Ekologia – cz. II – zależności międzygatunkowe

Ekologia – cz. II – zależności międzygatunkowe

W tym wpisie kontynuujemy temat ekologii, tym razem omówimy występujące w przyrodzie zależności międzygatunkowe, poznamy ich przykłady, omówimy wpływ populacji na siebie nawzajem i ponownie przypatrzymy się pojęciu niszy ekologicznej i konkurencji wewnątrzgatunkowej.

Zależności międzygatunkowe

Organizmy żyjące w tym samym środowisku nie są zwykle wobec siebie obojętne, wchodzą ze sobą w zależności bardzo różnych typów, a biolodzy, jak to zwykle biolodzy, wszystkie musieli nazwać.

Podstawowy podział zależności międzygatunkowych to zależności antagonistyczne (wrogie, przeciwne sobie, tak jak mięśnie o przeciwnym działaniu określa się jako antagonistyczne) i nieantagonistyczne (przyjazne, albo raczej niewrogie). W ramach stosunków antagonistycznych wyróżnimy konkurencję, amensalizm, drapieżnictwo, roślinożerność i pasożytnictwo, zaś w ramach stosunków nieantagonistycznych wyróżnimy mutualizm, komensalizm, neutralizm i protokooperacja. każda z tych zależności zostanie tutaj omówiona, ale trzeba mieć na względzie, że definicje różnych terminów bywają różne, np. Bukała wyróżnia symbiozę jako typ pozytywnej zależności międzygatunkowej, a Campbell mianem symbiozy określa wszystkie ścisłe zależności międzygatunkowe.

zależności.png

Stosunki antagonistyczne

Stosunki antagonistyczne określają każdy typ stosunków, gdzie występuje strata jednego lub obu gatunków.

Konkurencja (–/–)

Konkurencja międzygatunkowa to typ zależności, który ma miejsce wtedy, gdy nisze ekologiczne danych gatunków zachodzą na siebie. Przypomnijmy – nisza ekologiczna to ogół sposobów, na jaki organizm wykorzystuje zasoby środowiska, czyli jak się wpasowuje w ekosystem. Zasoby środowiska są ograniczone, dlatego jeśli nisze ekologiczne zachodzą na siebie (np. organizmy jedzą to samo), to zaczną te organizmy ze sobą walczyć. Jeśli któraś z populacji jest lepiej dostosowana do środowiska, np. potrafi efektywniej zdobywać pożywienie, to ta populacja zacznie powoli wypierać tę drugą, co nazywamy wyparciem konkurencyjnym.

Wyparcie konkurencyjne może zmusić jedną populację do zmiany siedliska, a jeśli nie ma gdzie uciec, bo jest na przykład orzęskiem na szalce Petriego, jak to miało miejsce w eksperymencie Gausego, to konkurencja może prowadzić nawet do wymarcia jednego z gatunków. Inną konsekwencją konkurencji jest zawężenie niszy zrealizowanej danej populacji. Modelowym przykładem są tutaj konkurujące ze sobą gatunki pąkli (to coś, co się przyczepia do spodu statków) żyjące na wybrzeżu Szkocji. Jeden z gatunków rozprzestrzeniłby się chętnie bardziej w morze, ale nie może, bo jest tam już zasiedlony inny gatunek pąkli. Po sztucznym usunięciu konkurenta, zrealizowana nisza ekologiczna pierwszego gatunku pąkli rozszerza się, czyli pąkiel rozprzestrzenia się głębiej do morza.

25748539424_623a997d37_o.jpg
Photo by James St. John on Foter.com / CC BY

Częścią niszy ekologicznej jest również czas bytowania. Jeśli dwa organizmy mają takie same nisze ekologiczne, walczą o te same zasoby środowiska, ale różnią się chociaż jednym elementem, w tym wypadku czasem bytowania, to konkurencja nie zachodzi. Może wręcz dochodzić do sztucznego dostosowania czasu korzystania z zasobów (lub innego elementu niszy) celem zmniejszenia konkurencji. Konkurencja międzygatunkowa jest niekorzystna dla obydwu konkurujących gatunków, dlatego obydwa będą dążyć do jej ograniczenia – albo poprzez zawężenie niszy ekologicznej, albo poprzez eliminację konkurenta.

Drapieżnictwo (+/–)

Termin drapieżnictwo odnosi się do zależności, gdzie jeden gatunek zabija i zjada inny gatunek. Obecna jest tutaj wyjątkowa relacja drapieżnik-ofiara, która wymaga szerszego omówienia. Zarówno drapieżnik, jak i ofiara są do swojej roli przystosowani. Ofiary muszą potrafić uciekać lub aktywnie się bronić,  drapieżnicy muszą aktywnie szukać ofiary, zabijać ją i zjadać. Coraz to lepsze dostosowania są konieczne do przetrwania gatunków ofiary i drapieżnika, co określa się mianem ewolucyjnego wyścigu zbrojeń, czy też hipotezą Czerwonej Królowej („Tutaj (…), aby utrzymać się w tym samym miejscu, trzeba biec ile sił”, Lewis Carroll, Alicja po drugiej stronie lustra).

Częstymi dostosowaniami ofiar są mimikramimetyzm, czyli odpowiednio upodobnienie się ofiary do gatunków niejadalnych, niebezpiecznych oraz upodobnienie się ofiary do otoczenia. Można zadać pytanie: czemu organizm upodabnia się do organizmów trujących zamiast samemu stać się trującym? Odpowiedź jest taka, że ewolucja to proces losowy i nie dąży do żadnych określonych celów, więc może i łatwiej by było rzeczywiście stać się trującym, ale niestety nie ma komu tego zgłosić.

alexander-hafemann-578204-unsplash.jpg
Każda kra może być górą lodową, dlatego statek musi uważać na wszystkie.

Roślinożerność (+/–)

Roślinożerność następuje wtedy, gdy jeden organizm żywi się częściami roślin, chociaż jeśli organizm zjada całą roślinę, to można zaryzykować nazwanie go drapieżnikiem. Roślina nie może uciec, ani się schować, dlatego przystosowania roślin do obrony przed roślinożercami to m.in. wykształcenie substancji toksycznych, czy też bycie niesmacznymi. Roślinożercy czasem wyłączają określone receptory smakowe w odpowiedzi na takie przystosowania roślin i ewolucyjny wyścig zbrojeń trwa w najlepsze.

Pasożytnictwo (+/–)

Pasożytnictwo to wyjątkowo skomplikowana zależność międzygatunkowa, gdzie jeden organizm (pasożyt) pobiera substancje odżywcze od drugiego (żywiciel) nie dając nic w zamian. Pasożyty potrafią mieć bardzo skomplikowane cykle rozwojowe, bywają bardzo różne, ale ogólnie można je podzielić ze względu na usytuowanie (zewnętrzne i wewnętrzne) oraz ze względu na konieczność pasożytowania (obligatoryjne i fakultatywne).

Pasożyty

Typowe przystosowania pasożytów to np. haczyki u tasiemców uzbrojonych, dzięki którym utrzymują się w jelicie, albo też oskórek, który chroni przed odpowiedzią immunologiczną organizmu. UWAGA: czasami standardy maturalne zakładają, że brak czegoś nie jest przystosowaniem, co pod względem naukowym jest bzdurą, bo zanik czegoś również ma swoje uzasadnienie ewolucyjne, ale matura rządzi się swoimi prawami. Dlatego brak układu pokarmowego może nie zostać uznany za przystosowanie do pasożytnictwa, ale już wchłanianie substancji odżywczych całą powierzchnią ciała jak najbardziej takim przystosowaniem jest.

Warto też przywołać przykład jemioły, która jest półpasożytem. Zimozielona roślina za pomocą ssawek pobiera od drzewa wodę i sole mineralne, ale fotosyntezę przeprowadza sama.

mistletoe-2201282.jpg

Amensalizm (0/–)

Amensalizm następuje wtedy, kiedy jeden organizm traci, a inny nie zyskuje. Przykładem takiej zależności jest allelopatia, czyli wytwarzanie i wydzielanie do otoczenia substancji szkodliwych dla osobników innych gatunków. Jeden organizm niechcący może załatwić inny na amen. Typowym przykładem jest allelopatia orzecha czarnego, wokół którego nie rośnie nic.

29514597051_2186be9e29_h.jpg
Allelopatia słonecznika Helianthus occidentalis (Photo by wackybadger on Foter.com / CC BY-SA)

Stosunki nieantagonistyczne

O tym typie stosunków mówmy wtedy, kiedy żadna populacja nie traci.

Neutralizm (0/0)

Neutralizm to relacja bardzo rzadko rzeczywiście spotykana w przyrodzie. Zwykle oznacza to, że organizmy po prostu nie mają ze sobą kontaktu.

Komensalizm (0/+)

komensalizmie mówimy wtedy, gdy jeden organizm zyskuje na relacji z innym, ale ten drugi ani nie zyskuje, ani nie traci. Polską nazwą ko-mensalizmu jest współ-biesiadnictwo i daje to automatycznie przykład na tego typu relację – sępy zjadają resztki po lwie. Lwu nie robi to różnicy, on i tak nie będzie tego jadł, a sęp się naje. Co ważne, komensalizm nie opisuje wtedy zależności między sępem i antylopą, a między sępem i lwem. Innym przykładem są „autostopowicze”, czyli organizmy podróżujące na innych organizmach, co tamtym nie przeszkadza.

vulture-1451749.jpg

Symbioza (+/+)

Z relacji czysto pozytywnych możemy wyróżnić protokooperacjęmutualizm, gdzie protokooperacja to zależność fakultatywna, a mutualizm jest zależnością tak ścisłą, że te organizmy nie są w stanie już bez siebie żyć. Taka zależność występuje np. między przeżuwaczami, a bakteriami w ich żołądkach. Protokooperacja to współpraca z obopólną korzyścią, ale nie niezbędna do przeżycia.

Inne warte przywołania przykłady symbiozy to:

  • mikoryza, czyli zależność między grzybem, a drzewem, w którego korzeniach ten grzyb żyje;
  • współżycie korzeni roślin z bakteriami wiążącymi azot atmosferyczny;
  • zależność między roślinami owadopylnymi, a zapylaczami itd.

Szczególnym rodzajem symbiozy jest zależność występująca w porostach. Porost jest ścisłą formą współpracy między grzybem i glonem. Kiedyś określano tę zależność wyłącznie jako symbiozę, obecnie twierdzi się, że jest to rodzaj niewolnictwa, gdzie grzyb dominuje nad glonem. Relacja ta otrzymała nazwę helotyzm.

Regulacja ilości drapieżników i ofiar

Drapieżniki i ofiary regulują nawzajem swoje populacje. Działa to na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego – im więcej jest drapieżników, tym zabijają one ofiar. Im drapieżnicy mają więcej ofiar, tym mniej ich jest w biocenozie. Nagle ofiar jest mało, nie starczy dla wszystkich drapieżników, wzrasta konkurencja wewnątrzgatunkowa, populacja drapieżników zmniejsza się. Nie ma co zabijać ofiar, więc mnożą się na potęgę, znowu jest ich dużo. Dużo ofiar, drapieżnicy mają co jeść, cykl się zamyka.

regulacja

Warto zwrócić uwagę, że czym populacja mniejsza, tym mniejsza konkurencja wewnątrzgatunkowa, bo więcej zasobów środowiska przypada „na głowę”. W ten sposób drapieżnicy niejako chronią populację ofiar przed załamaniem się pod własnym ciężarem.


W, mam nadzieję, ostatniej notatce z ekologii, omówimy sobie sposób działania ekosystemu, przedstawimy przepływ energii i materii w przyrodzie i poruszymy temat różnorodności biologicznej.

Bibliografia

  • Bukała, B. (2013). Biologia. Ekologia z biogeografią i ochroną środowiska. Kraków: Wydawnictwo Szkolne Omega.
  • Campbell, N., Reece, J., Cain, M., Wasserman, S., Minorsky, P., Jackson, R., Stobrawa, K., Strzałko, J., Dabert, J., Urry, L., Dabert, M., Wiland-Szymańska, J., Woźny, A., Słocińska, M., Pacholska-Bogalska, J., Marciniak, P., Kasprzyk, A., Czarniewska, E., Rosiński, G., Rosińska, J., Surmacki, A., Bandel, J. and Szymczak, M. (2016). Campbell biologia. Poznań: Dom Wydawniczy REBIS.
  • Dubert, F., Jurgowiak, M., Marko-Worłowska, M. and Zamachowski, W. (2017). Biologia na czasie 3. Warszawa: Nowa Era.

Licencja Creative Commons
Ekologia – cz. II – zależności międzygatunkowe by Stowarzyszenie Evviva l’arte / Jakub Jędrusiak is licensed under a Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowe License.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.