Биотические факторы Лекция 3 План лекции Консорция

Биотические факторы. Лекция 3

План лекции Консорция n Типы взаимоотношения растений с консортами n

Общие понятия о консорциях. Консорция – структурная единица биоценоза, в которой автотрофы (растения) объединены с другими организмами. n Представление о консорциях в их современном понимании было введено В. Н. Беклемишевым (1951) и Л. Г. Раменским (1952). n

Состав консорции n Консорция состоит из центрального ядра (детерминанта консорции) и связанных с ним трофически или топически организмов, называемых консортами.

Схема консорции

Первый концентр источник энергии - растение трофическая связь животныефитофаги, сапротрофы, эккрисотрофы топическая связь паразиты, симбионты эпифиты, лианы, животные, гнездящиеся на детерминантах

Второй концентр источник энергии – первый концентр (как в живом, так и в отмершем состоянии, а также экскременты животных-фитофагов и сапрофагов) зоофаги, зоопаразиты, микофаги, бактериофаги, сапротрофы второго порядка, в том числе копротрофы.

Структура последующих концентров консорций аналогична.

Детерминант консорции автотрофный организм автотрофно детерминированная консорция гетеротрофный организм гетеротрофно детерминированная консорция

Детерминант консорции отдельная особь индивидуальная консорция популяционная консорция видовая консорция

Состав консорции березы n n n n n 91 вид паразитных грибов 36 видов микоризообразующих грибов 46 видов эпифитных лишайников 7 видов эпифитных печеночников 16 видов лиственных мхов, 8 видов клещей, 574 видов насекомых, 8 видов птиц, 9 видов млекопитающих – всего 803 вида, не считая эпифитных водорослей и бактерий

Взаимоотношения между растениями и их консортами. Тип Ви Ви взаимоотно д д шения А Б Конкуренция – – Нейтрализм 0 0 Мутуализм + + Комменсализм + 0 Аменсализм – 0 Хищничество + – Паразитизм + – Примечание. 0 – нет влияния на данный

Взаимоотношения между растениями и их консортами. оказывающие отрицательное воздействия на растение, но выгодные для консортов (паразитизм и хищничество); n взаимовыгодные как для растений, так и для их консортов (мутуализм); n выгодные для консортов, но не оказывающие сколь бы то ни было значительное воздействие на растение (комменсализм). n

Животные, поедающие живые органы растений Фитофаги используют энергию и пластические вещества растений для поддержания своей жизнедеятельности и, тем самым, ослабляют их. n Среди животных различают моно- и олигофаги, питающиеся одним или немногими видами растений, и полифаги, поедающие многие виды растений. n

Механизмы приспособления растений морфологические шипы, колючки, сильное опушение токсины, детерренты, репелленты перераспределение запасных веществ физиологические более высокая скорость отрастания побегов оставшиеся неповрежденными листья увеличивают интенсивность фотосинтеза

Влияние фитофагов на фитоценоз n n n Как правило, даже при массовом размножении фитофагов происходит частичное, а иногда и полное отмирание лишь некоторых видов растений, входящих в состав соответствующего фитоценоза. Довольно часто продуктивность растений, не поедаемых или очень плохо поедаемых фитофагами, может, наоборот, увеличиваться. Иногда воздействие фитофагов может коренным образом менять структуру растительных сообществ.

эпизоотия зеленой дубовой листовертки

эпизоотия зеленой дубовой листовертки площадь поверхности листьев дуба может уменьшаться на 70% ослабление перехвата листвой атмосферных осадков возрастание поступления в почву элементов минерального питания увеличение освещенности уменьшение потребления воды деревьями Травяной покров и подлесок становятся более обильными и более флористически богатыми

Паразиты животные вирусы высшие растения бактерии грибы водоросли

Паразиты получают от хозяина вещество и связанную в нем энергию, чем снижают его жизнедеятельность выделяют в тело хозяина свои метаболиты

Влияние паразитов поражают фотосинтезирующий аппарат сокращают его поверхность выделяют в ткани растения токсины задерживают рост и развитие нарушают воспроизводящую систему снижают семенную продуктивность Паразиты могут либо убить растение, либо настолько его ослабить, что под влиянием здоровых конкурентов оно гибнет

Грибные и бактериальные паразиты n n n распространены очень широко: они, вероятно, встречаются во всех наземных фитоценозах и поражают как наземные, так и подземные органы растений. Как правило, фитопатоген и растение-хозяин прошли длительный путь совместной коэволюции и взаимного приспособление друг к другу. Если фитопатоген и растение-хозяин оказываются эволюционно не сопряжены, что иногда может приводить к плачевным результатам.

Пример: Castanea dentata Endothia parasitica

1904 год n гриб случайно занесен в Северную Америку

через 20 лет n из-за поражения Endothia parasitica погибло большинство деревьев каштана в северо-восточных штатах

еще через 20 лет n каштан погиб почти по всей области своего распространения в США.

Итог n В результате этой, повидимому, самой крупной ботанической катастрофы погибло свыше 3, 5 млрд. деревьев каштана и произошла коренная смена растительных сообществ.

Животные-паразиты n n Из животных-паразитов наибольшее влияние на растения оказывают, вероятно, почвенные нематоды. Применение нематоцидов (химических препаратов, уничтожающих нематод) в смешанной прерии США привело к увеличению урожая на 50%.

Растения-паразиты Паразитический образ жизни ведут представители более 500 видов из 52 родов и 9 семейств высших сосудистых растений. n Они не имеют хлорофилла и, являясь гетеротрофами, питаются за счет растений-хозяев. n Распространены они главным образом в теплых регионах планеты. n

В Беларуси n паразитами являются представители семейств Повиликовые (Cuscuta) и Заразиховые (Orobanche).

Растения-полупаразиты n n Свыше 2000 видов высших растений являются полупаразитами. В отличие от полных паразитов, они имеют фотосинтезирующий аппарат и хотя бы частично обеспечивают себя энергией. В то же время воду и минеральные вещества они потребляют из тканей хозяев либо полностью, либо частично, если имеют собственную корневую систему.

n при массовом развитии погремков (100 и более особей на 1 м 2) общая урожайность луговых фитоценозов может снижаться на 20 -25 %.

n n Омела белая (Viscum album), в массе развиваясь на деревьях, не только использует воду и минеральные вещества хозяина, но еще и является конкурентом дерева за свет. При чрезмерном развитии омела может приводить к обламыванию отдельных ветвей дерева, особенно зимой во время сильных снегопадов.

Мутуализм Микориза n Азотфиксирующие симбиотические бактерии, актиномицеты и синезеленые водоросли n Сапротрофные грибы и бактерии n

Микориза

Обнаружена у всех голосеменных и почти у 80 % покрытосеменных. n Редко встречается микориза лишь у водных и околоводных растений, а также у растений, поселяющихся на субстратах с еще не сформированной почвой (многие крестоцветные, маревые, амарантовые, маковые и др. ). n Микоризы нет также у большинства насекомоядных и паразитных растений. n

Азотфиксаторы n n n только прокариоты (бактерии, актиномицеты и сине-зеленые водоросли) служат одним из существенных источников азота для растения в зависимости от экологических условий и видовой принадлежности способны фиксировать 10 -200 кг/га атмосферного азота в год (Anabaena в листьях Azolla – до 300 кг/га в год)

Сапротрофные грибы и бактерии осуществляют минерализацию органических остатков, делая доступными для растения те вещества, которые в них содержатся; n образуют гумус почвы. n

Комменсализм взаимоотношения между растениями и ризосферными бактериями; n с водорослями, грибами, лишайниками и мхами, поселяющимися на коре деревьев; n с птицами и летучими мышами, поселяющимися в дуплах, и др. n

Фитогенное поле n сфера влияния одного растения на окружающую его среду и соответственно на занимающие эту среду организмы.

Растение транспирация листья, стебли расходование элементов минерального питания опад иссушение почвы затенение обеднение почвы обогащение почвы перераспределение веществ в почве

Изменение экологической обстановки и напочвенного покрова под елью по профилю ствол (С) – край кроны (КК). По оси абсцисс – расстояние от ствола, по оси ординат – признак. 1 – толщина кроны (по вертикали); 2 – сквозистость кроны; 3 – осадки; 4 – максимальная температура; 5 – опад; 6 – толщина подстилки; 7 – толщина нижней разложившейся части подстилки; 8 – р. Н подстилки.