зоологи смеялись над этой «выдумкой», пока не была доказана правота «отца зоологии».

Знаменитый французский ученый Жорж Кювье (1769-1832) - основатель сравнительной анатомии и палеонтологии, создатель современной классификации животных-писал о том, что не может понять, каким образом человек мог собрать и сравнить такое множество фактов. Имеются сведения, что Аристотель был учителем Александра Македонского, который предоставил в распоряжение своего бывшего воспитателя несколько тысяч человек, которые собирали все, что могла дать охота, ловля птиц, рыболовство.

Аристотель внес в науку идею лестницы существ, на ступенях которой он расположил все природные тела: минералы, растения и животных, по мере нарастания их сложности. На вершину этой лестницы Аристотель поставил человека, отличающегося, по его мнению, от животных наличием интеллекта.

1) Как назывался главный труд Аристотеля по зоологии?

2) Кто является создателем современной классификации животных?

3) Почему Александр Македонский помогал Аристотелю в его исследованиях?

Показать ответ

Правильный ответ должен содержать следующие элементы:

1) «История животных».

2) Жорж Кювье.

3) Аристотель был учителем Александра Македонского.

Пользуясь таблицей «Размеры яйцеклеток животных», ответьте на вопросы и выполните задание.

1) У какого организма, представленного в таблице, самая большая яйцеклетка?

2) Почему размеры яйцеклеток млекопитающих составляют только десятые доли миллиметра?

Показать ответ

Правильный ответ содержит следующие элементы:

1) У страуса.

2) Питательные вещества яйцеклетки у млекопитающих обеспечивают развитие зародыша только на начальной стадии, а затем все необходимые вещества зародыш получает из организма матери.

Рассмотрите таблицы и выполните задания 31 и 32.

Энергетическая и пищевая ценность продуктов