3.3. Биотические факторы

Распределение организмов в биосфере и их жизнедеятельность (питание, размножение, защита, расселение) неразрывно связаны не только с абиотической, но и с биотической средой. Живые существа могут служить источником пищи для других организмов, являться средой их обитания, способствовать их размножению и т.п. Действие биотического окружения может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов, например, изменение состава почвы, микроклимата под пологом леса и т.п.

Все виды прямого или косвенного влияния одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания относятся к биотическим факторам.

Представители каждого вида способны существовать в такой биотической среде, в которой связи с остальными организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. Ареалы распространения и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Основными формами проявления таких связей служат пространственные и пищевые (трофические) взаимоотношения, на базе которых формируются сложные цепи и сети питания.

Отношения между живыми организмами являются одним из основных регуляторов численности и пространственного распределения организмов в природе. Животные, например, многие насекомые, поедающие растения, а также паразиты, хищники являются естественными факторами среды по отношению к своим хозяевам, жертвам и т.п. При этом каждый живой организм вступает с другими в разнообразные отношения, как с положительными, так и с отрицательными для себя последствиями. С одной стороны связь с другими организмами обеспечивает питание и размножение, возможность защиты, смягчает неблагоприятные условия среды. В то же время биотическое окружение - это и опасность ущерба или гибели. Важное различие между абиотическими и биотическими факторами состоит в том, что биотическая среда эволюционирует. Каждый отдельный вид, оказывая положительное или отрицательное воздействие на другие виды, которые его окружают, вызывает у этих видов адаптивные реакции, определяемые имеющимися у них запасами изменчивости и структурой популяций.

Среди огромного разнообразия форм биотических взаимоотношений различают прямые и косвенные. Прямые – это непосредственное влияние одних организмов на другие. Косвенные – это влияние через изменение комплекса абиотических факторов.

Как уже отмечалось выше, к фитогенным относят факторы воздействия (влияния) растений друг на друга и окружающую среду. Растения, испытывая многообразные влияния от соседних растений, одновременно сами воздействуют на них.

Примером прямых взаимодействий является повсеместно встречающееся переплетение и срастание корней, схлестывание ветвями соседних крон др. Раскачиваясь от ветра, тонкие и хлесткие ветви березы ранят кору и хвою ели, сбивают мягкие молодые иглы.

К прямым контактам относятся такие взаимоотношения между растениями как паразитизм, симбиоз и др. На ивах, ольхе, тополе, травах и кустарниках паразитирует вьющееся растение — повилика. Листья и корни у повилики отсутствуют. Обвиваясь вокруг стеблей хозяина, она внедряется в них присосками и поглощает органические и минеральные вещества. Повилика, нарушая обмен веществ у растений, сильно ослабляет их, задерживает рост и развитие, нередко вызывает гибель. Недавние исследования показали, что повилика способна улавливать запах растений и таким образом находить жертву. На корнях подсолнечника и конопли паразитирует заразиха. У нее мясистый стебель и бесцветные листья — заразиха не имеет хлорофилла и не осуществляет фотосинтез, все необходимые вещества она берет у «хозяина».

Яркий пример симбиоза среди растений представляет микориза - сожительство мицелия гриба с корнями высшего растения, рассмотренного выше. Гифы грибов оплетают корни растения и способствуют поступлению в них воды и минеральных веществ из почвы. В свою очередь грибы питаются отмирающими частями растения. В одном кубическом сантиметре почвы суммарная длина содержащихся в нем гифов достигает двух километров.

Как обнаружили ученые, растения и микроскопические грибы могут выживать при температуре выше, чем 50^ОС, если они действуют сообща. Новый вид симбиоза был обнаружен вблизи горячих источников в Йеллоустонском парке (США).

Грибы, принадлежащие к роду Curvularia, вступали во взаимодействие с корнями травянистого растения Dichantheliumlanuginosum. Как было показано в лабораторных экспериментах, ни один из этих видов поодиночке не мог выживать при температуре 50 ^ОС, тогда как в условиях симбиоза они могли сохранять жизнеспособность даже при температуре 65^ОС. Каким образом взаимодействие между двумя этими видами приводит к повышению термоустойчивости пока непонятно. Предполагают, что грибы могут отводить излишки тепла от растения, либо оба организма обмениваются химическими веществами, защищающими их от перегрева.

В любом случае это новый пример симбиотических отношений, позволяющих двум разным организмам противостоять условиям окружающей среды.

Мхи, лишайники, водоросли, папоротники и некоторые цветковые крепятся к древесным растениям. Не являясь паразитами, они самостоятельно производят необходимые вещества посредством фотосинтеза, от хозяина берут на переработку только выделения и отмирающие ткани. Такие растения называют эпифитами, их особенно много в тропиках.

Нередки в природе косвенные взаимоотношения между растениями. Посредником здесь являются животные и микроорганизмы. Всем хорошо известно опыление растений насекомыми и птицами. Насекомые, участвующие в опылении, переносят пыльцу от одного растения к другому, осуществляя контакты между ними. Известно около 2000 птиц, которые опыляют цветки в поисках нектара или при ловле насекомых, ищущих убежище в их венчиках.

Косвенные взаимоотношения между растениями выражаются также в изменении растениями окружающей среды. Любое растительное сообщество влияет на совокупность абиотических характеристик среды своего обитания. Примером может служить взаимовлияние растений через изменение факторов микроклимата (ослабление солнечной радиации при затенении почвы, перехват осадков кронами деревьев и др.). Так, ель, затеняя почву, вытесняет из-под своего полога светолюбивые виды, формируя среду для поселения теневых и тенеустойчивых видов.

Еще один путь взаимовлияния растений – взаимодействие между ними посредством различных химических выделений. Растения в результате жизнедеятельности выделяют в окружающую среду различные химические вещества, воздействие которых по-разному сказываются на другие растения. Например, выделения фасоли отрицательно сказываются на росте яровой пшеницы. Корневые выделения пырея воздействуют на растущие вблизи с ними другие травянистые растения и даже деревья. Летучие вещества - фитонциды, выделяемые листьями черемухи, убивают различные виды бактерий, отпугивают мух. Большое количество летучих веществ, токсичных для многих микроорганизмов, выделяют можжевельник, сосна, тополь, эвкалипт.

Зоогенные факторы – это воздействие животных друг на друга и на окружающую среду. К факторам воздействия животных на растительность, прежде всего, относится поедание растения целиком или отдельных его органов. Такие животные носят название фитофаги (от греч. фитон – растение и фагос – пожирающий). Фитофагами могут быть крупные животные (лоси, олени, косули, кабаны), мелкие зверьки (зайцы, белки, мышевидные грызуны), разнообразные птицы (рябчик, тетерев, глухарь), многочисленные представители насекомых-вредителей и др.

Объедание животными ветвей и побегов изменяет форму кроны деревьев. Растения, повреждаемые животными, приобретают защитные приспособления (колючки, шипы), усиленно наращивают оставшиеся листья. Много вреда растениям наносят землерои (кроты, суслики). Они поедают не только надземные части растений, но и клубни, луковицы, корневища. Воздействие животных на растения довольно моногообразны и сказываются на регулировании численности видов в природных сообществах.

Действие зоогенных факторов непосредственно в среде животных (воздействие животных друг на друга) проявляется главным образом в виде паразитизма, хищничества и конкуренции.

Многие виды животных активно воздействуют на среду. Например, живые организмы играют важнейшую роль в процессах образования и функционирования почвы. Множество организмов различных групп, обитающих в почве, проделывают ходы и норы, тем самым способствуют перемешиванию и аэрации почвы, облегчают рост корней. Проходя через пищеварительный тракт червя, почва измельчается, минеральные и органические компоненты перемешиваются, структура почвы улучшается.

В хорошей почве число червей доходит до 5 млн на 1 гектар. Сквозь ходы, прорытые ими, в почву попадает дождевая вода, проникает воздух, необходимый для жизни почвенных бактерий и грибов, перерабатывающих вещества почвы в природные удобрения для растений. Уже на глубине 2 м корни растений не могут сами пробить себе дорогу в твёрдой, слежавшейся почве и следуют вдоль нор червей. Ходы, прорытые червями, не разрушаются очень долго, т.к. их стенки покрыты слоем слизи, склеивающей частицы почвы.

Выделяют ещё одну группу биотических факторов – микробогенные, к которым относят воздействие простейших микроорганизмов на другие живые существа и на среду обитания. Некоторые бактерии синтезируют антибиотики, которые тормозят рост других простейших и растений. К прямым контактам относятся такие взаимоотношения между микроорганизмами и другими живыми существами как паразитизм и симбиоз (см. выше). В растительных сообществах за счет симбиоза с микроорганизмами растения обеспечиваются минеральным питанием, защитой от патогенов и растительноядных животных, а иногда регуляцией развития. Эти функции выполняют различные внутриклеточные симбионты.