<<
>>

ОРГАНИЗМЫ

Любой растительный или животный организм — не только компонент биогеоценоза. Оказывая влияние на другие организмы, он становится экологическим фактором. Организм, испытывающий влияние окружающих его растений и животных, — объект экосистемы.

Растения и животные, воздействующие на этот объект, — биотические экологические факторы. Взаимосвязи между организмами могут складываться по-разному. Характер взаимоотношений между ними определяет эффект воздействия биотического фактора на тот или иной живой объект экосистемы, т. е. на то или иное растение или животное.

В жизнедеятельности растений и животных большую роль играют внутрипопуляционные и межпопуляционные (внутривидовые) взаимоотношения. Взаимоотношения между организмами одного вида вызывают у них гомотипические реакции в виде положительных и отрицательных взаимодействий. Положительные взаимодействия проявляются в форме группового эффекта, отрицательные — в форме конкуренции.

Термином «групповой эффект» обозначают две формы популяционных изменений: улучшение условий роста и развития животных при объединении их в группы; принцип минимального размера популяций.

Групповой эффект четко проявляется в популяциях многих видов диких животных. Но его наблюдают и у сельскохозяйственных животных, особенно у пушных зверей, в частности соболят. Соболята, отнятые от матки и отсаженные в отдельные клетки по одному, часто заболевают (болезнь самопогрызание). Это можно предупредить, если их размещать в клетках не по одному, а парами или группами.

Принцип минимального размера популяции отражает биологоэкологическую роль численности особей, составляющих группу. Популяция не сможет выжить, если ее численность ниже критического уровня. Так, стадо северных оленей должно иметь не менее 300—400 особей, иначе оно вымрет.

Термином «конкуренция» обозначают антагонистические отношения между особями в их борьбе за жизненно необходимые ресурсы (свет, пищу, пространство и др.).

Конкурентные взаимоотношения могут резко обостриться при увеличении плотности популяций. *

В результате конкуренции снижается рост и замедляется развитие растений, некоторые из них вымирают. Повышенная гибель, связанная с увеличением плотности популяций, отмечена у моркови, свеклы и других видов культивируемых растений.

Увеличение плотности популяций животных сопровождается стрессом. Снижается воспроизводительная способность животных. Возникает энзоотия бесплодия, которую рассматривают как защитную функцию популяции, предотвращающую перенаселенность биотопа. Массовые случаи популяционного бесплодия отмечены при концентрации большого поголовья крупного рогатого скота, свиней и овец в животноводческих комплексах промышленного типа (Ахмадеев).

При взаимодействии организмов разных видов проявляются ге- теротипические реакции в форме конкуренции, сотрудничества, комменсализма, мутуализма, амменсализма, хищничества и паразитизма.

Межвидовая конкуренция растений и животных давно привлекает внимание ученых и практиков. Изучению конкуренции между культурными и сорными растениями посвящено много работ. Н. Е. Воробьев провел специальные исследования по изучению конкуренции между кукурузой и горчицей полевой. Выявлено, что в конкурентной борьбе за влагу победителем часто оказывается не кукуруза, а горчица полевая. Межвидовую конкуренцию отмечают и у сельскохозяйственных животных. Межвидовую конкурентную борьбу за ресурсы пастбищного корма можно наблюдать при выпасе стад крупного рогатого скота, овец, коз и животных других видов.

Сотрудничество (протокооперация) — форма биотических взаимоотношений между животными разных видов, наблюдаемая не только в дикой природе, но и в сельскохозяйственных экосистемах. Примером протокооперации, созданной человеком, может служить сообщество (стадо) овец, ведомое козлом-вожаком или охраняемое собакой-пастухом.

Комменсализм — форма межвидовых взаимоотношений, при которой один вид извлекает пользу, а другой — нет. Отмечены случаи

Йіционального использования комменсализма в животноводстве, апример, лактирующих собак используют в качестве кормилиц для лисят, новорожденных животных других видов и даже для цыплят.

Молоко коровы используют при подкормке ягнят.

Мутуализм (симбиоз) — форма межвидовых биотических взаимодействий, при которых организмы взаимосвязанных видов извлекают пользу. Примеров мутуализма много. Один из них — микориза — симбиоз растений и гриба. При взаимодействии с живыми тканями корневой системы грибы формируют «органы», повышающие способность растения извлекать из почвы элементы Минерального питания. Грибы, в свою очередь, используют продукты фотосинтеза растений. Микориза формируется у многих видов высших растений, в том числе культурных и сорных. Другой пример мутуализма — взаимодействие цветковых растений с жи- вотными-опылителями: насекомыми, птицами, летучими мышами и др. Посещая цветы, например, пчелы или шмели переносят пыльцу с пыльника на рыльце и способствуют оплодотворению растений. При опылении пользу извлекают не только растения, но и животные-опылители. От опыляемых растений они получают пищу (нектар и др.).

Симбиотические взаимоотношения складываются между животными и многими видами микрофлоры и микрофауны, населяющими их желудочно-кишечный тракт. В рубце крупного рогатого скота, овец, коз обитает большое количество микробов, грибов, инфузорий и других представителей микрофлоры и микрофауны. В содержимом рубца они находят себе пищу и другие ресурсы для их роста, развития и размножения. Обитатели рубца, в свою очередь, играют важную роль в процессах пищеварения и обмена веществ в организме животных. Микрофлора и микрофауна, имеющиеся в рубце, — продуцент витаминов и других питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности животных.

Мутуалистом всех видов возделываемых растений и животных является человек. Мутуализм как форма межвидовых взаимоотношений между человеком, с одной стороны, культивируемыми растениями и сельскохозяйственными (домашними) животными — с другой, поражает своей масштабностью. Благодаря ему широко распространены окультуривание растений (пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, риса) и одомашнивание животных (лошадей и крупного рогатого скота, овец, свиней, кур).

Польза, получаемая культурными растениями и домашними животными от человека, очевидна. Она состоит в том, что человек создает для растений и животных необходимые условия жизнеобеспечения. В то же время растения и животные являются для него основными производителями растительной и животной пищи, других продуктов, используемых в народном хозяйстве.

Амменсализм — форма межвидовых взаимоотношений, когда один вид (ингибитор) растений подавляет рост другого (амменса- ла). Например, малина подавляет рост облепихи. Грецкий орех губительно влияет на яблоню. Учет амменсала в полеводстве, садоводстве и огородничестве необходим. Не рекомендуют сажать картофель между яблонями и облепихой. Между кустами облепихи нельзя проводить посадку помидоров и баклажанов.

Хищничество — форма межвидовых взаимодействий, когда одно животное (агрессор) поедает другое (жертву). Пример хищничества в животноводстве — пожирание волками овец и животных других видов. Куры нередко являются жертвами лис, ястребов.

Паразитизм — форма межвидовых взаимодействий, при которых один вид (паразит) ведет паразитический образ жйзни на (в) теле другого (хозяина). Хозяин (растение или животное) — источник питания и место обитания для паразита. Паразитизм имеет много общего с хищничеством, так как в обоих случаях межвидовые взаимоотношения носят антагонистический характер — один организм питается за счет другого. Но между хищничеством и паразитизмом отмечены существенные различия. В первом случае потребитель пищи (корма) больше пищевого объекта, во втором, наоборот, паразит меньше хозяина. Паразитический образ жизни ведут вирусы, микоплазмы, бактерии, грибы, гельминты, клещи, насекомые и т. д. Паразиты нередко патогенны; они могут вызывать массовые болезни растений и животных.

В природных биоценозах в процессе длительной эволюции сложилось экологическое равновесие, препятствующее возникновению эпифитотий и эпизоотий.

Биологическое равновесие в системе паразит — хозяин — необходимое условие длительного, теоретически вечного существования биоценозов и сохранения их видового разнообразия.

Если бы паразиты уничтожили своих хозяев, то они лишились бы своего места обитания и источника пищи. Гибель хозяев неизбежно привела бы к вымиранию паразитов. Однако паразиты могут влиять на хозяев и позитивно. Так, паразитирование пиявок на рыбах приводит к повышению эффективности использования хозяином корма. При взаимодействии паразит — хозяин паразитизм благоприятно влияет на популяции и паразита, и хозяина.

Иная картина в аграрных ландшафтах. Экологическое равновесие в них часто нарушается, и паразитизм как биотический фактор может губительно влиять на растениеводство и животноводство. Человек, сам того не сознавая, создал благоприятные условия для роста, развития и размножения многих видов паразитов, нарушил экологическое равновесие в системе паразит — хозяин и способствовал возникновению массовых болезней растений и животных.

Причин, обусловливающих бурное развитие и размножение возбудителей болезней и вредителей растений, много. Одна из них — в разрушении эволюционно сложившихся сообществ и обеднении их видового состава. Преобразуя природные ландшафты в аграрные, человек уничтожает естественную флору и фауну, создает местообитание и свободную экологическую нишу для культивируемых растений и их симбионтов. В том же биогеоценозе нередко формируются благоприятные местообитания и открываются свободные экологические ниши для возбудителей болезней (патогенов), сельскохозяйственных культур и их конкурентов — сорняков. Выпадение из биоценоза одних видов создает благоприятные условия для роста, развития и размножения других, в том числе вредоносных и болезнетворных для возделываемых растений. Так, корневая гниль — грибное заболевание растений — в природных биогеоценозах встречается'.редко, в аграрных — широко распространена. Поэтому говорят, что корневая гниль — заболевание растений, вызываемое грибами пахотных земель.

На целине зерновая совка не причиняет большого вреда диким злаковым травам. Но после посева пшеницы ее численность сильно возрастает и она становится одним из опасных вредителей (Мет- лицкий, Озерецковская, 1985).

Другая причина негативных изменений в системе паразит — хозяин — сортовая унификация семян культурных растений, предназначенных для посева. При унификации агротехники, методов посева культур, уборки, хранения и переработки урожая предпочтение отдается определенному сорту растений. Но устойчивость любого сорта к возбудителю болезни относительна. Возбудитель болезни рано или поздно преодолевает устойчивость растения к его патогенному воздействию. Иммунитет растения патогеном преодолевается, и возникает массовое заболевание — эпи- фитотия. Устойчивость культурных растений того или иного сорта к грибному заболеванию — стеблевой ржавчине — обычно не превышает пяти лет.

Еще одна причина возникновения эпифитотий — повышение пищевой ценности культурных растений как звена трофической цепи. С помощью агротехнических приемов, селекции и семеноводства, других методов проводят мероприятия по улучшению пищевых качеств растений. Например, выведены сорта злаковых растений с высоким содержанием аминокислот, в том числе незаменимых (в частности, лизина). Но все, что полезно для человека и животных, не менее полезно и для возбудителей болезней, и для вредителей растений. Растения с высокими пищевыми качествами обеспечивают паразитов-патогенов-вредителей полноценной высококалорийной пищей (кормом). В агроценозе вредители и возбудители болезней растений находятся в условиях изобилия высококачественной пищи. Энергетические затраты паразитов на добывание пищи, удовлетворение потребностей организма в питательных веществах, минеральных солях и витаминах значительно ниже, чем в дикой природе. Условия для роста, развития и размножения паразитов улучшаются, биологическое равновесие в системе паразит — хозяин смещается в пользу патогена.

Подобная картина наблюдается в животноводстве. Сельскохозяйственные животные по сравнению со своими дикими предками и сородичами более восприимчивы к заболеваниям. В животноводстве, как и в растениеводстве, нарушено экологическое равновесие паразит — хозяин. Патогенные вирусы, микоплазмы, бактерии и другие виды паразитов, занесенных на животноводческие фермы и комплексы, находят особо благоприятные условия для размножения и распространения в популяции животных-хозяев. Могут возникнуть эпизоотии, сопровождающиеся высокой заболеваемостью и смертностью.

Существуют разные точки зрения о методах защиты культурных растений и сельскохозяйственных животных от заболеваний. Но ясно, что интенсификация, специализация и концентрация сельскохозяйственного производства создают одновременно и более благоприятные условия для развития возбудителей болезней растений и животных и, следовательно, для возникновения эпифитотий и эпизоотий.

Борьба с эпизоотиями и эпифитотиями не может успешно осуществляться без широкого использования современных достижений сельскохозяйственной экологии. Агрономы и фитопатологи, животноводы и ветеринары должны иметь профессиональную и экологическую подготовку. 2.4.9.

ИНФОРМАЦИЯ

Термин «информация» обозначает сообщение, содержащее какие-то сведения. Она передается в форме оптических, звуковых, химических и иных сигналов. Источники информации — растения, животные, протекающие в них процессы, объекты и явления, окружающие их.

В зависимости от места появления И путей передачи биологическую информацию подразделяют на внутриорганизменную (внутреннюю) и экстраорганизменную (внешнюю, или экологическую).

Внутренняя информация проявляется в виде разнообразных сигналов, отражающих взаимоотношения между клеточными элементами, тканями, органами растительного и животного организмов. Она отражает перенос наследственного материала от материнских клеток дочерним (генетическая информация) и другие процессы, протекающие в организмах растений и животных. У высших животных, в том числе сельскохозяйственных, важную роль играет внутренняя информация в форме нервных импульсов, передающихся от периферии организма к центру (головному мозгу), от центра к периферии, от одного органа к другому и т. д.

Экологическая информация влияет на организм извне, из окружающей среды. Информация как экологический фактор весьма своеобразна, так как передача сигналов осуществляется без значительных, а в некоторых случаях без всяких вещественных и энергетических затрат. Особенность информации можно продемонстрировать на примере восприятия растениями и животными биогеоценотических факторов. Факторы биогеоценоза (БГЦ), по

Н. В. Дылису, не привносят веществ и энергии, однако они могут -оказывать сильное влияние на живую и неживую природу. Информация в форме чередования дня и ночи, характерности рельефа, гравитации или температуры внешней среды, по существу, является экологическим фактором, влияющим на организмы растений и животных.

Один из важнейших экологических факторов — магнитное поле Земли. Оно несет информацию организмам для их ориентации в пространстве. Магнитное поле используют рыбы при миграции из одного водоема в другой, птицы — при перелетах с севера на юг и наоборот и т. д.

Внешняя (экологическая) информация тесно связана с внутренней. Она влияет на внутриорганизменные информационные процессы и, следовательно, на состояние организма. Но и организмы могут влиять на окружение, внешнюю информацию, воспринимаемую ими. Влияние организмов на экологическую информацию проявляется в разных формах: изменением своего окружения в процессе обмена веществ с внешней средой; созданием местообитаний (нор, гнезд и т.д.). Некоторые виды организмов изменяют окружающую среду при помощи генерации звуков и других сигналов. Так, летучие мыши во время полета генерируют и подвергают внешнюю среду ультразвуковым колебаниям. Ультразвуки, отраженные от объектов окружающей среды, ими воспринимаются (эхолокация) и используются для регуляции своего поведения.

Способность растений и животных воспринимать экологическую информацию — одно из необходимых условий их жизнедеятельности. Механизмы восприятия информации у организмов разных таксонов неодинаковы. Лучше всего они изучены у млекопитающих и птиц. Оптические сигналы ими воспринимаются глазами, звуковые — слуховым аппаратом, химические — органами обоняния и осязания. Практически ничего неизвестно о том, какие органы воспринимают информацию у низших животных, например у червей. Не изучены органы восприятия информации у растений.

Количество информации, поступающей организму из внешней среды, беспредельно. Но она воспринимается организмом лишь отчасти. Организмы «отбирают» и используют только ту информацию, которая важна и необходима для их роста, развития и размножения. Ограничения в восприятии информации носят адаптивный характер. И. Иллис (1988) отмечал, что иксодовый клещ — паразит теплокровных животных — воспринимает окружающий мир в форме трех сигналов: свет — темнота; тепло — холод; наличие или отсутствие запаха масляной кислоты. Этих сигналов вполне достаточно, чтобы самка клеща могла найти животное-хозяина и напиться его кровью. Пробираясь к свету, клещ взбирается на ветку дерева. Ощущение тепла и пота (масляной кислоты) служит сигналом того, что теплокровное животное (дикое или домашнее) проходит непосредственно под местом, где он притаился. Клещ «пикирует» вниз и «приземляется» на тело животного-хозяина. Затем он впивается в кожу, всасывает кровь, что позволяет паразиту осуществить свой жизненный цикл и оставить потомство.

В ходе эволюции биосферы через механизмы естественного отбора экологическая информация изменяла организмы, их генетический код. Можно сказать, что генетическая информация ныне живущих растений и животных — результат влияний информационного экологического фактора, действовавшего в длинном ряду поколений предков. Генетическая информация растений и животных имеет важное экологическое значение, так как в процессе длительной эволюции организмы приобрели свойство реагировать на сигналы, предвосхищающие события. К таким внешним информационным факторам можно отнести продолжительность светового дня — показатель времени года, высоту солнца над горизонтом — меру периода суток. Так, ежедневное укорочение светового дня предвещает наступление осенних и зимних холодов. Генетическая программа растений и животных «запускает» процессы, обеспечивающие подготовку организмов к осени и зиме. У многих видов растений созревают семена (плоды), опадают листья и т. д. В условиях климата с четко выраженной сезонностью у животных и птиц возникают миграции (переселения) в более теплые регионы. Например, северные олени, обитающие летом на полуострове Таймыр, перемещаются к югу, в лесотундру. Многие виды птиц из Заполярья перелетают в субтропики и тропики. У некоторых видов животных, например у медведей, резко снижается обмен веществ, и они впадают в зимнюю спячку. У многих видов млекопитающих, в том числе домашних животных, отмечают сезонные изменения теплоизоляции тела. С приближением холодов у них увеличиваются густота шерстного покрова и толщина меха.

Световой режим служит основным фактором-сигналом, регулирующим суточную ритмику физиологических процессов, протекающих в организме большинства видов животных, в том числе сельскохозяйственных млекопитающих и птиц. Чередование времени покоя и деятельности в течение суток может быть изменено искусственной сменой светового режима. В условиях эксперимента ученым удалось ускорить суточный режим жизнедеятельности кур в 2 раза. В течение одних астрономических суток было создано 2 дня и 2 ночи, и всего лишь за 24 ч от кур получали по 2 яйца.

На воздействие экологической информации организмы отвечают по-разному. Их реакция зависит от формы информации (звуковые, оптические или иные сигналы), ее содержания, количества (дозы, интенсивности). Одни виды организмов реагируют на оптические сигналы, другие — на звуковые, третьи — на химические, четвертые — на комплексные (цвет и запах; цвет, запах ц звук; цвет, запах, звук и температура и т. д.).

Например, одни виды насекомых-опылителей реагируют на окраску цветка, другие — на запах, третьи — одновременно и на то, и На другое.

Ряд экологических информационных факторов обладает резко выраженной видовой специфичностью. К ним можно отнести феромоны. Термином «половые феромоны» обозначают химические соединения, выделяемые самками для привлечения самцов и повышения их половой активности. Феромоны, выделяемые самцами, активизируют половую активность самок. Специфичность сигнального действия половых феромонов широко и эффективно используют для разработки нехимических методов борьбы с насекомыми — вредителями сельского хозяйства.

Одни виды информации стимулируют организм, другие, наоборот, угнетают. В стадах лошадей, крупного рогатого скота, овец и других видов животных общий вид, запах, исходящий от находящейся в охоте самки, стимулируют половую реакцию самца. В свою очередь, информация, исходящая от самца, стимулирует половую активность самок (Никитин).

Информация, исходящая от животных-доминантов, угнетает животных более низкого ранга. Такое действие доминантов на низкоранговых животных отмечено как у диких, так и у домашних животных. При изучении внутрипопуляционных взаимодействий у крыс установлено, что информация, исходящая от доминанта (общий вид агрессора), может стать причиной смерти низкорангового животного-жертвы, Т. е. крыса-доминант-агрессор может убить своего сородича одним лишь видом, своей позой, не прикасаясь к жертве.

Резко выраженная стрессовая реакция организма животных- жертв наблюдается при виде хищника-агрессора. Угроза гибели животного от пожара или наводнения может стать причиной его заболевания неврозом.

Реакция организма животных на информационный экологический фактор зависит не только от его качества, но и от количества (интенсивности). Примером может служить ответная реакция животных на воздействие звуковой сигнализации (шума). Естественный шумовой фон влияет на организмы благоприятно — он является одним из немаловажных факторов оптимального функционирования особей, популяций и биоценозов. Естественным считается шум, равный звукам, возникающим при течении рек, движении ветра, шелесте листвы, дыхании животных и т. д. Резкое снижение или, наоборот, повышение шумового фона — лимитирующий фактор, негативно влияющий на организм. Тишина вредна, так как при абсолютной тишине нарушаются функции нервной системы. «Мертвая» тишина в космическом корабле негативно влияет на психологическое состояние космонавтов, их клинико-физиологический статус. Негативное влияние на организм оказывают и слишком сильные шумы. Они обладают раздражающим действием, нарушают деятельность органов пищеварения и обмена веществ у млекопитающих и птиц.

Влияние шумового экологического фактора на растения изучено недостаточно, однако имеются сведения, что музыка может стимулировать их рост и развитие.

Жизнедеятельность животных может изменяться под влия- ниєм недостатка или избытка внутрипопуляционной информации. В условиях длительной (трехмесячной) изоляции крыс возникают симптомы раздражительности, агрессивности, расстройств деятельности нервной системы и нарушение обмена веществ в организме. Признаки болезни исчезают после возвращения крыс в сообщество себе подобных. Недостаток внутрипопуляционной информации служит причиной самопогрызания пушных зверей. Вспышки болезни отмечены в хозяйствах по выращиванию соболей, норок, лис, песцов. Болезнь характеризуется периодическими приступами беспокойства, возбужденные звери грызут свой хвост, лапы, другие части тела. От нанесенных самим себе травм многие животные погибают. Смертность достигает 20 %.

Причина возникновения самопогрызания пушных зверей до последнего времени оставалась невыясненной, однако все же удалось установить, что самопогрызание пушных зверей — информационно-популяционная болезнь. Она является следствием дефицита внутрипопуляционной информации для щенят после их отсадки от матери и от помета. Оказавшись в одиночестве, щенок лишен возможности общаться с себе подобными и, следовательно, реализовать врожденный рефлекс (инстинкт) подражания. Он вынужден играть не со своими сородичами, а сам с собой, с частями своего тела, и в первую очередь со своим хвостом. Подобного рода неестественная игра заканчивается в конечном счете травмой. Использование закономерностей популяционной экологии позволило разработать такую технологию выращивания соболей, которая надежно предупреждает возникновение самопогрызания. Суть ее в том, что соболят отсаживают от матерей не в одиночку, а парами или группами. Наряду с этим обеспечивают оптимальные условия кормления и содержания животных.

Неблагоприятное влияние информации отмечено также при скученном содержании крупного рогатого скота, свиней, овец, кур. Увеличение плотности популяций сопровождается возрастанием интенсивности потока информации на каждую особь. Избыток информации приводит к стрессу, задержке роста и развития животных. Нарушается развитие зародышей в утробе беременных коров, овец и свиней. Возникают аборты (выкидыши). Воспроизводительная функция популяции подавляется.

Заболевания животных в результате воздействия информационного экологического фактора слишком высокой интенсивности Можно предупредить при помощи регуляции и оптимизации потоков внутрипопуляционной сигнализации.

Таким образом, информация как экологический фактор должна учитываться при проведении экологически обоснованных мероприятий по повышению эффективности растениеводства и животноводства. 2.5.

<< | >>
Источник: Н. А. Уразаев, А. А. Вакулин, А. В. Никитин и др.. Сельскохозяйственная экология— М.: Колос. — 304 с.; ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).. 2000

Еще по теме ОРГАНИЗМЫ:

  1. Незримая защита организма
  2. 1.3. От механизма к субъекту: развитие форм саморегулирования «коллективных организмов»
  3. Общество. Социально-исторический организм. Культура
  4. ОРГАНИЗМЫ
  5. Старение организма п продолжительность жизни
  6. Прокариотические организмы
  7. Защитные реакции организма
  8. 7.1 Принципы и типы экологической классификации организмов.
  9. Живые организмы как среда жизни
  10. Накопления нефтепродуктов в морских организмах
  11. Зависимость жизнедеятельности организмов от концентрации минеральных солей.
  12. Приложение № 3. Возможная роль экскретов в заселении Земли идругих планет живыми организмами
  13. МИКРООРГАНИЗМЫ
  14. Абиотические и биотические факторы среды и их влияние на живые организмы
  15. ДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВНА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ. ТОКСИЧНОСТЬ