Symbiosis and evolution

Lecture №5. A biocenosis. Types of communications and mutual relations between organisms

Content

1. A biocenosis

2. Types of communications and mutual relations between organisms

1. A group of organisms in a self-sufficient community naturally occupying a small area with a uniform environment throughout. In the field of paleontology, it is one of three types of fossil communities, which depends on the condition and completeness of the community when found. Biocenosis is the most complete type, able to offer the most information about what the community was like when it was alive.

(biocoenose, biocenose, biotic community, biological community, ecological community), coined by Karl Möbius in 1877, describes the interacting organisms living together in a habitat. This term is rarely used in English, as this concept has not been popularized in Anglophone countries. Instead, English-speaking scientists normally use the terms ecosystems or communities.

Descriptors in an ecosystem are:

• Zoocoenosis for the faunal community,
• Phytocoenosis for the floral community,
• Microbiocoenosis for the microbial community.

Ecosystems

An ecosystem, as originally defined by Tansley (1935), is a biotic community (or biocoenosis) along with its physical environment (or biotope). In ecological studies, biocoenosis is the emphasis on relationships between species in an area. These relationships are an additional consideration to the interaction of each species with its physical environment.

Leading component in the biocoenosis is phytocoenosis. It defines what there will be zoocoenosis and microbiocoenosis.

3. Types of communications and mutual relations between organisms

Alive organisms are definitely connected to each other.

Types of relations between organisms. Influence of one species on another can be positive, negative and neutral. Thus different combinations of types of influence are possible. There are neutralism, mutualism, commensalism, predatoriness, parasitism, a competition, amensalism.

Neutralism is a cohabitation of two species in one territory, not having for them neither positive, nor negative consequences. For example, squirrel and elks do not affect to each other.

Mutualism (biology), symbiotic interaction between different species that is mutually beneficial.

For example, there are herbivorous hoofed animals and cellulosedestructive bacteria. Cellulosedestructive bacteria live in a stomach and intestines of herbivorous hoofed animals. They produce the enzymes splitting cellulose. Therefore they are necessary to herbivorous animals, which don*t have such enzymes. Herbivorous hoofed animals give to bacteria nutrients and an inhabitancy with optimum temperature, humidity, etc.

C ommensalism

A symbiotic relationship in which one organism derives benefit while causing little or no harm to the other.

Amensalism

Definition of Amensalism: between two species involves one impeding or restricting the success of the other without being affected positively or negatively by the presence of the other. It is a type of symbiosis. Usually this occurs when one organism exudes a chemical compound as part of its normal metabolism that is detrimental to another organism.<br><br> The bread mold Penicillium is a common example of this; penicillium secrete penicillin, a chemical that kills bacteria. A second example is the black walnut tree, which secrete juglone, a chemical that harms or kills some species of neighboring plants, from its roots.

A symbiotic relationship in which one organism is harmed or inhibited and the other is unaffected.

Parasitism. In this association one organism [the parasite] benefits and the other [the host] is adversely affected [weakened, sickened, damaged etc]. This description would also fit the relationship between a carnivore and its live prey and a herbivore and the plant it feeds on, especially if they are very specialized in the food they eat. We normally define parasites as organisms which cannot survive without their host and have special modifications to their body or their life cycle for this association.

A parasitic relationship is one in which one member of the association benefits while the other is harmed. This is also known as antagonistic or antipathetic symbiosis. Parasitic symbioses take many forms, from endoparasites that live within the host's body to ectoparasites that live on its surface. In addition, parasites may be necrotrophic, which is to say they kill their host, or biotrophic, meaning they rely on their host's surviving. Biotrophic parasitism is an extremely successful mode of life. Depending on the definition used, as many as half of all animals have at least one parasitic phase in their life cycles, and it is also frequent in plants and fungi. Moreover, almost all free-living animals are host to one or more parasite taxa. An example of a biotrophic relationship would be a tick feeding on the blood of its host.

Symbiosis (from Ancient Greek σύν "together" and βίωσις "living") is close and often long-term interaction between two or more different biological species. In 1877, Bennett used the word symbiosis (which previously had been used to depict people living together in community) to describe the mutualistic relationship in lichens. In 1879, the German mycologist Heinrich Anton de Bary defined it as "the living together of unlike organisms."

The definition of symbiosis is controversial among scientists. Some believe symbiosis should only refer to persistent mutualisms, while others believe it should apply to any types of persistent biological interactions (i.e. mutualistic, commensalistic, or parasitic).[5]

Some symbiotic relationships are obligate, meaning that both symbionts entirely depend on each other for survival. For example, many lichens consist of fungal and photosynthetic symbionts that cannot live on their own.

Symbiotic relationships include those associations in which one organism lives on another, or where one partner lives inside the other.

Symbiosis and evolution

While historically, symbiosis has received less attention than other interactions such as predation or competition, it is increasingly recognized as an important selective force behind evolution, with many species having a long history of interdependent co-evolution.

Лекция 3.

Биоценоз. Видовая, пространственная и экологическая структуры биоценоза

План

1. Биоценоз. Видовая, пространственная и экологическая структуры биоценоза

2. Местообитание и экологическая ниша

3. Типы связей и взаимоотношений между организмами

1. Биоценоз. Видовая, пространственная и экологическая структуры биоценоза

Биоценоз —совокупность популяций разных видов, оби­тающих на определенной территории. Растительный ком­понент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный - микробоценозом. Ведущим ком­понентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет каким будет зооценоз и микробоценоз.

2. Типы связей и взаимоотношений между организмами

Типы отношений между организмами. Воздействие од­ного вида на другой может быть положительным, отрица­тельным и нейтральным. При этом возможны разные ком­бинации типов воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм, конкуренцию, аменсализм.

Нейтрализм — сожительство двух видов на одной тер­ритории, не имеющее для них ни положительных, ни от­рицательных последствий. Например, белки и лоси не ока­зывают друг на друга значительных воздействий.

Протокооперация — взаимовыгодное, но не обязатель­ное сосуществование организмов, пользу из которого из­влекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралло­вый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распростра­нению актиний и увеличению их кормового пространства.

Мутуализм (облигатный симбиоз) — взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям пи­тательные вещества и среду обитания с оптимальной тем­пературой, влажностью и т.д.

Комменсализм — взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма: синойкия (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Примером синойкии являются взаи­моотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки. Примером трофобиоза служат взаимоотношения крупных хищников и падальщиков. Падальщики, напри­мер гиены, грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными Хищниками — львами.

Хищничество — взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зай­цы. Состояние популяции хищника тесно связано с состо­янием популяции жертв. Однако при сокращении числен­ности популяции одного вида жертв, хищник переключа­ется на другой вид. Например, волки могут использовать в качестве пиши зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягу­шек, насекомых и т.д.

Частным случаем хищничества является каннибализм — умерщвление и поедание себе подобных. Встречается, на­пример, у крыс, бурых медведей, человека.

Паразитизм — взаимоотношения, при которых пара­зит не убивает своего хозяина, а длительное время ис­пользует его как среду обитания и источник пищи. К па­разитам относятся: вирусы, патогенные бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Различают облигатных и факультативных паразитов. Облигатные паразиты ведут исключительно паразитический образ жизни и вне организма хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии (вирусы). Факультативные паразиты ведут паразитический образ жизни, но в случае не­обходимости могут нормально жить во внешней среде, вне организма хозяина (патогенные грибы и бактерии).

Конкуренция — взаимоотношения, при которых орга­низмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут конкурировать за пищевые ресурсы, полового партне­ра, убежище, свет и т.д. Различают прямую и косвенную, межвидовую и внутривидовую конкуренции.

Косвенная (пассивная) конкуренция - потребление ре­сурсов среды, необходимых обоим видам. Прямая (актив­ная) конкуренция — подавление одного вида другим.

Внутривидовая конкуренция — это соперничество меж­ду особями одного вида, межвидовая — между особями разных видов. Межвидовая конкуренция возникает между особями экологически близких видов. Ее результатом мо­жет быть либо взаимное приспособление двух видов, либо замещение популяцией одного вида популяции другого вида, который переселяется на другое место, переключа­ется на другую пищу или вымирает.

Конкуренция приводит к естественному отбору в на­правлении увеличения экологических различий между кон­курирующими видами и образованию ими разных эколо­гических ниш,

Аменсализм - взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнеде­ятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, ель и рас­тения нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса, Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) — влияние одного организма на другой, при утором во внешнюю среду выделяются продукты жизне­деятельности одного организма, отравляя ее и делая не­пригодной для жизни другого. Аллелопатия распростра­нена у растений, грибов, бактерий. Например, гриб-пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятель­ность бактерий. Пеницилл используют для получения пенициллина. Это первый открытый в медицине антибио­тик. В последнее время в понятие «аллелопатия» включают и положительное воздействие.

Дата добавления: 2015-10-29