Koneksi biotik di alam.

Target: mengenalkan siswa pada keragaman hubungan antara organisme hidup dan pentingnya mereka dalam kehidupan spesies.

Waktu pengorganisasian.

Memeriksa pekerjaan rumah.

Jelaskan konsep “bentuk kehidupan” dan “kelompok ekologi”. Apa perbedaannya?

Sifat tubuh apa yang dimiliki beruang kutub dan penguin yang memungkinkan mereka bertahan dalam suhu beku 50°C tanpa mengalami kerusakan?

Mengapa hewan berdarah dingin di daerah kutub bumi hanya sedikit?

Untuk siswa lain - tes (2 pilihan)

Mempelajari materi baru.

Hubungan antara organisme yang berbeda disebut biotik

Langsung tidak langsung.

Kompetisi Predasi

Mutualisme Pengumpul

Merumput. Simbiosis

Netralisme

Saat guru menjelaskan materi baru, siswa mengisi tabel di buku kerjanya (kecuali kolom terakhir):

Jenis hubungan antar organisme dalam biocenosis

Konsolidasi pengetahuan. Latihan: Tentukan jenis hubungan apa yang sedang kita bicarakan.

1. “Hyena mengambil sisa-sisa mangsa yang tidak dimakan singa.”

1. Tupai dan rusa besar, yang hidup di hutan yang sama, hampir tidak memiliki kontak satu sama lain.”

1. “Sudah pada hewan bersel satu, satu spesies bisa dimakan spesies lain, misalnya ciliata predator menyerang ciliate sandal.”

1. “Di sarang semut terdapat serangga yang menjadi makanan semut dan melindunginya dari pemangsa. Serangga tersebut mengeluarkan cairan yang membuat semut bersemangat. Oleh karena itu, semut sering kali membawa serangga dari satu tempat ke tempat lain sambil memegang antenanya. Oleh karena itu, dalam proses seleksi alam, antena menjadi kuat dan kuat..."

1. “...Lichen adalah organisme yang istimewa dan unik. Di bawah mikroskop, serat hifa jamur yang tipis, panjang, tidak berwarna terlihat; dan di antara mereka ada benda hijau bulat - ganggang uniseluler. »

1. “Serangga berciuman yang hidup di daerah tropis ini sangat berbahaya. Ini adalah hewan besar, panjang 1,5 - 3,5 cm, aktif di malam hari. Mereka menghuni gubuk dan rumah batako. Saat menyerang seseorang dalam mimpi, mereka menusuk kulit di dekat mata atau bibir di persimpangan dengan selaput lendir. Setelah meminum darah, serangga tersebut melepaskan setetes air yang mengandung tripanosom, agen penyebab penyakit serius.”

1. “Jamur menghambat pertumbuhan bakteri dengan memproduksi antibiotik.”

Simbiosis (dari bahasa Yunani syn - bersama, bios - kehidupan) adalah hidup bersama yang saling menguntungkan di mana kedua pasangan saling menguntungkan. Dengan demikian, bakteri usus Escherichia hidup di usus manusia, yang memakan isinya dan, pada gilirannya, berkontribusi pada produksi vitamin B, dan juga memiliki kemampuan untuk menekan aktivitas patogen penyakit usus, seperti demam tifoid dan bakteri. disentri.

Perlu diingat bahwa kadang-kadang istilah "simbiosis" digunakan dalam arti luas, menyatukan semua bentuk hubungan antar organisme dengan konsep ini. Dalam hal ini, hidup bersama atau simbiosis yang saling menguntungkan itu sendiri disebut dengan istilah “mutualisme”.

Penginapan merupakan salah satu bentuk komunikasi spasial, karena kedua pasangan dalam hal ini mungkin acuh tak acuh terhadap perilaku satu sama lain atau hanya salah satu pasangan yang mendapat manfaat dari penggunaan organisme atau tempat berlindung pihak lain sebagai habitat. Jadi, liang hewan pengerat digunakan oleh hewan lain (laba-laba, nyamuk, kutu, dll); Beberapa ikan laut muda tinggal di dekat tentakel ubur-ubur dan, jika ada bahaya, bersembunyi di bawah payungnya.

Komensalisme (dari bahasa Prancis commensal - table mate) diekspresikan tidak hanya dalam spasial, tetapi juga dalam hubungan makanan. Salah satu pasangan menggunakan kelebihan atau sisa makanan pasangannya untuk nutrisi, tanpa membahayakan dirinya. Contohnya adalah amuba mulut yang hidup di rongga mulut manusia.

Predasi adalah penggunaan mangsa secara tunggal oleh predator, karena organisme yang digunakan mati.

SUBJEK DAN TUJUAN

vektor, reservoir alami, dan patogen penyakit manusia.

Penderita kerusakan usus dan saluran empedu (giardia flagellata), hati (trematoda, echinococcus dan alveococcus), paru-paru (pulmonary fluke), serta menderita leishmaniasis visceral, malaria, cacingan usus dan akibatnya berupa keracunan , anemia maligna (penyakit cacing tambang, diphyllobothriasis, dll).

Ahli bedah saraf melakukan pembedahan untuk menghilangkan cacing pita babi atau echinococcus yang mempengaruhi otak.

Kepala sekolah ahli helmintologi Soviet, Pahlawan Buruh Sosialis, pemenang Hadiah Lenin dan Negara, Akademisi K. I. Scriabin (1879-1972), mengorganisir institut helmintologi pertama di dunia, yang dinamai menurut namanya selama kehidupan orang-orang terkemuka ilmuwan (All-Union Institute of Helminthology dinamai Acad.

E.N.Pavlovsky (1884 -1965)

K.I. Skryabin), serta Laboratorium Helmintologi Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, yang merupakan pusat teori utama helmintologi umum. Tempat penting dalam penelitian sekolah K. I. Scriabin ditempati oleh langkah-langkah praktis untuk memerangi penyakit cacing. Dia dan banyak muridnya mengembangkan metode untuk mendiagnosis penyakit kecacingan dan mempelajari gambaran klinis dan terapinya. Atas saran K.I. Scriabin, serangkaian tindakan yang bertujuan untuk merawat pasien dengan satu atau beberapa helminthiasis, serta membersihkan lingkungan eksternal dari bahan invasif, disebut obat cacing. KI Scriabin merumuskan doktrin kehancuran - serangkaian tindakan yang bertujuan untuk menghancurkan total jenis cacing tertentu, serta menciptakan kondisi di mana spesies ini tidak dapat muncul kembali. Kehancuran menyiratkan kehancuran cacing sebagai spesies zoologi.

KI Scriabin (1878 -1972)

13.3.2. Konsep pemiliknya

Efek toksik cacing memanifestasikan dirinya pada pasien dalam bentuk kehilangan nafsu makan, penurunan berat badan, anemia, peningkatan kelelahan, insomnia, mual, muntah, penurunan kinerja, diare, dll. Produk limbah beracun cacing tambang menyebabkan keterlambatan pada anak tidak hanya dalam fisik tetapi juga dalam perkembangan mental.

Efek patogenik dari beberapa cacing dikaitkan dengan migrasi (pergerakan) bentuk larva ke seluruh tubuh inang. Selama proses migrasi, larva merusak jaringan, menyebabkan proses inflamasi, meningkatkan infeksi, dan memiliki efek toksik.

Larva cacing gelang menembus dinding usus, memasuki aliran darah dan berturut-turut masuk ke hati, jantung kanan, paru-paru, bronkus, trakea, faring, kemudian ditelan ke dalam usus. Dengan infeksi yang intens, banyak perdarahan dan nekrosis terjadi di hati, lapisan jaringan ikat berkembang, dan pneumonia fokal diamati di paru-paru.

Respons host dapat dibagi menjadi seluler, jaringan (lokal), humoral (umum).

Reaksi seluler memanifestasikan dirinya, misalnya, dalam peningkatan ukuran sel. Misalnya, sel darah merah yang terinfeksi plasmodium malaria berukuran lebih besar daripada sel darah “sehat”.

Imunitas terhadap helminthiasis belum cukup diteliti. Telah ditetapkan bahwa, bersama dengan kesamaan reaksi perlindungan, terdapat sejumlah ciri yang terkait dengan struktur spesifik dan biologi cacing.

Isu imunisasi buatan terhadap cacing belum berkembang, meskipun data eksperimental telah diperoleh tentang kemungkinan terciptanya kekebalan tersebut.

Hubungan antara protozoa, cacing dan bakteri usus telah diketahui.

Diketahui bahwa disentri bakterial pada penderita ascariasis dan penyakit kecacingan lainnya lebih parah dan sulit diobati. Oleh karena itu, anak penderita disentri harus diperiksa untuk mengetahui adanya kecacingan yang dilanjutkan dengan pemberian obat cacing.

Pada pasien yang terinfeksi cacing usus, TBC, penyakit Botkin, demam tifoid dan penyakit menular lainnya lebih parah.

Bab 14

JALUR PEREDARAN PATHAGEN

PENYAKIT DI ALAM

14.1. RESERVOIR DAN CARRIER

Organisme yang patogennya bertahan lama disebut reservoir. Untuk agen penyebab beberapa penyakit, manusia berfungsi sebagai reservoir (malaria, epidemi tifus dan demam kutu yang kambuh, dll.), bagi yang lain - hewan. Hewan liar disebut reservoir alami. Misalnya, hewan pengerat berfungsi sebagai reservoir alami leishmaniasis, wabah penyakit, dan tularemia. Beberapa jenis kutu dapat menyimpan patogen penyakit tifus yang ditularkan melalui kutu, ensefalitis tick-borne, dan tularemia yang kambuh dalam waktu yang lama (hingga 20 tahun).

Selain reservoir, sirkulasi banyak patogen membutuhkan vektor, yang perannya dimainkan oleh arthropoda penghisap darah (serangga dan kutu). Akibat pergerakan aktif vektor, patogen dapat menyebar dalam jarak yang cukup jauh.

Ada vektor spesifik dan mekanis; vektor spesifik adalah arthropoda yang di dalam tubuhnya patogen mengalami siklus perkembangan. Karena ada hubungan biologis antara patogen dan vektor, biasanya hanya organisme dari satu spesies atau genus yang dapat berperan sebagai vektor (plasmodium malaria - nyamuk malaria).

Vektor mekanis disebut artropoda, yang di dalam tubuhnya patogen tidak melalui siklus perkembangan, tetapi hanya bergerak melalui ruang dengan bantuannya. Dengan demikian, patogen berbagai penyakit dapat ditemukan pada integumen luar, kaki, dan juga pada usus lalat. Pembawa mekanis patogen yang sama dapat berupa arthropoda dari spesies berbeda (lalat, kecoa, lalat rumah).

Beberapa vektor juga dapat berperan sebagai reservoir alami. Menurut Kshriemer, tungau argasid dapat mempertahankan agen penyebab demam kambuh di tubuhnya hingga 20 tahun. Seekor kutu dapat menahan patogen pes hingga 27 hari pada suhu 10 °C, dan pada suhu

0 5°C - 358 hari.

Hewan dari banyak spesies, yang dihubungkan oleh hubungan biocenotik, dapat terlibat dalam proses sirkulasi patogen.

TRANSMISI TRANSOVARIAL PASIEN

Mekanisme penularan transovarial, yaitu penularan patogen melalui sel telur dari satu generasi ke generasi lainnya, memegang peranan yang sangat penting dalam memperpanjang masa penyimpanan patogen. Beredar di tubuh pembawa, patogen dapat masuk ke berbagai jaringan dan organ, termasuk ovarium dan sel telur. Ketika sel telur tersebut dibuahi, perkembangan normal terjadi, namun semua tahapannya mempertahankan patogen, dan betina yang sudah berkembang, pada gilirannya, akan meneruskannya ke generasi berikutnya. Di laboratorium E. N. Pavlovsky, penularan transovarial dari patogen demam yang kambuh oleh kutu argas ke tiga generasi berikutnya telah dilacak, dan sekarang penularan rickettsia oleh kutu ixodid ke dua belas generasi telah ditemukan. Saat ini, penularan patogen secara transovarial hingga dua generasi telah ditemukan pada nyamuk.

14.2. DASAR EKOLOGI KLASIFIKASI PENYAKIT

14.3.1. Penyakit invasif dan menular

Penyakit manusia dan hewan diklasifikasikan terutama menurut penyebab yang menyebabkannya. Ada yang menular dan invasif

Individu dari spesies yang berbeda tidak hidup terisolasi dalam biocenosis, mereka memasuki berbagai hubungan langsung dan tidak langsung. Mereka biasanya dibagi menjadi empat jenis: trofik, topikal, bersifat forik, pabrik.

Trofik hubungan muncul ketika satu spesies dalam biocenosis memakan spesies lain. Contohnya sapi makan rumput, serigala berburu kelinci. Ketika dua spesies bersaing memperebutkan sumber makanan, hubungan trofik tidak langsung muncul di antara keduanya. Contohnya adalah serigala dan rubah menjalin hubungan trofik tidak langsung saat menggunakan sumber makanan yang sama seperti kelinci.

Topikal hubungan mencirikan perubahan kondisi kehidupan suatu spesies sebagai akibat dari aktivitas kehidupan spesies lain. Contohnya adalah hubungan antara pohon dan burung yang bersarang di atasnya atau serangga yang hidup di atasnya, dan sebagainya.

Pemindahan bibit tanaman biasanya dilakukan dengan menggunakan alat khusus. Hewan dapat menangkapnya secara pasif. Contoh yang pasif adalah biji burdock dapat menempel pada bulu mamalia besar.

Benih yang tidak tercerna yang telah melewati saluran pencernaan hewan, paling sering burung, dipindahkan secara aktif.

Serangga berperan penting dalam penularan spora jamur.

Foresia hewan- ini adalah metode penyebaran pasif, karakteristik spesies yang memerlukan perpindahan dari satu biotope ke biotope lainnya untuk kehidupan normal.

Pabrik hubungan - jenis hubungan biotik di mana individu dari satu spesies menggunakan produk ekskresi, sisa-sisa mati, atau bahkan individu hidup dari spesies lain untuk strukturnya.

Dari semua jenis hubungan biotik antar spesies dalam biocenosis, hubungan topikal dan trofik adalah yang paling penting, karena mereka menyatukan organisme dari spesies yang berbeda, menyatukan mereka ke dalam biocenosis dengan skala yang berbeda.

Jenis interaksi antar populasi dalam biocenosis biasanya dibagi menjadi positif (bermanfaat), negatif (tidak menguntungkan) dan netral.

Komensalisme- suatu bentuk hubungan antara dua populasi ketika aktivitas salah satu dari mereka menyediakan makanan atau tempat tinggal bagi yang lain. Dengan kata lain, komensalisme adalah pemanfaatan satu populasi oleh populasi lain secara sepihak tanpa merugikan populasi pertama.

Netralisme- Suatu bentuk hubungan biotik di mana hidup bersama dua populasi di wilayah yang sama tidak menimbulkan akibat positif atau negatif bagi mereka. Hubungan seperti netralisme khususnya dikembangkan dalam komunitas yang jenuh dengan populasi.

Bentuk interaksi ini lebih sering terjadi pada tumbuhan.

Kompetisi- hubungan antara populasi dengan persyaratan lingkungan yang serupa, yang terjadi dengan mengorbankan sumber daya bersama yang terbatas. Persaingan adalah satu-satunya bentuk hubungan ekologis yang berdampak negatif terhadap populasi yang berinteraksi.

Jika dua populasi dengan kebutuhan ekologis yang sama berada dalam komunitas yang sama, cepat atau lambat salah satu pesaing akan menggantikan yang lain. Ini adalah salah satu aturan lingkungan yang paling umum, yang disebut hukum eksklusi kompetitif. Populasi yang bersaing dapat hidup berdampingan dalam biocenosis bahkan jika predator tidak mengizinkan peningkatan jumlah pesaing yang lebih kuat.

Akibatnya, biocenosis mengandung sejumlah besar pesaing potensial atau parsial dalam setiap kelompok organisme yang berada dalam hubungan dinamis satu sama lain.

Saling melengkapi dan kerja sama muncul ketika interaksi bermanfaat bagi kedua populasi, namun mereka tidak sepenuhnya bergantung satu sama lain, dan oleh karena itu dapat hidup secara terpisah. Ini adalah faktor paling penting secara evolusioner untuk interaksi positif antar populasi dalam biocenosis. Ini juga mencakup semua bentuk interaksi utama dalam komunitas dalam rangkaian produsen – konsumen – pengurai.

Semua jenis hubungan biocenotic yang terdaftar, dibedakan berdasarkan kriteria manfaat atau kerugian dari kontak timbal balik untuk masing-masing pasangan, tidak hanya merupakan karakteristik hubungan antarspesies, tetapi juga hubungan intraspesifik.

Kompetisi(dari bahasa Latin concurro - ketuk, bertabrakan) - hubungan antara organisme dari spesies yang sama (kompetisi intraspesifik) atau spesies berbeda (kompetisi interspesifik), di mana mereka menggunakan sumber daya lingkungan yang sama ketika jumlahnya langka.

Charles Darwin mempertimbangkan kompetisi intraspesifik sebagai bentuk perjuangan paling penting untuk eksistensi. Kompetisi intraspesifik meningkatkan intensitas seleksi alam. Contoh kompetisi intraspesifik adalah penjarangan diri pada tumbuhan. Pada beberapa organisme (burung, ikan, dan hewan lainnya), di bawah pengaruh persaingan intraspesifik untuk mendapatkan ruang, suatu jenis perilaku disebut teritorialitas. Misalnya, pada burung, pada awal musim kawin, pejantan mengidentifikasi habitat - wilayah yang ia lindungi dari invasi pejantan dari spesies yang sama.

Kompetisi antarspesies paling sering memanifestasikan dirinya antara individu (atau populasi) yang dekat secara ekologis dari spesies yang berbeda. Dia mungkin pasif(penggunaan sumber daya lingkungan yang dibutuhkan oleh kedua spesies) dan aktif(penindasan satu spesies oleh spesies lain). Contoh klasik persaingan antarspesies dijelaskan oleh ahli biologi Rusia G.F. Eksperimen Gause (1910-1986) dalam memelihara populasi berbagai spesies ciliate dari genus Paramecium dengan pola makan terbatas yang sama.

Ternyata setelah beberapa waktu, hanya individu dari spesies yang sama yang bertahan hidup, bertahan dalam perebutan makanan, karena populasinya tumbuh dan berkembang biak lebih cepat. Kesimpulan yang dibuat oleh G.F. Gause, berdasarkan percobaan yang dilakukan, disebut Prinsip pengecualian kompetitif Gauze atau aturan Gause. Bunyinya: “Dua spesies tidak dapat hidup bersama secara berkelanjutan dalam ruang terbatas jika pertumbuhan jumlah keduanya dibatasi oleh satu sumber daya penting, yang kuantitas dan (atau) ketersediaannya terbatas.” Dengan kata lain, dua spesies tidak dapat hidup berdampingan jika mereka menempati relung ekologi yang sama.

Contoh persaingan yang ketat adalah ketidakcocokan udang karang – berjari lebar (Astacus astacus) dan berjari sempit (Astacus leptodactylus) – dalam satu reservoir. Pemenangnya adalah udang karang bercakar sempit sebagai yang paling produktif dan beradaptasi dengan kondisi kehidupan modern. Di Eropa, di pemukiman manusia, tikus abu-abu sepenuhnya menggantikan spesies lain dari genus yang sama - tikus hitam, yang hidup di kawasan hutan dan gurun. Tikus abu-abu berukuran lebih besar, berenang lebih baik, dan lebih agresif sehingga berhasil menang. Sebaliknya di Rusia, kecoa merah yang relatif kecil menggantikan kecoa hitam yang lebih besar karena mampu beradaptasi lebih baik dengan kondisi spesifik tempat tinggal manusia. Di Australia, lebah biasa yang diimpor dari Eropa menggantikan lebah asli berukuran kecil yang tidak memiliki sengat.

Pada tumbuhan, penekanan terhadap pesaing terjadi akibat intersepsi unsur hara mineral dan kelembaban tanah oleh sistem perakaran, intersepsi sinar matahari oleh aparatus daun, dan juga akibat pelepasan senyawa toksik (alelopati). Sumber daya utama tanaman adalah cahaya. Dari dua spesies tumbuhan serupa yang hidup berdampingan di lingkungan yang sama, spesies yang mampu mencapai tingkat atas dengan pencahayaan lebih baik lebih awal akan mendapatkan keuntungan. Bibit pohon cemara berkembang dengan baik di bawah perlindungan pohon pinus, birch, dan aspen, tetapi kemudian, seiring dengan pertumbuhan mahkota pohon cemara, bibit dari spesies yang menyukai cahaya ini mati. Gulma menghambat tanaman budidaya dengan menghalangi kelembaban dan nutrisi mineral, naungan dan alelopati.

Pemenang kompetisi ini adalah spesies yang, dalam situasi lingkungan tertentu, setidaknya memiliki sedikit keunggulan dibandingkan spesies lain, yaitu lebih beradaptasi dengan kondisi lingkungan. Alasan perpindahan suatu spesies ke spesies lain mungkin berbeda, tetapi karena spektrum ekologi dari spesies yang berkerabat dekat tidak pernah sepenuhnya bertepatan, bahkan dengan kesamaan umum dalam persyaratan lingkungan, spesies tersebut masih berbeda satu sama lain dalam beberapa hal.

Sebagai akibat dari persaingan, hanya spesies-spesies yang memiliki persyaratan lingkungan yang sedikit berbeda yang dapat hidup berdampingan dalam komunitas. Dengan demikian, burung pemakan serangga yang memakan pohon menghindari persaingan satu sama lain karena perbedaan sifat pencarian mangsa di berbagai bagian pohon. Di sabana Afrika, hewan berkuku memanfaatkan makanan padang rumput dengan cara yang berbeda-beda: zebra memetik bagian atas rumput, rusa kutub memakan jenis tanaman tertentu, rusa hanya memetik rumput pendek, dan kijang topi memakan batang yang tinggi.

Dengan demikian, persaingan antarspesies mungkin terjadi dua hasil: baik perpindahan salah satu dari dua spesies dari komunitasnya, atau divergensi kedua spesies ke dalam relung ekologi. Persaingan merupakan salah satu faktor terpenting dalam pembentukan komposisi spesies dan pengaturan jumlah populasi spesies dalam suatu komunitas.

Predasi - bentuk hubungan antarspesies, cara memperoleh makanan dan memberi makan hewan (kadang-kadang— tumbuhan), di mana mereka (predator) menangkap, membunuh dan memakan hewan lain (korban). Predasi didasarkan pada hubungan makanan. Predasi terjadi pada hampir semua hewan, juga pada jamur (dari hyphomycetes) dan tumbuhan pemakan serangga (sundew, Bladderwort, dll.).

Predator biasanya memiliki sistem saraf dan organ sensorik yang berkembang dengan baik yang memungkinkan mereka mendeteksi dan mengenali mangsanya, serta alat untuk menangkap, memakan, dan mencerna mangsa (cakar kucing yang tajam, kelenjar beracun dari banyak arakhnida, sel penyengat laut. anemon, lidah lembut panjang pada katak dan kadal, dll.). Berdasarkan cara berburunya, predator dibedakan menjadi penyergap (mereka yang menunggu mangsa) dan pengejar. Kadang-kadang (misalnya, di antara serigala) terjadi perburuan kolektif.

Tidak hanya predator yang memiliki adaptasi khusus. Korban juga mengembangkan sifat pelindung berupa ciri anatomis, morfologi, fisiologis, biokimia dan lainnya. Ini termasuk tubuh yang tumbuh, duri, duri, cangkang, pewarna pelindung, kelenjar beracun, kemampuan bersembunyi dengan cepat, berlari cepat, menggali ke dalam tanah, membangun tempat berlindung yang tidak dapat diakses oleh predator, dan menggunakan sinyal bahaya...

Ada keseimbangan antara predator dan mangsa. Tiga tautan diperlukan untuk keseimbangan. Misalnya, rusa memakan tumbuhan dan menjadi makanan bagi serigala. Dengan demikian, kepadatan populasi suatu hewan herbivora diatur dari bawah (jumlah makanan) dan dari atas (jumlah predator). Jika tidak ada serigala, rusa liar dapat berkembang biak secara berlebihan dan melemahkan persediaan makanan mereka, yang kemudian akan menyebabkan kematian sebagian besar populasi mereka karena kelaparan.

Sampai saat ini, ada anggapan bahwa semua predator adalah hewan berbahaya dan harus dimusnahkan. Namun kehancuran predator menyebabkan kerusakan besar pada alam. Bagaimanapun, korban predator biasanya adalah individu yang sakit dan lemah, yang kehancurannya mencegah penyebaran penyakit. Oleh karena itu, serigala berkontribusi pada reproduksi intensif dan meningkatkan kelangsungan hidup populasi rusa. Dengan demikian, predator merupakan faktor terpenting dalam seleksi alam.

Predasi dapat menyebabkan fluktuasi periodik yang teratur pada ukuran populasi setiap spesies yang berinteraksi. Dalam kondisi alami, ada fluktuasi siklus dalam jumlah predator dan mangsanya; Terlebih lagi, siklus-siklus tersebut berkaitan erat dengan waktu: peningkatan jumlah mangsa, dengan beberapa penundaan, diikuti oleh peningkatan jumlah predator, setelah itu jumlah mangsa mulai menurun. Contoh klasik dari siklus tersebut adalah fluktuasi jumlah kelinci dan lynx di Kanada. Ditemukan bahwa jumlah kelinci putih berubah secara teratur selama periode 8-11 tahun. Jumlah lynx berubah dengan frekuensi yang kira-kira sama, dan jumlah maksimum terjadi satu atau dua tahun lebih lambat dibandingkan jumlah kelinci. Jumlah mangsa justru dibatasi oleh jumlah predator dan sebaliknya (Gbr. 21).

Beras. 21. Hubungan predator-mangsa menjaga keseimbangan populasinya

Keseimbangan dalam sistem predator-mangsa tidak muncul “secara otomatis”, tetapi terbentuk selama ratusan bahkan ribuan tahun. Namun keseimbangan ini dapat diganggu oleh manusia ketika predator yang terlalu efektif yang bukan merupakan karakteristik biocenosis tertentu dimasukkan ke dalam sistem. Misalnya, masyarakat membawa kucing peliharaan ke pulau-pulau tersebut, yang ternyata jauh lebih lincah daripada hewan lokal dan, akibatnya, memusnahkan banyak spesies fauna unik di pulau tersebut. Predator yang diperkenalkan tidak serta merta fokus pada pemusnahan mangsanya yang biasa. Misalnya, rubah, yang dibawa ke Australia untuk membunuh kelinci, menemukan banyak mangsa yang lebih mudah - marsupial lokal, tanpa menimbulkan banyak masalah bagi korban yang dituju.

Komensalisme, atau menumpang, komuni (dari Lat. sot— bersama, bersama dan mensa— tabel), suatu bentuk simbiosis di mana salah satu mitra sistem (komensal) memakan sisa makanan atau produk limbah pihak lain (inang), tanpa menimbulkan kerugian bagi pihak lain. Dalam komensalisme, salah satu mitra dapat menggunakan mitra lainnya untuk perlindungan, sebagai alat transportasi, atau memberi makan atas biaya sendiri. Hubungan komensal secara kondisional dapat dibagi menjadi beberapa varian komensalisme.

"Muat turun"- konsumsi sisa makanan pemiliknya. Misalnya saja hubungan antara singa dan hyena yang memungut sisa-sisa mangsa yang tidak dimakan singa. Kepiting pinnixa, yang hidup di cangkang moluska elasmobranch Timur Jauh (Pecten jessoensis), memakan sisa-sisanya; Banyak benih ikan yang hidup di antara tentakel anemon laut dan ubur-ubur dan memakan sisa makanan mereka. Rubah Arktik di tundra mengikuti beruang kutub dan memakan sisa makanannya.

"Persahabatan"- konsumsi zat atau bagian berbeda dari sumber yang sama. Contohnya adalah hubungan antara bakteri saprotrofik tanah dari berbagai spesies, yang mengolah berbagai zat organik dari sisa tanaman yang membusuk, dan tanaman tingkat tinggi, yang memakan garam mineral yang dihasilkan. Hubungan antara burung paruh silang dan tupai dalam memakan benih tumbuhan runjung juga dapat menjadi contoh “persahabatan”.

Sinokia, atau penyewaan (dari bahasa Yunani synoikia— perumahan bersama),— suatu bentuk simbiosis, sejenis komensalisme: hidup bersama dua organisme dari spesies berbeda, bermanfaat bagi yang satu dan acuh tak acuh terhadap yang lain.

Berbeda dengan komensalisme, tidak ada hubungan makanan langsung dengan synoicia. Salah satu organisme dapat menggunakan organisme lain sebagai substrat untuk kolonisasi, alat transportasi, dll. Jenis hubungan ini tersebar luas pada tumbuhan. Misalnya liana dan epifit, lumut kerak dan lumut - pada batang dan dahan pohon. Banyak spesies artropoda hidup di sarang burung dan liang hewan pengerat. Beberapa jenis serangga hidup di sarang semut dan sarang rayap.

Letak permukaan organisme kecil pada organisme besar disebut epik. Misalnya, teritip hidup di cangkang kepiting, di kulit ikan paus dan hiu; ikan lengket - di tubuh hiu; coelenterata - pada cangkang moluska, dll. Penempatan organisme kecil di dalam organisme besar disebut entoikia. Misalnya ikan Fierasfer yang hidup di paru-paru perairan holothurian (Holothuria tubulosa). Contoh sinoikia adalah foresia - perpindahan hewan lain yang lebih kecil dan bergerak lemah oleh hewan.

Jadi, beberapa tungau tepung (Tyroglyphoidea) untuk sementara menempel pada tubuh serangga atau tikus yang lebih banyak bergerak, dan dengan bantuan mereka berpindah ke habitat baru. Hubungan seperti synoikia tersebar luas pada hewan dan tumbuhan. Pemanfaatan substrat tumbuhan oleh hewan untuk membangun rumah (sarang burung, hidup di cekungan, di celah-celah kulit kayu), perpindahan benih dan buah tumbuhan oleh hewan merupakan contoh berbagai bentuk sinoid. Seringkali synoikia menjadi tahap awal hubungan yang lebih erat seperti mutualisme dan parasitisme.

Mutualisme ("dari lat. mutualus— saling)— bentuk simbiosis tertinggi, hidup bersama yang saling menguntungkan dari berbagai spesies. Apalagi hubungan antar pasangan tidak hanya bercirikan saling menguntungkan, tetapi juga tidak ada satupun yang bisa eksis tanpa satu sama lain. Mutualisme terbagi menjadi mewajibkan(wajib bagi satu atau semua spesies pasangan) dan opsional(opsional). Contoh klasik mutualisme adalah lumut kerak, yaitu organisme yang tercipta dari simbiosis antara alga dan jamur.

Hubungan mutualistik tumbuhan tingkat tinggi dengan jamur diwakili oleh mikoriza (dari bahasa Yunani mykes - jamur dan rhiza - akar) - akar jamur. Membedakan mikoriza ektotrofik, dimana jamur melilit akar tanpa menembus sel. Jamur menggunakan sekresi akar dan merangsang penyerapan bahan organik tanah oleh tanaman tingkat tinggi. Pada mikoriza endotrofik Hifa jamur menembus sel akar tanaman dan memberi makan sebagai parasit. Pada saat yang sama, tumbuhan tingkat tinggi menerima nutrisi nitrogen tambahan, dan jamur menerima produk fotosintesis.

Saling menguntungkan dari hidup bersama begitu besar sehingga banyak tumbuhan tingkat tinggi (anggrek, heather, anggrek) tidak dapat tumbuh tanpa jamur, dan jamur tidak dapat tumbuh tanpa tanaman tersebut.

Simbiosis tanaman dengan mikroba yang mampu memfiksasi nitrogen juga memegang peranan penting. Misalnya, bakteri tanah menetap di sel-sel akar tanaman tertentu (kacang-kacangan, birch, oleraceae, buckthorn, dan lain-lain), menyebabkan pertumbuhan dan pembentukan bintil-bintil. Bakteri bintil, memakan jaringan tanaman, memfiksasi nitrogen di atmosfer dalam bentuk senyawa yang dapat diserap oleh tanaman. Jadi, semanggi dan alfalfa mengakumulasi nitrogen dalam bintilnya sebanyak 150 hingga 300 kg/ha. Tanaman kacang-kacangan digunakan dalam pertanian untuk memperkaya tanah dengan nitrogen.

Contoh klasik mutualisme adalah hidup bersama antara kelomang (Pagurus bernhardus) dan anemon (Sagartia parasitica). Mutualisme banyak ikan laut dalam dengan bakteri bercahaya merupakan hal yang aneh. Misalnya pada anglerfish laut dalam (Chaenophryne draco), organ penangkapan ikannya memiliki kelenjar tempat bakteri berbentuk batang yang mengeluarkan cahaya menetap.

Mutualisme tersebar luas di alam. Ia memainkan peran besar dalam kemunculan dan evolusi sebagian besar bentuk kehidupan modern. Mengingat teori simbiosis pembentukan eukariota (teori simbiogenesis), sel-sel hampir semua eukariota merupakan komunitas mutualistik yang terdiri dari dua dan tiga komponen (sitoplasma, mitokondria, dan kloroplas).

Tabel 5.1 Tabel pivot. Jenis hubungan biotik

Lanjutan tabel 5.1

Faktor lingkungan biotik Di alam, terdapat hubungan yang kompleks dan beragam baik di dalam populasi maupun antar populasi spesies yang berbeda. Melalui aktivitas vitalnya, organisme mempengaruhi organisme lain, membentuk apa yang disebut lingkungan biotik.

Faktor biotik berarti bentuk spesifik dari interaksi tersebut. Mereka memiliki sifat yang paling beragam. Beberapa organisme dapat berfungsi sebagai makanan bagi organisme lain atau menyediakan habitat bagi mereka, sementara organisme lain sangat saling berhubungan sehingga mereka tidak dapat hidup secara terpisah. Hubungan antar individu dalam suatu populasi juga tidak kalah rumitnya.

Pada tahun 1939, ilmuwan Clements dan Shelford memberi nama interaksi tersebut “koaksi”, yaitu. interaksi.

Ada 2 jenis interaksi atau reaksi: intraspesifik atau homotipe(Yunani homoios - "sama"), dan interspesifik, atau heterotipik(Yunani heteros - "berbeda").

Hubungan biotik

Efek kelompok

Efek kelompok, atau efek kelompok, adalah optimalisasi proses fisiologis yang mengarah pada peningkatan kelangsungan hidup individu ketika mereka hidup berdampingan. Inilah pengaruh kelompok itu sendiri dan jumlah individu dalam suatu kelompok terhadap perilaku, fisiologi, perkembangan dan reproduksi individu-individu dari spesiesnya melalui berbagai indera.

Banyak serangga (jangkrik, kecoa, belalang, kutu daun, dll.) tumbuh dan dewasa lebih cepat dalam kelompok daripada sendirian. Efek kelompok terjadi pada banyak spesies, yang dapat bereproduksi dan bertahan hidup secara normal hanya jika mereka membentuk kelompok besar.

Salah satu contoh paling mencolok yang menegaskan posisi ini adalah burung kormoran Bougainville, yang bersarang di pulau-pulau berbatu di sepanjang pantai Pasifik Amerika Selatan, khususnya di lepas pantai Peru. Burung kormoran dapat hidup secara normal hanya jika terdapat sedikitnya 10.000 individu dalam koloninya dan terdapat 3 sarang per 1 m2 luas.

Diketahui bahwa agar kawanan gajah Afrika dapat bertahan hidup, minimal harus berjumlah 25 individu, dan kawanan rusa kutub yang paling produktif terdiri dari setidaknya 300 - 400 individu. Rusa kutub yang bermigrasi berkumpul dalam kelompok besar.

Beras. 3. Gajah Afrika Gambar. 4. Rusa kutub

Penguin kaisar membentuk koloni besar.

Beras. 5. Penguin Kaisar Gambar. 6. Rusa kutub

Efek kelompok memanifestasikan dirinya sebagai reaksi psikofisiologis setiap individu terhadap kehadiran individu lain dari spesiesnya.

Misalnya, domba di luar kawanan meningkatkan denyut nadi dan pernapasannya, dan ketika mereka melihat kawanan mendekat, proses ini menjadi normal. Kelelawar yang berhibernasi sendirian memiliki tingkat metabolisme yang jauh lebih tinggi dibandingkan kelelawar yang berhibernasi dalam kelompok besar. Peningkatan pengeluaran energi menyebabkan kelelahan tubuh, yang seringkali berakhir dengan kematiannya.

Efek kelompok diwujudkan dalam percepatan laju pertumbuhan hewan, peningkatan kesuburan dan harapan hidup rata-rata seseorang, dll. Dalam kelompok, hewan mampu mempertahankan suhu optimal. Hal ini terutama ditunjukkan dengan jelas oleh contoh serangga sosial - lebah, semut.

Beras. 7. Gambar Sarang Semut. 8. Landak

Hewan yang menjalani gaya hidup menyendiri tidak terkena pengaruh kelompok. Jika hewan-hewan tersebut dipaksa secara artifisial untuk hidup bersama, sifat lekas marah mereka meningkat, tabrakan menjadi lebih sering, dan banyak indikator fisiologis yang menyimpang dari norma. Pada umumnya penyendiri, seperti landak, konsumsi oksigen dalam kelompok meningkat hingga 134%.

Efek massal

Populasi sebagian besar organisme mengalami fluktuasi kepadatan (kelimpahan). Peningkatan kepadatan penduduk biasanya berdampak negatif terhadap kehidupan individu karena kekurangan pangan, keracunan lingkungan, penyakit massal, dan lain-lain.

Pada kelompok mencit dan mencit yang populasinya terlalu banyak, reproduksi terkadang berhenti total.

Efek massal tidak hanya disebabkan oleh interaksi mental antar individu (situasi stres), tetapi juga oleh perubahan habitat yang terjadi ketika kepadatan penduduk meningkat secara berlebihan. Misalnya, ketika serangga kumbang tepung berkembang biak, kotorannya terus-menerus menumpuk di dalam tepung, yang menyebabkan penurunan kualitas tepung sebagai habitatnya. Akibatnya, terjadi penurunan tajam kesuburan dan peningkatan kematian pada semua tahap perkembangan kumbang - dari telur hingga dewasa, yaitu. serangga dewasa

Untuk setiap spesies hewan terdapat ukuran kelompok optimal dan kepadatan populasi optimal. Pola ini dikenal sebagai Prinsip Ollie.

Kompetisi intraspesifik

Persaingan intraspesifik sebagai bentuk interaksi antar individu dalam spesies yang sama juga mengacu pada reaksi homotipe. Bentuk manifestasi persaingan intraspesifik berbeda-beda. Misalnya, perilaku teritorial, ketika seekor hewan mempertahankan tempat berkembang biaknya dan wilayah di sekitarnya.

Beras. 9. Antelop jantan

Beras. 10. Stickleback jantan

Persaingan intraspesifik juga mencakup hierarki sosial yang ditandai dengan munculnya individu dominan dan subordinat dalam suatu populasi.

Beras. 11. Urutan berbaris dalam kawanan babun

Peneliti Irwin de Vore menghabiskan waktu bertahun-tahun mempelajari kehidupan babun di Afrika. Ternyata meskipun sekawanan babun sedang mendaki, setiap hewan menempati tempat yang ditentukan secara ketat di dalamnya. Betina, anaknya, dan pemimpin jantan berada di tengah kawanan, dan jantan muda berada di pinggir, berperan sebagai penjaga. Jika terjadi bahaya serius, ketika macan tutul muncul, para pemimpin, yang disebut pejantan alfa, akan maju ke depan.

Kompetisi(Latin concurro - "bertabrakan") - hubungan antar organisme di mana mereka menggunakan sumber daya lingkungan yang sama ketika persediaan sumber daya lingkungan terbatas.

Beras. 12. Pertarungan antara lynx dan wolverine untuk memperebutkan mangsa

Ada dua jenis kompetisi - langsung dan tidak langsung. Dalam persaingan langsung, perjuangan antar individu yang bersaing seringkali berujung pada benturan. Jadi, seekor serigala mungkin mencoba mengambil kelinci yang diburu dari seekor lynx.

Persaingan tidak langsung- Ini adalah kompetisi yang tidak melibatkan interaksi langsung antar individu. Hal ini terjadi secara tidak langsung.

Beras. 13. G.F. mengukur

Contoh klasik persaingan antarspesies adalah eksperimen yang dijelaskan oleh ilmuwan Rusia Georgy Gause tentang mempertahankan populasi dua jenis ciliate dengan pola makan terbatas yang sama.

Prinsip pengecualian kompetitif: Jika dua spesies dengan kebutuhan ekologis yang sama berada dalam komunitas yang sama, cepat atau lambat salah satu pesaing akan menggantikan spesies lainnya.

Pada tahun 1937, ahli botani Jerman Molisch menciptakan istilah “alelopati.”

Alelopati(dari bahasa Yunani allelon - "saling", pathos - "penderitaan") - interaksi organisme melalui produk metabolisme yang bertindak secara spesifik.

Misalnya, kenari dan ek menekan vegetasi herba di bawah tajuk dengan fitoncidesnya.

Simbiosis(Simbiosis Yunani - "kehidupan bersama") adalah berbagai bentuk hidup berdampingan organisme dari spesies yang berbeda.

Istilah “simbiosis” dikemukakan oleh de Bary pada tahun 1879. Dasar munculnya simbiosis dapat berupa hubungan seperti memberi makan salah satu pasangan dengan mengorbankan yang lain dengan sisa makanan yang tidak terpakai, menetap di permukaan atau di dalam tubuh. yang lain, dll.

Simbiosis terjadi opsional, yaitu. opsional, ketika masing-masing organisme dapat hidup mandiri tanpa adanya pasangan, dan mewajibkan, yaitu. wajib ketika keberadaan mandiri tidak mungkin.

Pada tahun 1906, Hertwig mempersempit ruang lingkup simbiosis menjadi mutualisme. Dalam interpretasi inilah konsep simbiosis banyak digunakan oleh ilmuwan dalam negeri.

mutualisme wajib(Latin obligatus - "wajib" dan mutuus - "saling") - suatu bentuk kerjasama wajib yang saling menguntungkan.

Beras. 14. Simbiosis tumbuhan polong-polongan dan bakteri bintil

Contoh klasik simbiosis - lumut (hidup bersama antara jamur dan ganggang) - secara khusus merujuk pada mutualisme obligat. Hifa jamur (filamen mikroskopis yang menyusun tubuhnya) membentuk proses pengisapan yang menembus ke dalam protoplas sel alga. Melalui mereka, jamur menerima zat yang diasimilasikan sebagai hasil fotosintesis oleh alga. Alga memperoleh air dan mineral dari hifa jamur. Namun secara bertahap jamur membunuh sel alga dan beralih ke nutrisi saprofit independen. Hubungan simbiosis yang stabil terbentuk antara jamur topi dan tumbuhan tingkat tinggi.

Beras. 15. Lumut Gambar. 16. Tutup jamur

Mutualisme fakultatif(Latin facultatis - "mungkin") - ini adalah kerja sama, yang tidak wajib, karena masing-masing spesies yang dipertimbangkan dapat hidup secara mandiri.

Beras. 17. Badak dan burung koboi Gambar. 18. Kerbau purut dan bangau mesir

Komensalisme(Latin com - "bersama" dan mensa - "meja", "makan") - suatu bentuk simbiosis di mana salah satu anggota sistem (komensal) memakan sisa makanan atau produk ekskresi orang lain (pemilik), tanpa menyebabkan kerugian pada yang terakhir.

Beras. 19. Beruang dan burung camar

Bentuk-bentuk komensalisme

Makanan (menumpang bebas, atau komuni), misalnya, ketika beruang menangkap ikan dari sungai yang akan bertelur, burung camar sering kali berada di dekatnya dan memakan sisa-sisa ikan yang dijatuhkan beruang. Gambaran serupa terlihat di sungai Alaska dan Kamchatka selama proses pemijahan salmon.

Perumahan (penyewaan) dll. Misalnya, hewan lain menetap di liang hewan pengerat.

Ada juga beberapa bentuk hubungan di mana satu spesies menggunakan spesies lainnya sebagai alat transportasi. Ikan lengket tersebut menempel pada tubuh hiu sehingga bergerak-gerak.

Beras. 20. Hiu dan ikan lengket

Anda dapat melihat tungau kecil pada kumbang kotoran (ini adalah larva tungau gamasid yang bergerak). Berkat kumbang, mereka menyebar. Tungau tepung juga masuk dan menempel pada tubuh serangga yang bergerak bahkan tikus. Fenomena yang terjadi ketika suatu organisme menggerakkan organisme lain di ruang angkasa disebut foresia(Yunani phoreo - "beban").

Amensalisme

Amensalisme(dari bahasa Yunani a - partikel negatif dan Lat. mensa - "meja", "makan") - ini adalah hubungan di mana kondisi negatif muncul untuk salah satu populasi: penghambatan pertumbuhan, reproduksi, dll., sedangkan populasi kedua negatif tidak terkena pengaruh.

Beras. 21. Tanaman herba cemara dan menyukai cahaya

Amensalisme terutama ditemukan pada tumbuhan. Misalnya, tanaman herba yang menyukai cahaya yang tumbuh di bawah pohon cemara mengalami penindasan akibat naungan yang kuat dari tajuknya, sedangkan lingkungannya mungkin acuh tak acuh terhadap pohon itu sendiri.

Predasi

Predasi- ini adalah cara memperoleh makanan dan memberi makan hewan (lebih jarang tumbuhan), di mana mereka menangkap, membunuh, dan memakan organisme lain.

Hubungan predator-mangsa didasarkan pada hubungan makanan. Biasanya spesies predator menyerang spesies mangsa yang dimakannya, misalnya: tombak - ikan predator - memakan ikan kecil lainnya; Kumbang tanah predator menyerang ulat.

Predasi hampir tidak pernah menyebabkan kehancuran total mangsanya. Misalnya, serigala hanya membunuh 25% rusa setiap tahun, yang kira-kira setara dengan peningkatan populasi rusa setiap tahunnya. Predator, memusnahkan individu yang paling lemah, mempertahankan komposisi dan ukuran populasi pada tingkat tertentu.

Beras. 22. Singa berburu kijang

Beras. 23. Pemangsa dan mangsa

Beras. 24. Serigala sedang berburu

Beras. 25. Kebetulan hati

Beras. 26. Cacing pita babi