Informacja wstępna: Pomiędzy organizmami w obrębie jednego gatunku oraz między organizmami różnych gatunków występują zależności, które mogą mieć charakter antagonistyczny lub nieantagonistyczny. Oddziaływania te można rozpatrywać na poziomie osobników, populacji oraz gatunków.
Konkurencja zachodzi wtedy, gdy osobniki tego samego gatunku lub różnych gatunków korzystają z tych samych zasobów środowiska, czyli ich nisze ekologiczne w pewnym stopniu się pokrywają. Sprawia to, że organizmy rywalizują ze sobą, np. rośliny konkurują o światło, wodę i sole mineralne, a zwierzęta - o pokarm czy miejsce do rozrodu.
Źródło: (klik!) - Samce lwy walczą o samicę. |
W stadzie wilków (Canis lupus), liczącym nawet 30 osobników, rozmnażają się tylko dominujący samiec i dominująca samica. Podczas posiłków również występuje ścisła hierarchia w dostępie do upolowanej zdobyczy.
Źródło: fakty.interia.pl/ Panther Media/East News - Wataha wilków; zdj. ilustracyjne.
Więcej na temat konkurencji wewnątrzgatunkowej możesz przeczytać w poniższych artykułach:
Konkurencja roślin: Rośliny nie mogą atakować i przestraszyć swych rywali. Posiadają jednak inne metody rywalizacji. Walczą przede wszystkim o światło, wodę i wolną przestrzeń.
|
U roślin konkurencja wewnątrzgatunkowa prowadzi zwykle do samoprzerzedzenia. Polega ono na tym, że osobniki, które przegrywają konkurencję giną, przez co zwiększa się dostęp do zasobów dla pozostałych osobników. Proces ten rozpoczyna się od rozprzestrzenienia nasion na terytorium roślin - kiełkujące pędy nie mogą rozwijać się w ten sam sposób - niektóre rosną aktywniej, inne wolniej. Wysokie drzewa z rozpostartymi koronami oddzielają inne drzewa od dostępu światła, zabierając całą energię słoneczną, a ich potężne korzenie blokują drogę do składników odżywczych. W ten sposób małe i słabe rośliny wysychają i umierają.
Konkurencja ma wpływ na wygląd roślin - przedstawiciele jednego gatunku mogą się znacznie różnić, w zależności od stopnia izolacji od innych gatunków. Dobrym przykładem jest dąb. Oddzielnie rośnie, ma szeroką, rozłożystą koronę. Dolne gałęzie są silne i dobrze rozwinięte, nie różnią się od wierzchołków. W lesie, między innymi drzewami, niższe gałęzie nie mogą otrzymać wystarczającej ilości światła i umrzeć, więc dąb nabywa wąską, wydłużoną koronę zamiast korony kulistej.
U niektórych gatunków roślin, np. u pałki szerokolistnej, osobniki konkurujące o miejsce wydzielają do środowiska substancje zwane substancjami allelopatycznymi, które hamują wzrost oraz rozwój innych osobników. Zjawisko to nosi nazwę allelopatii ujemnej.
Źródło: mimuw.edu.pl - Samoprzerzedzenie w monokulturze sosnowej (wg Czarnowskiego, 1978, dane z Ejtinger 1946, pochodzą z eksperymentalnego lasu pod Moskwą).
Polecam ciekawą prezentację na temat dynamiki lasu i prób zastosowania matematyki w ekologii lasu - Jerzego Szwagrzyka z Insytutu Ekologii i Hodowli Lasu Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, dostępna ---> tutaj (klik!).
|
Źródło: pxhere.com - Samotny dąb o kulistej koronie. |
U niektórych gatunków roślin, np. u pałki szerokolistnej, osobniki konkurujące o miejsce wydzielają do środowiska substancje zwane substancjami allelopatycznymi, które hamują wzrost oraz rozwój innych osobników. Zjawisko to nosi nazwę allelopatii ujemnej.
Samoprzerzedzenie można prześledzić na przykładzie monokultury sosny, w której osobniki sadzi się w równych odstępach. Osobniki słabsze przegrywają konkurencję z silniejszymi o dostęp do soli mineralnych i światła.
Def. Allelopatia (z gr. allelon - "wzajemny" i pathos - "cierpienie") - jest to szkodliwy lub korzystny wpływ substancji chemicznych wydzielanych przez rośliny lub grzyby, lub pochodzących z ich rozkładu na wzrost innych organizmów w bezpośrednim otoczeniu, głównie roślin i bakterii. Wydzielane substancje pobudzają lub hamują kiełkowanie i wzrost innych gatunków roślin w sąsiedztwie. Widoczne jest to zjawisko dobrze w lesie, gdy pod niektórymi roślinami brak jest runa leśnego.
Termin "allelopatia" został
wprowadzony do nauki w 1937 r. przez austriackiego profesora Hansa Molischa (Molisch 1937). Użył on pojęcia allelopatii do
określenia wzajemnego oddziaływania pomiędzy organizmami roślinnymi, poprzez wydzielanie związków chemicznych. Przez lata
termin ten ewoluował, ponieważ autorzy
znajdowali kolejne organizmy zdolne do oddziaływań allelopatycznych. Rice (1979) do
tej definicji włączył mikroorganizmy i uznał
zarówno pozytywny, jak i negatywny efekt
wydzielanych związków chemicznych na poszczególne gatunki roślin. Definicja allelopatii czasami obejmuje również obronę przed
drapieżnikami. Natomiast Inderjit i Dakshini (1994) wskazali, że aktywność allelopatyczna występuje również w środowisku
wodnym, także pomiędzy sinicami i mikroglonami. W 1996 r. International Allelopathy Society (IAS 1996) uzgodniło definicję
allelopatii przyjmując, że jest to każdy proces, w którym substancje chemiczne wydzielane przez organizmy oddziałują na rozwój
innych gatunków roślinnych i zwierzęcych
(Legrand i współaut. 2003). Ta definicja nie
tylko zawiera pozytywny i negatywny wpływ
tych związków na inne organizmy, lecz również włącza zjawisko koewolucji (Hairston i
współaut. 2001). Obecnie uważa się, że allelopatia leży u podstaw specjalnej strategii
organizmów, która ma za zadanie odstraszanie, ograniczanie lub eliminowanie konkurentów, w tym drapieżników, żyjących
w danym ekosystemie (Granéli i współaut.
2008a). Wtórne metabolity, które są produkowane i wydzielane do środowiska naturalnego przez różne organizmy, są nazwane
związkami allelopatycznymi (Leflaive i Ten-
-Hage 2007).
--> Konkurencja międzygatunkowa: Konkurencja międzygatunkowa zachodzi pomiędzy osobnikami należącymi do różnych gatunków. W świecie zwierząt dotyczy ona m.in. miejsc rozrodu czy schronienia przed drapieżnikami. Przykładowo, ssaki takie jak żołędnice, popielice i wiewiórki konkurują ze sobą o dziuple opuszczone przez ptaki. Rośliny konkurują ze sobą o światło, substancje mineralne, wodę, a także o zapylające je zwierzęta. Konkurencja międzygatunkowa, podobnie jak konkurencja wewnątrzgatunkowa, może odbywać się także na drodze chemicznej. Polega ona wtedy na wytwarzaniu oraz wydzielaniu przez organizm do środowiska substancji allelopatycznych. Na przykład żyto wydziela kwasy hydroksamowe, które wpływają hamująco na rozwój ogórka i cebuli. Podobnie grzyby z rodzaju Penicilium wydzielają do podłoża antybiotyki, które hamują rozwój bakterii.
Konkurencja międzygatunkowa może prowadzić do ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurentów lub do całkowitego wyparcia konkurenta z zajmowanego miejsca. W przypadku ograniczenia niszy ekologicznej u gatunku słabszego dochodzi m.in. do: zmiany miejsca schronienia, zmiany miejsca rozrodu lub zmiany pokarmu.
Przykładów ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurentów dostarczają eksperymenty prowadzone na roślinach. Zaobserwowano m.in., że wysiane oddzielnie dwa gatunki przytulii: przytulia szorstkoowockowa i przytulia hercyńska, mogą rosnąć zarówno na glebach o odczynie kwaśnym, jak i na glebach o odczynie zasadowym. Jeżeli jednak wysieje się je razem, na każdej glebie dominować będzie jeden gatunek. Na glebie kwaśnej będzie to przytulia hercyńska, a na glebie zasadowej - przytulia szorstkoowockowa.
Wyparcie - Wyparcie jednej z konkurujących populacji polega na tym, że jej liczebność zaczyna spadać, aż wreszcie populacja zostaje wyeliminowana z danego terenu. Wyparcie populacji z niszy ekologicznej nie następuje jednak w wyniku bezpośredniego ataku lub wydzielania toksycznych substancji. Zwycięstwo odnoszą te osobniki, które efektywniej wykorzystują zasoby pokarmowe i szybciej się rozmnażają. Dzieje się tak wtedy, gdy nisze ekologiczne gatunków się pokrywają. Jest to zgodne z zasadą konkurencyjnego wypierania, która mówi, że dwa gatunki konkurujące o te same zasoby nie współwystępują na danym terenie.
Roślinożerność:
Roślinożerność jest najczęściej spotykaną formą oddziaływań między organizmami.Roślinożercy zjadają zwykle tylko niektóre części roślin, co umożliwia roślinom przetrwanie. Jednak uszkodzone osobniki mogą zginąć, przegrywając z nieuszkodzonymi osobnikami konkurencję o zasoby środowiska lub nie przeżywając ataku pasożytów. W ten sposób roślinożercy wpływają na zmniejszenie liczebności populacji roślin. Niekiedy roślinożercy mogą doprowadzić także do wyniszczenia całej populacji. Tak dzieje się w przypadku masowych pojawów roślinożerców, np. szarańczy wędrownej. Z tego powodu niektórzy naukowcy uznają roślinożerność za jedną z form drapieżnictwa.
Def. Masowy pojaw - wzrost populacji określonego gatunku do liczebności wielokrotnie przekraczającej stan przeciętny.
Szarańcza wędrowna (Locusta migratoria) to roślinożerny owad, pojawiający się masowo co kilka lat na terenie m.in. Afryki i Australii. W trakcie wędrówki na duże odległości zjada on wszystkie napotkane rośliny uprawne, krzewy i trawy.
Def. Fitofag (gr. phytos - roślina, phagein - jeść) = roślinożerca.
JAKA JEST ODPOWIEDŹ ROŚLIN???
Dobór naturalny doprowadził do wykształcenia przez rośliny mechanizmów obronnych przed zgryzaniem. Wytworzyły one bowiem kolce, włoski parzące, trujące związki, np. alkaloidy, glikozydy i inne . Większość roślinożerców nie trawi celulozy i żyje w związku z tym w symbiozie z bakteriami i protistami.
Ciekawostka: Roślinożercy mają również pozytywny wpływ na rośliny. Na przykład przez zjadanie liści, zmniejszają łączną ich powierzchnię, dzięki czemu rośliny mają większy dostęp do światła. W ten sposób roślinożercy zmniejszają konkurencję wśród roślin.
Zagadnienie: Wzajemna regulacja liczebności roślin i roślinożerców - UWAGA: To zagadnienie bardzo często pojawia się na Egzaminie Maturalnym z biologii - należy umieć wyjaśnić na czym owa regulacja polega na podstawie analizy wykresu takiego jak ten, który znajduje się poniżej.
Roślinożercy i rośliny regulują nawzajem swoją liczebność. Gdy roślinożerców jest zbyt dużo, nadmiernie zgryzają rośliny, co powoduje ograniczenie ich wzrostu. To z kolei prowadzi do śmierci części roślinożerców z powodu braku pokarmu. Spadek liczebności roślinożerców pozwala odrodzić się populacji zjadanych przez nie roślin. Opisana zależność między roślinożercą a rośliną ma charakter ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Przystosowania roślinożerców do zjadania roślin: Pokarm roślinny zawiera niewiele związków wysokoenergetycznych i budulcowych, a dużo niestawnego cukru - celulozy. Dlatego roślinożercy mają szereg przystosowań anatomicznych, które umożliwiają im rozdrabnianie, trawienie i zjadanie dużych ilości pokarmu niemal przez cały dzień. Z kolei odróżnianie roślin jadalnych od trujących jest możliwe dzięki odpowiednim przystosowaniom behawioralnym.
Źródło: Alchetron.com - Hans Molisch. |
Źródło: scholaris.pl |
Źródlo: murator.pl - artykuł pt. "Allelopatia, czyli jakie rośliny siać i sadzić obok siebie, a jakie nie". |
--> Konkurencja międzygatunkowa: Konkurencja międzygatunkowa zachodzi pomiędzy osobnikami należącymi do różnych gatunków. W świecie zwierząt dotyczy ona m.in. miejsc rozrodu czy schronienia przed drapieżnikami. Przykładowo, ssaki takie jak żołędnice, popielice i wiewiórki konkurują ze sobą o dziuple opuszczone przez ptaki. Rośliny konkurują ze sobą o światło, substancje mineralne, wodę, a także o zapylające je zwierzęta. Konkurencja międzygatunkowa, podobnie jak konkurencja wewnątrzgatunkowa, może odbywać się także na drodze chemicznej. Polega ona wtedy na wytwarzaniu oraz wydzielaniu przez organizm do środowiska substancji allelopatycznych. Na przykład żyto wydziela kwasy hydroksamowe, które wpływają hamująco na rozwój ogórka i cebuli. Podobnie grzyby z rodzaju Penicilium wydzielają do podłoża antybiotyki, które hamują rozwój bakterii.
Jeśli chcesz się dobrze nauczyć modelu konkurencji to polecam bardzo ciekawą prezentację z wykładu dla studentów wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego - "Interakcje. Konkurencja" - kliknij i zobacz! - Jest dużo matematyki, wykresów, itd. Informacje przejrzyste, dobrze układają się w głowie.
Konkurencja międzygatunkowa może prowadzić do ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurentów lub do całkowitego wyparcia konkurenta z zajmowanego miejsca. W przypadku ograniczenia niszy ekologicznej u gatunku słabszego dochodzi m.in. do: zmiany miejsca schronienia, zmiany miejsca rozrodu lub zmiany pokarmu.
Przykładów ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurentów dostarczają eksperymenty prowadzone na roślinach. Zaobserwowano m.in., że wysiane oddzielnie dwa gatunki przytulii: przytulia szorstkoowockowa i przytulia hercyńska, mogą rosnąć zarówno na glebach o odczynie kwaśnym, jak i na glebach o odczynie zasadowym. Jeżeli jednak wysieje się je razem, na każdej glebie dominować będzie jeden gatunek. Na glebie kwaśnej będzie to przytulia hercyńska, a na glebie zasadowej - przytulia szorstkoowockowa.
Wyparcie - Wyparcie jednej z konkurujących populacji polega na tym, że jej liczebność zaczyna spadać, aż wreszcie populacja zostaje wyeliminowana z danego terenu. Wyparcie populacji z niszy ekologicznej nie następuje jednak w wyniku bezpośredniego ataku lub wydzielania toksycznych substancji. Zwycięstwo odnoszą te osobniki, które efektywniej wykorzystują zasoby pokarmowe i szybciej się rozmnażają. Dzieje się tak wtedy, gdy nisze ekologiczne gatunków się pokrywają. Jest to zgodne z zasadą konkurencyjnego wypierania, która mówi, że dwa gatunki konkurujące o te same zasoby nie współwystępują na danym terenie.
Roślinożerność:
Roślinożerność jest najczęściej spotykaną formą oddziaływań między organizmami.Roślinożercy zjadają zwykle tylko niektóre części roślin, co umożliwia roślinom przetrwanie. Jednak uszkodzone osobniki mogą zginąć, przegrywając z nieuszkodzonymi osobnikami konkurencję o zasoby środowiska lub nie przeżywając ataku pasożytów. W ten sposób roślinożercy wpływają na zmniejszenie liczebności populacji roślin. Niekiedy roślinożercy mogą doprowadzić także do wyniszczenia całej populacji. Tak dzieje się w przypadku masowych pojawów roślinożerców, np. szarańczy wędrownej. Z tego powodu niektórzy naukowcy uznają roślinożerność za jedną z form drapieżnictwa.
Def. Masowy pojaw - wzrost populacji określonego gatunku do liczebności wielokrotnie przekraczającej stan przeciętny.
Szarańcza wędrowna (Locusta migratoria) to roślinożerny owad, pojawiający się masowo co kilka lat na terenie m.in. Afryki i Australii. W trakcie wędrówki na duże odległości zjada on wszystkie napotkane rośliny uprawne, krzewy i trawy.
Def. Fitofag (gr. phytos - roślina, phagein - jeść) = roślinożerca.
JAKA JEST ODPOWIEDŹ ROŚLIN???
Dobór naturalny doprowadził do wykształcenia przez rośliny mechanizmów obronnych przed zgryzaniem. Wytworzyły one bowiem kolce, włoski parzące, trujące związki, np. alkaloidy, glikozydy i inne . Większość roślinożerców nie trawi celulozy i żyje w związku z tym w symbiozie z bakteriami i protistami.
Ciekawostka: Roślinożercy mają również pozytywny wpływ na rośliny. Na przykład przez zjadanie liści, zmniejszają łączną ich powierzchnię, dzięki czemu rośliny mają większy dostęp do światła. W ten sposób roślinożercy zmniejszają konkurencję wśród roślin.
Zagadnienie: Wzajemna regulacja liczebności roślin i roślinożerców - UWAGA: To zagadnienie bardzo często pojawia się na Egzaminie Maturalnym z biologii - należy umieć wyjaśnić na czym owa regulacja polega na podstawie analizy wykresu takiego jak ten, który znajduje się poniżej.
Roślinożercy i rośliny regulują nawzajem swoją liczebność. Gdy roślinożerców jest zbyt dużo, nadmiernie zgryzają rośliny, co powoduje ograniczenie ich wzrostu. To z kolei prowadzi do śmierci części roślinożerców z powodu braku pokarmu. Spadek liczebności roślinożerców pozwala odrodzić się populacji zjadanych przez nie roślin. Opisana zależność między roślinożercą a rośliną ma charakter ujemnego sprzężenia zwrotnego.
- Przystosowania anatomiczne: Przystosowania te dotyczą głównie budowy zębów i przewodu pokarmowego. Przykładowo gryzonie (m.in. wiewiórki, świstaki, koszatki) mają ostre siekacze, które umożliwiają im rozgryzanie gałęzi lub orzechów. Zęby te stale rosną, co zapobiega ich zupełnemu ścieraniu się w kontakcie z twardym materiałem roślinnym. Z kolei u przeżuwaczy (m.in jeleni, żyraf, łosi i żubrów) zęby trzonowe są szerokie, co umożliwia rozcieranie twardej tkanki roślinnej. Trawienie pokarmu roślinnego ułatwiają przeżuwaczom czterokomorowy żołądek i wydłużone jelito cienkie. Większość roślinożerców nie trawi celulozy, dlatego żyje w symbiozie z bakteriami i protistami zwierzęcymi (dawniej zwanymi pierwotniakami). Budowa żołądka przeżuwacza według Pawła Hosera - "Fizjologia organizmów z elementami anatomii człowieka":
Żwacz - tutaj znajdują się orzęski symbiotyczne; następuje tu również trawienie celulozy.
Trawieniec - tu trawione są pozostałe składniki pokarmowe, np. białka.
W żołądku przeżuwaczy największą częścią jest żwacz. W 1 ml znajdującej się tam treści pokarmowej może żyć ok. 10 mln bakterii.
--> U żyrafy (Giraffa sp.) przystosowania anatomiczne obejmują m.in. chwytne, grube wargi i olbrzymi, mięsisty język, za którego pomocą zwierzę sięga po liście i młode pędy akacji.
--> Larwy motyla piędzika przedzimka (Operophtera brumata) żerują głównie na liściach dębu (Quercus), które zawierają trującą taninę. Ponieważ młode liście mają mniej tej substancji, larwy pojawiają się wiosną. Kiedy liście stają się starsze, larwy przepoczwarzają się.
- Przystosowania behawioralne: Przystosowania behawioralne obejmują nie tylko zdolność odróżniania roślin jadalnych od roślin trujących, lecz również umiejętność odróżniania jadalnych części roślin od części zawierających więcej substancji trujących. Niektóre zwierzęta, aby uniknąć szkodliwych związków, dopasowują swój cykl życiowy do czasu ich występowania w roślinie.
Drapieżnictwo: Drapieżniki atakują, zabijają i zjadają swoje ofiary. Zgodnie z tą definicją drapieżnikami są mięsożercy - drapieżniki właściwe, którzy zabijają i zjadają inne zwierzęta. Niekiedy do drapieżników zalicza się również roślinożerców spasających rośliny oraz pasożyty żyjące kosztem swoich żywicieli. Zwykle drapieżniki właściwe są większe od ofiar lub mają podobną wielkość. Ich łupem padają najczęściej osobniki najsłabsze w danej populacji, dlatego osobniki, które przeżyły atak, mają większą przestrzeń życiową i większy dostęp do pokarmu. Prowadzi to więc pośrednio do zmniejszenia się konkurencji wewnątrzgatunkowej wśród ofiar. Zmniejszenie liczebności ofiar oznacza także większą dostępność pokarmu dla innych gatunków o podobnych wymaganiach pokarmowych, czyli zmniejsza konkurencję międzygatunkową. Dzięki osłabieniu konkurencji międzygatunkowej na jednym terenie może występować więcej gatunków, co pozwala utrzymać tam różnorodność gatunkową. Drapieżniki pełnią więc w przyrodzie funkcję regulacyjną.
Mechanizmy obronne roślin przed roślinożercami: Rośliny bronią się przed roślinożercami, stosując głównie obronę aktywną (chemiczną lub mechaniczną) lub obronę bierną.
- Obrona mechaniczna: Polega na wytwarzaniu elementów takich jak kolce lub ciernie, które mają zniechęcić roślinożercę. Kolce są twardymi, ostro zakończonymi wyrostkami wytwarzanymi m.in. przez róże. Ciernie są przekształconymi organami, np. liści lub łodyg. Występują u wielu roślin, m.in. kaktusów, wilczomleczy, berberysu, robinii akacjowej i głogu. Kolce w odróżnieniu od cierni nie posiadają wiązki przewodzącej. Trudniej jest je również złamać, ponieważ wzmocnione są tkanką podskórną np. drewnem.
--> Kolce dzikiej róży (Rosa canina) chronią pędy,
--> Ciernie tarniny (Prunus spinosa) chronią liście.
- Obrona chemiczna: Polega ona przede wszystkim na wytwarzaniu substancji trujących, odstraszających zapachem lub pogarszających walory smakowe pokarmu. Przykładem tego typu substancji są alkaloidy, m.in. atropina w pokrzyku wilczej jagodzie, nikotyna w tytoniu czy morfina w maku lekarskim.
--> Pokrzyk wilcza jagoda (Atropa belladonna) - jest rośliną, w której organach występują toksyczne alkaloidy, głównie atropina. Jest on silnie trujący dla większości zwierząt.
--> Liście mięty polnej (Mentha arvensis) - zawuerają olejek miętowy, którego zapach działa na zwierzęta odstraszająco. Olejki znajdują się w komórkach tkanki wydzielniczej roślin. Są to mieszaniny ketonów, aldehydów, alkoholi, estrów, itd.
- Obrona bierna roślin: Niektóre rośliny w obronie przed zgryzaniem upodabniają się do otoczenia lub do gatunków unikanych przez roślinożerców.
--> Jasnota biała (Lamium album) - przypomina wyglądem pokrzywę, omijaną przez licznych roślinożerców ze względu na jej parzące włoski.
--> Litopsy (Lithops) - są to rosnące na pustyniach rośliny, które z powodu swojego wyglądy nazywane są żywymi kamieniami.
Układ drapieżnik - ofiara: Drapieżniki i ofiary regulują nawzajem swoją liczebność. Jeśli w wyniku intensywnych polowań liczba ofiar spadnie, to po pewnym czasie, z powodu braku pożywienia zmniejszy się też liczba drapieżników. To z kolei pozwoli odrodzić się populacji ofiar. Rezultatem tych zależności są cykliczne zmiany liczebności obu populacji. Zmiany w układzie drapieżnik - ofiara, podobnie jak w układzie roślinożerca - roślina, mają charakter ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Opisana sytuacja odnosi się do jednego gatunku ofiary i jednego gatunku drapieżnika. Została ona potwierdzona laboratoryjnie. Jest jednak uproszczonym modelem relacji drapieżnik-ofiara, ponieważ w przyrodzie taki dwugatunkowy układ zazwyczaj nie występuje. W naturalnych warunkach drapieżniki odżywiają się osobnikami różnych gatunków, ponadto na liczebność populacji drapieżników i ofiar wpływa wiele innych czynników, np. dostępność pokarmu dla roślinożerców (ofiar). Rzeczywiste relacje zachodzące w przyrodzie w układzie drapieżnik - ofiara można prześledzić na przykładzie zmian liczebności populacji rysia kanadyjskiego i zająca arktycznego w północnej Kanadzie.
Źródło: ekologia.pl - Ryś w swoim naturalnym środowisku - Fot. Schorle/ Wikipedia CC. |
Miłośnikom matematyki stosowanej w naukach biologicznych polecam artykuł "O pewnym ciekawym zastosowaniu modelu drapieżnik-ofiara" autorstwa Urszuli Foryś i Pawła Matejka z czasopisma Delta opublikowany w sierpniu 2014r. Pani Urszula Foryś jest również autorką bardzo ciekawej publikacji pt. "Matematyka w biologii" (zobacz tutaj).
Przystosowania drapieżników do polowań: Przeżycie drapieżników zależy w największym stopniu od skuteczności ich polowania. Dlatego też są one bardzo dobrze przystosowane do wyszukiwania oraz chwytania ofiar.
- Aktywny pościg: Wiele drapieżników najpierw tropi, a następnie goni swoje ofiary. Służą im do tego m.in. dobry wzrok, słuch i węch, a także silnie rozwinięte mięśnie. Dzięki nim mogą przykładowo osiągać duże prędkości na krótkich dystansach (np. gepard) lub mniejsze prędkości na długich dystansach (np. likaon). Likaony (Lycaon pictus) potrafią ściagać swoją ofiarę przez wiele godzin.
- Obezwładnianie ofiary: Drapieżniki często paraliżują swoje ofiary jadem (np. węże, skorpiony) lub ogłuszają uderzeniem, np. żaba obezwładnia ofiarę uderzeniem długiego języka, wyrzucanego w stronę ofiary z dużą prędkością.
- Skorpiony (Scorpiones) mają na końcu odwłoka kolec jadowy, którym atakują m.in. pająki i owady. Wypływający z niego jad paraliżuje ofiary.
Źródło: Wikipedia. Hottentotta tamulus. |
- Pułapki: Niektóre drapieżniki zastawiają na swoje ofiary pułapki. Część pająków (np. krzyżak ogrodowy) buduje sieci łowne. Rośliny mięsożerne, które również są drapieżnikami, wykształciły specjalne liście pułapkowe. Łapią za ich pomocą drobne zwierzęta (głównie owady, pająki i ślimaki). Jest to konieczne, ponieważ rośliny te rosną na glebach ubogich w azot i w ten sposób uzupełniają jego niedobory.
- Dzbanecznik (Nepenthes sp.) - jest rośliną mięsożerną, która wytworzyła liście pułapkowe. Wabi do nich słodkim nektarem m.in. owady. Liście dzbanecznika: Są one kształtu dzbankowatego z wieczkiem, napełnione płynem trawiennym, działają jak pułapki, do których wpadają owady. Wielkość dzbanka różni się w zależności od gatunku rośliny (mogą mieć od kilku do nawet kilkudziesięciu centymetrów). Dzbanek posiada tzw. kołnierzyk zwany też obrzeżem, który pokryty jest śliską, zwabiającą owady, substancją. Zwabiony owad siada na obrzeżu i zaczyna spożywać tę substancję, po czym wpada do środka pułapki i zanurza się w cieczy trawiennej, z której nie może się już wydostać. Tam jest powoli rozkładany i jego składniki odżywcze są wchłaniane przez roślinę (są to głównie azotany, które są roślinie potrzebne). Dzbanki posiadają dodatkowo klapkę (tzw. wieczko), która jest tuż nad kołnierzykiem. Dzięki wieczku dostaje się do dzbanka mniej wody deszczowej, a to zapobiega rozcieńczeniu przez nią cieczy trawiennej.
- Atak z ukrycia: Niektóre zwierzęta (np. jaguar) skradają się i podchodzą blisko do ofiary, a następnie rzucają się na nią z zaskoczenia. Inne (m.in. murena i szczupak) czekają przyczajone na dogodny moment do ataku.
- Strzelczyk indyjski (Toxotes jaculatrix) - w warunkach naturalnych poluje, wyrzucając strumień wody z pyska w stronę owadów odpoczywających na roślinach. Oszołomiona ofiara spada do wody, gdzie staje się łupem drapieżnika. Strumień wody powstaje w tubie, uformowanej z języka zaczepionego o rowek w podniebieniu. Woda zostaje wyrzucona z pyska przez wysokie ciśnienie spowodowane skurczem komory skrzelowej. Długość wystrzeliwanego przez rybę strumienia wody może osiągać nawet 1,6 metra. Na poniższym filmie Strzelczyk indyjski w akcji :)
Pasożytnictwo: Pasożytnictwo jest to zazwyczaj relacja, w której jeden organizm, nazywany pasożytem, żyje kosztem drugiego organizmu, nazywanego żywicielem. Pasożyt jest zwykle mniejszy od żywiciela, stanowiącego dla niego źródło pokarmu, a często również środowisko życia. Zwykle obecność pasożyta nie prowadzi do śmierci żywiciela, ponieważ nie byłoby to dla pasożyta korzystne. Osłabia jednak żywiciela, który z tego powodu może np. stać się łatwiejszym celem dla drapieżnika. Pasożyty, podobnie jak roślinożercy i drapieżniki, redukują liczebność populacji gatunków, na których pasożytują. Atakują zwykle osobniki słabsze i mniej odporne, przez co zmniejszają konkurencję wewnątrz- i międzygatunkową wśród żywicieli. Gatunki pasożytnicze występują we wszystkich pięciu królestwach: bakterii, protistów, roślin, grzybów i zwierząt.
Ciekawostka: Niekiedy pasożyty prowadzą do śmierci swoich ofiar. Tak jest np. u baryłkarzy (owadów z rzędu błonkówek), których samice składają jaja do wnętrza ciała gąsienic różnych gatunków motyli. Rozwijające się z nich larwy pożerają tkanki gąsienicy, po czym przeobrażają się w postacie dorosłe.
Istnieją różne kryteria podziałów pasożytów. W zależności od miejsca pasożytowania wyróżnia się:
- Pasożyty zewnętrzne, które występują na powierzchni ciała żywiciela (np. kleszczem wszy, pchły),
- Pasożyty wewnętrzne, które występują we wnętrzu ciała żywiciela (np. tasiemce żyjące w jelitach innych zwierząt).
W zależności od stopnia kontaktu pasożyta z żywicielem wyróżnia się:
- Pasożyty fakultatywne (względne), których kontakt z żywicielem nie jest trwały. Mogę one, w zależności od warunków, pozostawać pasożytami lub żyć poza żywicielem. Przykładami pasożytów fakultatywnych są np. komary i kleszcze, które pasożytują tylko w czasie pobierania pokarmu. Z kolei węgorek jelitowy należący do nicieni, pasożytuje w jelicie cienkim człowieka, choć może też żyć w glebie, odżywiając się szczątkami organicznymi,
- Pasożyty obligatoryjne (bezwzględne), których kontakt z żywicielem jest trwały. Przykładami pasożytów obligatoryjnych są np. przywry, tasiemce i nicienie.
Szczególnym rodzajem pasożytnictwa jest pasożytnictwo lęgowe. Występuje ono np. u kukułki, która składa swoje jajo w gnieździe ptaka innego gatunku, a wyrzuca z niego jedno z jaj właściciela gniazda. W rezultacie jajo kukułki jest wysiadywane przez innego ptaka. Cały ten "proceder'" świetnie sfilmował Artur Homan w filmie "Rytmy natury w Dolinie Baryczy".
Rozprzestrzenianie się pasożytów: Przenoszenie pasożyta z jednego osobnika na drugiego może się odbywać przez kontakty bezpośrednie, np. płciowe, lub pośrednie, z udziałem organizmów trzecich, nazywanych wektorami. Wektorami są najczęściej owady (np. komary, muchy, pchły), a także pajęczaki (np. kleszcze). Ważną rolę w rozprzestrzenianiu się pasożytów odgrywają też okresowe migracje niektórych gatunków żywicieli, np. ryb i ptaków. Do przemieszczania się pasożytów na większe odległości przyczynia się w znacznym stopniu człowiek, który przenosi je w nowe rejony geograficzne w trakcie podróży.
Przystosowania do pasożytnictwa: Przystosowania pasożytów mają na celu skuteczne znalezienie i zainfekowanie żywiciela, a także rozprzestrzenienie osobników potomnych. Obejmują one: przystosowania morfologiczne i anatomiczno-fizjologiczne.
Przystosowania morfologiczne do pasożytnictwa dotyczą przede wszystkim kształtu ciała i obecności narządów czepnych. Kształt ciała pasożyta jest dostosowany do zamieszkiwanego środowiska. Przykładowo, żyjące w jelitach tasiemce i nicienie mają wydłużone ciała, a żyjące w sierści zwierząt pchły - ciała bocznie spłaszczone, co ułatwia im przemieszczanie się. Wiele pasożytów, np. tasiemce i pijawki, ma też narządy czepne (przyssawki lub haczyki), które umożliwiają im przymocowanie się do żywiciela. Z kolei wesz ludzka ma krótkie, haczykowato zagięte odnóża, służące do chwytania włosa.
Przystosowania anatomiczno-fizjologiczne: Dotyczą m.in.
- Zredukowania układu pokarmowego, u pasożytów wchłaniających stawione substancje pokarmowe całą powierzchnią ciała (np. tasiemców),
- Występowanie złożonego cyklu rozwojowego, który wymaga obecności wielu żywicieli. Umożliwia to znaczne zwiększenie zasięgu występowania pasożyta (np. bruzdogłowiec szeroki),
- Zdolności do oddychania beztlenowego, co umożliwia pasożytowanie w jamach ciała żywiciela (np. nicienie, przywry, tasiemce),
- Zwielokrotnienia narządów rozrodczych, co zwiększa liczbę produkowanych jaj (np. tasiemce, u których każdy z licznych członów ciała, posiada męskie oraz żeńskie narządy rozrodcze i produkuje ok. 100 tys. jaj).
Bibliografia i źródła:
- Podręcznik "Biologia na czasie 3" - F. Dubert, M. Jurgowiak, M. Marko-Worłowska, W. Zamachowski. Numer ewidencyjny w wykazie MEN: 564/3/2014.
- "Oddziaływania allelopatyczne sinic i mikroglonów w środowisku wodnym" - Sylwia Śliwińska Wilczewska, Adam Latała - "Komos - Problemy nauk biologicznych" - tom 66, numer 2, str. 217-224. Kliknij i przeczytaj,
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz