Сообщества. Типы взаимодействия организмов

Пищевые отношения не только обеспечивают энергетические потребности организмов. Они играют в природе и другую важную роль – удерживают виды в сообществах , регулируют их численность и влияют на ход эволюции. Пищевые связи чрезвычайно разнообразны.

Рис. 1. Гепард в погоне за добычей

Типичные хищники тратят много сил на то, чтобы выследить добычу, догнать ее и поймать (рис. 1). У них развито специальное охотничье поведение. Им надо много жертв в течение жизни. Обычно это сильные и активные животные.

Животные-собиратели тратят энергию на поиск семян или насекомых, т. е. мелкой добычи. Овладение найденным кормом для них не представляет труда. У них развита поисковая активность, но нет охотничьего поведения.

Пасущиеся виды не тратят много сил на поиск корма, обычно его достаточно много вокруг, и основное время у них уходит на поглощение и переваривание пищи.

В водной среде широко распространен такой способ овладения пищей, как фильтрация, а на дне – заглатывание и пропускание через кишечник грунта вместе с пищевыми частицами.

Рис. 2. Отношения хищник-жертва (волки и северные олени)

Последствия пищевых связей наиболее ярко проявляются в отношениях хищник – жертва (рис. 2).

Если хищник питается крупными, активными жертвами, которые могут убегать, сопротивляться, прятаться, то в живых остаются те из них, кто делает это лучше других, т. е. имеет более зоркие глаза, чуткие уши, развитую нервную систему, мускульную силу. Таким образом, хищник ведет отбор на совершенствование жертв, уничтожая больных и слабых. В свою очередь, и среди хищников тоже идет отбор на силу, ловкость и выносливость. Эволюционное следствие этих отношений – прогрессивное развитие обоих взаимодействующих видов: и хищника, и жертвы.

Г.Ф. Гаузе
(1910 – 1986)

Российский учёный, основоположник экспериментальной экологии

Если же хищники питаются малоактивными либо мелкими, не способными сопротивляться им видами, это приводит к другому эволюционному результату. Погибают те особи, которых хищник успевает заметить. Выигрывают менее заметные или чем-то неудобные для захвата жертвы. Так осуществляется естественный отбор на покровительственную окраску, твердые раковины, защитные шипы и иглы и другие орудия спасения от врагов. Эволюция видов идет в сторону специализации по этим признакам.

Самый существенный результат трофических взаимосвязей – сдерживание роста численности видов. Существование пищевых отношений в природе противостоит геометрической прогрессии размножения.

Для каждой пары видов хищника и жертвы результат их взаимодействия зависит прежде всего от их количественных соотношений. Если хищники ловят и уничтожают своих жертв примерно с той же скоростью, с какой эти жертвы размножаются, то они могут сдерживать рост их численности. Именно такие результаты этих взаимосвязей чаще всего характерны для устойчивых природных сообществ . Если скорость размножения жертв выше, чем скорость поедания их хищниками, происходит вспышка численности вида. Хищники уже не могут сдерживать его численность. Это тоже временами встречается в природе. Обратный результат – полное уничтожение жертвы хищником – в природе очень редок, а в экспериментах и в нарушенных человеком условиях встречается чаще. Связано это с тем, что с падением численности какого-либо вида жертв в природе хищники переключаются на другую, более доступную добычу. Охота только за редким видом отнимает слишком много энергии и становится невыгодной.

В первой трети нашего века было открыто, что отношения хищник – жертва могут быть причиной регулярных периодических колебаний численности каждого из взаимодействующих видов. Это мнение особенно окрепло после результатов исследований русского ученого Г. Ф. Гаузе. В своих экспериментах Г. Ф. Гаузе изучал, как изменяется в пробирках численность двух видов инфузорий, связанных отношениями хищник – жертва (рис. 3). Жертвой был один из видов инфузорий-туфелек, питающийся бактериями, а хищником – инфузория-дидиниум, поедающая туфелек.

Рис. 3. Ход численности инфузории-туфельки
и хищной инфузории дидиниума

Вначале численность туфельки росла быстрее, чем численность хищника, который вскоре получил хорошую кормовую базу и тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности вида прекратился. А так как дидиниумы продолжали ловить туфелек и размножаться, скоро выедание жертв намного превысило их пополнение, количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать дидиниумы. При некоторых модификациях опыта цикл повторился сначала. Беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь увеличило их обилие, а вслед за ними пошла вверх и кривая численности дидиниумов. На графике кривая численности хищника следует за кривой жертвы со сдвигом вправо, так что изменения их обилия оказываются несинхронны.

Рис. 4. Снижение численности рыб в результате перепромысла:
красная кривая – мировой промысел трески; синяя кривая – то же для мойвы

Таким образом было доказано, что взаимодействия хищника и жертвы могут при известных условиях приводить к регулярным циклическим колебаниям численности обоих видов. Ход этих циклов можно рассчитать и предсказать, зная некоторые исходные количественные характеристики видов. Количественные законы взаимодействия видов в их пищевых связях очень важны для практики. В рыболовстве, добыче морских беспозвоночных, пушном промысле, спортивной охоте, сборе декоративных и лекарственных растений – везде, где человек уменьшает в природе численность нужных ему видов, он с экологической точки зрения выступает по отношению к этим видам в роли хищника. Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

В рыболовстве и промысле необходимо, чтобы при снижении численности видов нормы промысла также уменьшались, как это бывает в природе, когда хищники переключаются на более легко доступную добычу (рис. 4). Если же, наоборот, стремиться всеми силами добывать сокращающийся вид, он может не восстановить свою численность и прекратить свое существование. Таким образом, в результате перепромысла по вине людей уже исчез с лица Земли ряд видов, бывших когда-то очень многочисленными: европейские туры, странствующие голуби и другие.

При случайном или намеренном уничтожении хищников какого-либо вида сначала возникают вспышки численности его жертв. Это тоже приводит к экологической катастрофе либо в результате подрыва видом собственной кормовой базы, либо – распространения инфекционных заболеваний, которые часто бывают гораздо более губительны, чем деятельность хищников. Возникает явление экологического бумеранга, когда результаты оказываются прямо противоположными начальному направлению воздействия. Поэтому грамотное использование природных экологических законов – основной путь взаимодействия человека с природой.

Учитель экологии,

МОУ «Привольненская СОШ»

Тема урока: «Законы и следствия пищевых отношений в природе»

Цель: Изучить законы и следствия пищевых отношений в природе.

Задачи:

1. Ознакомиться с разнообразием и выяснить роль пищевых отношений в природе.

2. Доказать, что пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются одним из важнейших факторов естественного отбора.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания.

III. Изучение нового материала

1. Обеспечение энергетических потребностей организмов.

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая передается всем остальным организмам, создающим пищевую, или трофическую, цепь : от продуцентов к консументам, и так 4-6 раз с одного трофического уровня на другой.

Трофический уровень – место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень – это продуценты, все остальные – консументы: второй уровень – растительноядные консументы, третий – плотоядные консументы, и т. д. Следовательно, и консументов можно раздели по уровням: 1-го, 2-го и т. д. порядка.

Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов (расходы на дыхание), меньшая – на рост, а остальная часть выделяется в виде экскрементов. В итоге, большая часть энергии превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде, а на следующий, более высокий уровень передается не более 10% энергии от предыдущего.

Однако, такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, т. к. трофические цепи переплетаются, образуя трофические сети.

Пример: морские выдры – морские ежи – бурые водоросли .

Различают два вида трофических цепей: 1) цепи выедания (пастбищные), 2) детритные цепи (разложения).

Итак, поток лучистой энергии в экосистеме распределяется по двум видам трофических цепей. Конечный итог – рассеивание и потеря энергии, которая должна возобновляться, чтобы существовала жизнь.

2. Трофические группы.

Заполнение таблицы «Сравнительная характеристика трофических групп» (Приложение 1,2)

2. Дискуссия.

Вопрос . В каком направление идет эволюция видов в случае с типичными хищниками?

Примерный ответ : Прогрессивная эволюция как хищников, так и жертв направлена на совершенствование нервной системы: органов чувств и мышечной системы, так как отбор поддерживает те свойства, которые помогают им спастись от хищников, а у хищников – те, которые помогают в добывании пищи.

Вопрос : В каком направлении идет эволюция в случае собирательства?

Примерный ответ : Эволюция видов идет по пути специализации: отбор у жертв поддерживает признаки, делящие их менее заметными и менее удобными для сбора, а именно покровительственную и предупреждающую окраску, подражательное сходство, мимикрию.

Например, у мельчайших водных коловраток в присутствии других, хищных коловраток вырастают длинные шипы панциря. Эти шипы сильно мешают хищникам заглатывать жертвы, так как буквально встают у них поперек глотки. Такая же защита возникает у мирных рачков дафний – против других хищных рачков. Хищник, захватив дафнию, перебирает ее своими ножками и переворачивает, чтобы выесть с мягкой брюшной стороны. Шипы мешают ему, и добыча часто теряется. Выяснилось, что у жертв шипы вырастают в ответ на присутствие в воде продуктов обмена веществ хищников. Если врагов в водоеме нет, шипы у жертв не появляются.

4. Регуляция численности популяций.

Первое следствие пищевых отношений – происходит регуляция численности популяций.

В 20-е гг. ХХ в. Ч. Элтон обработал многолетние данные пушно-меховой компании по добыче шкурок зайца и рыси в Северной Канаде. Оказалось, что вслед за «урожайными» на зайцев годами, следовали подъемы численности рыси. Элтон обнаружил закономерность этих колебаний, их повторяемость.

В это же время, независимо друг от друга, два математика, А. Лотка и В. Вольтерра, рассчитали, что на основе взаимодействий хищника и жертвы могут возникать колебательные циклы численности обоих видов.

Эти данные нуждались в экспериментальной проверке, за что и взялся.

Демонстрация.

В своих исследованиях Гаузе изучал, как изменяется в пробирках с сенным настоем численность двух видов инфузорий – одного из видов инфузорий-туфелек, питающихся бактериями, и инфузории-дидиниума, поедающей самих туфелек. Вначале численность туфельки (жертвы) росла быстрее численности дидиниума (хищника). Однако при наличии хорошей кормовой базы дидиниум вскоре тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности этого вида прекратился. Количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать и дидиниумы. Когда же число хищников уменьшилось настолько, что они уже почти не влияли на численность жертв, беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь привело к увеличению их численности. Цикл повторился. Так было доказано, что взаимодействия хищник – жертва могут приводить к регулярным циклическим колебаниям их численности.

Второе следствие пищевых отношений – колебания численности происходят циклично.

Приспособления хищника и жертвы возникли в ходе эволюции как результат отбора. Могли ли возникнуть эти приспособления, если бы хищник и жертва не взаимодействовали? (Ответы. ) Таким образом, эволюционные изменения протекают согласованно, т. е. эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого – это называется коэволюцией.

Третье следствие пищевых отношений – между популяциями биологически связанных видов идет коэволюция.

Коэволюция – совместное развитие; протекание двух параллельных процессов, оказывающих значительное взаимное влияние.

Тренинг по заданию: охарактеризовать перечисленные в списке виды, как участников пищевых отношений, и выявить среди них пары, которые могут быть связаны отношениями коэволюции. Список видов (может быть оформлен на доске, продиктован или напечатан на карточках ): тигр, божья коровка, кабан, овод, пиявка, лещ, антилопа, тля, свиной сосальщик, корова.

Вопрос : В каких ситуациях человек выступает в роли типичного хищника? Собирателя по отношению к другим видам?

В природе, когда запасы привычной пищи истощаются, хищник переключается на новый вид пищи. Человек же упорно «преследует» один вид, пока тот не исчезнет с лица Земли. Печальных примеров много: бизоны , туры, дронт… В 70-80-е гг. ХХ в. мировой промысел трески значительно превышал ее воспроизводство, в результате добыча упала в 7–10 раз. При этом резко возросла численность мойвы (главной жертвы трески). Рыбаки переключились на нее и опять перестарались. Треске стало не хватать пищи и взрослые особи стали поедать своих мальков. Численность трески продолжает сокращаться.

«Разумное существо» – человек – не может оценить последствия своей деятельности?! Возникает эффект экологического бумеранга – когда результаты оказываются прямо противоположными начальному направлению воздействия.

Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовывать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

Один из первых примеров успешного применения хищника для подавления численности вредителя – использование божьей коровки родолии в борьбе с австралийским желобчатым червецом.

Сообщение учащегося о применении божьей коровки родолии

против австралийского червеца.

IV. Закрепление материала.

Как вы считаете, нужны ли нам знания биологических законов? Для чего? А какие биологические, экологические закономерности мы сегодня выявили? (Учащиеся повторяют отмеченные следствия пищевых отношений. )

Как яблоко на блюде,
У нас Земля одна.
Не торопитесь люди
Все вычерпать до дна.
Не мудрено добраться
До скрытых тайников,
Разграбить все богатства
У будущих веков.
Мы общей жизни зерна,
Одной судьбы родня.
Нам жировать позорно
В счет будущего дня!
Поймите это, люди,
Как собственный приказ,
Не то Земли не будет
И каждого из нас. (Михаил Дудин)

V. Дом. задание : Ч. - § 9, Кр. - п. 3.3

Приложение 1.

Сравнительная характеристика пищевых групп

Приложение 2.

Хищники Пасущиеся

https://pandia.ru/text/80/204/images/image002_154.jpg" width="420" height="158 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image004_87.jpg" width="378" height="252 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image008_52.jpg" width="236" height="327 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image011_35.jpg" width="240" height="134">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image014_54.gif" width="377" height="153">

Пищевые отношения не только обеспечивают энергетические потребности организмов. Они играют в природе и дру-гую важную роль — удерживают виды в сообществах, регулируют их численность и влияют на ход эволюции. Пищевые связи чрезвычайно разнообразны.

Типичные хищники тратят много сил на то, чтобы выследить добы-чу, догнать ее и поймать. У них развито специальное охотничье поведение.

Львиная охота

Им надо много жертв в течение жизни. Обычно это сильные и активные животные.

Жизненный цикл бычьего цепня

Животные-собиратели тратят энергию на поиск семян или насе-комых, т. е. мелкой добычи. Овладение найденным кормом для них не представляет труда. У них развита поисковая активность, но нет охот-ничьего поведения.

Мышь полевая

Пасущиеся виды не тратят много сил на поиск корма, обычно его достаточно много вокруг, и основное время у них уходит на поглощение и переваривание пищи.

Слон африканский

В водной среде широко распространен такой способ овладения пи-щей, как фильтрация, а на дне — заглатывание и пропускание через ки-шечник грунта вместе с пищевыми частицами.

Мидия съедобная (пример фильтрующего организма)

Последствия пищевых связей наиболее ярко проявляются в отноше-ниях хищник — жертва.

Если хищник питается крупными, активными жертвами, которые могут убегать, сопротивляться, прятаться, то в живых остаются те из них, кто делает это лучше других, т. е. имеет более зоркие глаза, чуткие уши, развитую нервную систему, мускульную силу. Таким образом, хищник ведет отбор на совершенствование жертв, уничтожая больных и слабых. В свою очередь, и среди хищников тоже идет отбор на силу, лов-кость и выносливость. Эволюционное следствие этих отношений — про-грессивное развитие обоих взаимодействующих видов: и хищника, и жертвы.

Если же хищники питаются малоактивными либо мелкими, не спо-собными сопротивляться им видами, это приводит к другому эволюци-онному результату. Погибают те особи, которых хищник успевает заме-тить. Выигрывают менее заметные или чем-то неудобные для захвата жертвы. Так осуществляется естественный отбор на покровительствен-ную окраску, твердые раковины, защитные шипы и иглы и другие ору-дия спасения от врагов. Эволюция видов идет в сторону специализации по этим признакам.

Самый существенный результат трофических взаимосвязей — сдерживание роста численности видов. Существование пищевых отношений в природе противостоит геометрической прогрессии размножения.

Для каждой пары видов хищника и жертвы результат их взаимодейст-вия зависит прежде всего от их количественных соотношений. Если хищ-ники ловят и уничтожают своих жертв, примерно с той же скоростью, с какой эти жертвы размножаются, то они могут сдерживать рост их чис-ленности. Именно такие результаты этих взаимосвязей чаще всего ха-рактерны для устойчивых природных сообществ. Если скорость размно-жения жертв выше, чем скорость поедания их хищниками, происходит вспышка численности вида. Хищники уже не могут сдерживать его чис-ленность. Это тоже временами встречается в природе. Обратный результат — полное уничтожение жертвы хищником — в природе очень редок, а в экспериментах и в нарушенных человеком условиях встреча-ется чаще. Связано это с тем, что с падением численности какого-либо вида жертв в природе хищники переключаются на другую, более доступ-ную добычу. Охота только за редким видом отнимает слишком много энергии и становится невыгодной.

Г. Ф. Гаузе (1910-1986)

В первой трети нашего века было открыто, что отношения хищник — жертва могут быть причиной регулярных периодических колеба-ний численности каждого из взаимодействую-щих видов. Это мнение особенно окрепло после результатов исследований русского ученого Г. Ф. Гаузе. В своих экспериментах Г. Ф. Гаузе изучал, как изменяется в пробирках численность двух видов инфузорий, связанных отношениями хищник — жертва. Жертвой был один из видов инфузорий-туфелек, питающийся бак-териями, а хищником — инфузория-дидиниум, поедающая туфелек.

Вначале численность туфельки росла быст-рее, чем численность хищника, который вскоре получил хорошую кормовую базу и тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности вида прекратился. А так как дидиниумы продолжали ловить туфелек и размножаться, скоро выедание жертв намного превысило их пополне-ние, количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать дидиниумы. При некоторых модификациях опыта цикл повторился сначала. Беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь увеличило их обилие, а вслед за ними пошла вверх и кривая численности дидиниумов. На графике кривая численно-сти хищника следует за кривой жертвы со сдвигом вправо, так что изме-нения их обилия оказываются несинхронны.

Таким образом было доказано, что взаимодействия хищника и жерт-вы могут при известных условиях приводить к регулярным цикличе-ским колебаниям численности обоих видов. Ход этих циклов можно рас-считать и предсказать, зная некоторые исходные количественные характеристики видов. Количественные законы взаимодействия видов в их пищевых связях очень важны для практики. В рыболовстве, до-быче морских беспозвоночных, пушном промысле, спортивной охоте, сборе декоративных и лекарственных растений — везде, где человек уменьшает в природе численность нужных ему видов, он с экологиче-ской точки зрения выступает по отношению к этим видам в роли хищни-ка. Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

В рыболовстве и промысле необходимо, чтобы при снижении числен-ности видов нормы промысла также уменьшались, как это бывает в природе, когда хищники переключаются на более легко доступную до-бычу.Если же, наоборот, стремиться всеми силами добывать сокращающийся вид, он может не восстановить свою численность и пре-кратить свое существование. Таким образом, в результате перепромыс-ла, по вине людей уже исчез с лица Земли ряд видов, бывших когда-то очень многочисленными: американские бизоны, европейские туры, странствующие голуби и другие.

При случайном или намеренном уничтожении хищников какого-либо вида сначала возникают вспышки численности его жертв. Это тоже приводит к экологической катастрофе либо в результате подрыва видом собственной кормовой базы, либо — распространения инфекци-онных заболеваний, которые часто бывают гораздо более губительны, чем деятельность хищников. Возникает явление экологического бумеран-га, когда результаты оказываются прямо противоположными начально-му направлению воздействия. Поэтому грамотное использование при-родных экологических законов — основной путь взаимодействия чело-века с природой.

Рис. 1. Гепард в погоне за добычей

Рис. 2. Отношения хищник-жертва (волки и северные олени)

Последствия пищевых связей наиболее ярко проявляются в отношениях хищник – жертва (рис. 2).

Г.Ф. Гаузе
(1910 – 1986)

Российский учёный, основоположник экспериментальной экологии

Рис. 3. Ход численности инфузории-туфельки
и хищной инфузории дидиниума

Взаимополезные
5

Полезно-нейтральные
8

полезно-вредные
12

Взаимовредные
14

2. ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХ ОТНОШЕНИЙ
Все живые организмы связаны между собой и не могут существовать отдельно друг от
друга, образуя биоценоз, включающий в себя растения, животных и микроорганизмы.
Компоненты окружающей биоценоз среды (атмосфера, гидросфера и литосфера) образуют
биотоп Живые организмы и среда их обитания образуют единый природный комплекс -
экологическую систему.
Постоянный обмен энергией, веществом и информацией между биоценозом и биотопом
формирует из них совокупность, функционирующую как единое целое - биогеоценоз.
Биогеоценоз является устойчивой саморегулирующейся экологической системой, в
которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с
неорганическими (воздух, вода, почва) и представляет собой минимальную составную
часть биосферы.
Термин "биоценоз" ввёл немецкий зоолог и ботаник К. Мёбиус в 1877 году для описания
всех организмов, заселяющих определённую территорию и их взаимоотношений.
Концепция биотопа была выдвинута немецким зоологом Э. Геккелем в 1899 году, а сам
термин "биотоп" ввёл в 1908 году профессор Берлинского зоологического музея Ф. Даль.
Термин "биогеоценоз" в 1942 году ввёл российский геоботаник, лесовод и географ
В. Сукачёв.
17

Любой биогеоценоз является экологической системой Любой
биогеоценоз является экологической системой, однако, не
каждая экологическая система является биогеоценозом
(экологическая система может не включать в себя почву или
растения, например, заселённые в процессе разложения
различными организмами ствол дерева или погибшее
животное).
Различают два вида экологических систем:
1) естественные - созданные природой, устойчивые во
времени и не зависящие от человека (луг, лес, озеро, океан,
биосфера и т.п.);
2) искусственные - созданные человеком и неустойчивые во
времени (огород, пашня, аквариум, теплица и т.п.).
18

Важнейшим свойством естественных экологических
систем является их способность к саморегулированию
- они находятся в состоянии динамического
равновесия, поддерживая свои основные параметры во
времени и в пространстве.
При любом внешнем воздействии, выводящем
экологическую систему из состояния равновесия в ней
усиливаются процессы, ослабляющие данное
воздействие и система стремится вернуться в состояние
равновесия - принцип Ле Шателье – Брауна.
Природную экологическую систему из состояния
равновесия выводит изменение её энергии в среднем на
1% (правило одного процента).
Важнейшим выводом из приведённого выше правила
является ограничение потребления биосферных
ресурсов относительно безопасной величиной в 1%, при
том, что в настоящее время данный показатель
19
примерно в 10 раз выше.

В экологических системах живые организмы В
экологических системах живые организмы связаны между
собой трофическими (пищевыми) связями, по месту в
которых они делятся на:
1) продуцентов, производящих из неорганических веществ
первичные органические (зелёные растения);
2) консументов, не способных самостоятельно производить
органические вещества из неорганических и потребляющих
готовые органические вещества (все животные и
большинство микроорганизмов);
3) редуцентов, разлагающих органические вещества и
преобразующих их в неорганические (бактерии, грибы,
некоторые другие живые организмы).
20

Трофические связи, обеспечивающие перенос энергии и вещества
между живыми организмами, лежат в основе трофической (пищевой)
цепи, образованной трофическими уровнями, заполненными живыми
организмами, занимающими одинаковое положение в общей
трофической цепи. Для каждого сообщества живых организмов
характерна своя трофическая структура, которая описывается
экологической пирамидой, каждый из уровней которой отражает массы
живых организмов (пирамида биомасс), либо их численность (пирамида
чисел Элтона), либо энергию, заключённую в живых организмах
(пирамида энергий).
С одного трофического уровня экологической пирамиды на следующий,
более высокий, передаётся, в среднем, не более 10% энергии - закон
Линдемана (правило десяти процентов). Поэтому трофические цепи,
как правило, включают в себя не более 4–5 звеньев, а на концах
трофических цепей не может находиться большого количества крупных
живых организмов.
Графические модели в виде пирамид разработал в 1927 году британский
21
эколог и зоолог Ч. Элтон.

При изучении биотической структуры экосистем становится
очевидным, что одними из важнейших взаимоотношений
между организмами являются пищевые, или трофические,
связи.
Термин "цепь питания" предложил Ч. Элтон в 1934 году.
Цепи питания, или трофические цепи, - это пути
переноса энергии пищи от ее источника (зеленого
растения) через ряд организмов на более высокие
трофические уровни.
Трофический уровень - это совокупность всех живых
организмов, относящихся к одной звена пищевой цепи.
22

3. ЗАКОНЫ КОНКУРЕНТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ПРИРОДЕ
Совместное проживание на одной и той же территории сходных
видов со сходными же потребностями неминуемо приводит к
вытеснению или полному вымиранию одного из видов.
В опытах Г.Ф.Гаузе были использованы два вида инфузорий:
туфелька хвостатая и туфелька ушастая. Эти два вида питаются
бактериальной взвесью, и если они находятся в разных пробирках,
то прекрасно себя чувствуют. Гаузе помещал данные схожие виды в
одну пробирку с сенным настоем и пришел к следующим
результатам:
- если инфузориям давали бактериальную взвесь, то постепенно
исчезали особи туфельки хвостатой (они более чувствительны к
продуктам жизнедеятельности бактерий), численность туфельки
ушастой также уменьшалась по сравнению с контрольной
пробиркой;
- если в пробирках вместо бактерий использовали дрожжи, то
исчезали особи инфузории ушастой.
33

Г. Ф. Гаузе (1910–1986)
Опыт Гаузе: конкуретное исключение
34

Г.Ф.Гаузе выведен закон конкурентного исключения:
близкие
виды
со
схожими
экологическими
требованиями не могут длительно совместно
существовать.
Из этого следует, что в природных сообществах будут
выживать только те
виды, у которых имеются
различные экологические требования. Особенно
интересны случаи акклиматизации человеком тех
видов, которых в данных экологических условиях
раньше не было. Обычно таки случаи приводят к
исчезновению схожих видов.
35

Однако, в природе может наблюдаться совместное успешное
обитание совершенно схожих видов: синицы после выведения
потомства объединяются в совместные стайки для поиска корма.
Оказалось, что синицы используют для поиска корма различные
места – длиннохвостые синицы обследуют концы ветвей,
синицы – гаички толстые основания ветвей, большие синицы
обследуют и снег, и пни, и кусты.
Кроме того, если экосистемы богаты видами, то вспышек
отдельных видов не происходит. Хуже обстоит дело в тех
экосистемах, где человек, уничтожая один вид, дает возможность
другому виду неограниченно размножаться.
Конкуренция - один из основных типов
взаимозависимости видов, влияющих на состав природных
сообществ.
36

Список литературы
1.Степановских А.С. Общая экология: Учебник для
вузов. М.: ЮНИТИ, 2001. 510 с.
2.Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйшая школа,
1998. 159 с.
3.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи,
популяции и сообщества / Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
Том. 2..
4.Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.
(СВЕТ, циклы)