Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 12. Подразливість у взаємодіях живих організмів

Поміркуйте

  • У рисі зір бінокулярний, але поле зору не дуже широке. У зайців, на яких полюють рисі, зір не бінокулярний, але поле зору достатньо широке. Чому існує така різниця?

Згадайте

  • Вид
  • Внутрішньовидові взаємодії
  • Форми взаємодії видів
  • Екологічна ніша

Подразливість у внутрішньовидових взаємодіях

Подразливість відіграє важливу роль у взаємодіях організмів. Вона визначає характер та результати взаємодії як на внутрішньовидовому рівні, так і на рівні міжвидових взаємовідносин в екосистемах.

На внутрішньовидовому рівні здатність реагувати на подразнення є важливою під час визначення партнера для розмноження, взаємодії особин різних поколінь, визначення місця тварини в соціальній ієрархії, конкуренції за ресурси.

Вибір партнера для розмноження є важливим фактором еволюційного успіху. Аналіз інформації, яка надходить за допомогою сенсорних систем, дозволяє тварині вибрати найбільш оптимального партнера. Саме так, наприклад, обирають партнера самки солов'я. Вони оцінюють спів самця, який таким чином позначає свою територію, від розміру і якості якої залежить ефективність вигодовування пташенят.

Взаємодія особин різних поколінь є дуже важливою для тварин, які передають свій досвід нащадкам шляхом навчання. Така модель поведінки поширена серед ссавців. Сприйняття інформації від старшого покоління дозволяє дитинчатам тигрів, вовків, слонів, мавп та інших видів суттєво підвищувати свої шанси на виживання. Потреба в ефективній передачі інформації між поколіннями стала однією з причин розвитку другої сигнальної системи в людини.

Для тварин, які утворюють складні соціальні угруповання, визначення місця в ієрархії групи є нагальною потребою. Для цього використовується багато різних способів — від простої бійки до складних форм взаємодій між окремими угрупованнями особин у складі великої групи. Але всі вони можливі тільки завдяки інформації, яка надходить до мозку за допомогою сенсорних систем. Тваринами, для яких така взаємодія дуже важлива, є голуби, леви, павіани, шимпанзе, слони тощо.

Конкуренція між тваринами за ресурси не стосується тільки їжі. До ресурсів відносять і місця водопою, і місця, придатні для розмноження, і укриття від негоди та хижаків. Зазвичай на території проживання певної популяції виду далеко не всі ресурси є в достатній кількості. Тому між особинами виду виникає конкуренція. Для успіху в конкурентній боротьбі тварина повинна або раніше знайти потрібний ресурс, або краще його захищати. В обох випадках успіх значною мірою залежить від ефективності роботи сенсорних систем організму і його здатності до сприйняття подразнень.

Подразливість у міжвидових взаємодіях

У міжвидових взаємодіях подразливість є важливою для багатьох форм взаємовідносин: конкуренції, хижацтва, паразитизму, мутуалізму, коменсалізму тощо. Конкурентна взаємодія на міжвидовому рівні схожа на внутрішньовидову. У цьому випадку ефективність роботи сенсорних систем також впливає на швидкість знаходження та використання ресурсів.

Дуже сильно здатність до сприйняття подразнень впливає на взаємовідносини видів у системі хижак — жертва. У цій взаємодії саме робота сенсорних систем визначає шанси хижака впіймати жертву і шанси жертви втекти від хижака.

Часто особини виду, на який полюють хижаки, взаємодіють між собою для більшого успіху у виявленні та захисті від хижаків. Так, у колоніях гризунів зазвичай одна або кілька особин спостерігають за хижаками, які можуть на них напасти (мал. 12.1). Це суттєво знижує ризик стати жертвою хижака для всіх особин.

Але хижаки також застосовують взаємодію та взаємопідтримку під час полювання, що підвищує їхні шанси на отримання жертви. У такий спосіб полюють вовки, леви та африканські дикі собаки. Саме так полювали і люди до того, як перейшли до сільськогосподарськоговиробництва продовольства.

У випадку коменсалізму та мутуалізму взаємодія без участі сенсорних систем узагалі неможлива. Види, які взаємодіють, можуть знайти один одного тільки за допомогою сенсорних систем. Для видів із мутуалістичними відносинами це питання життя і смерті, бо поодинці ці види вижити не зможуть.

У паразитів ситуація є різною для різних видів. Для тих, які потрапляють в організм хазяїна з допомогою переносників (як малярійний плазмодій, якого переносить комар), робота сенсорних систем не має значення. А для тих паразитів, які активно шукають жертву (наприклад, клопів), чутливі сенсорні системи є запорукою успіху, бо без них вони не зможуть знайти свою жертву.

Значення подразливості для екосистем

Для екосистем подразливість має велике значення в організації внутрішньовидових і міжвидових взаємодій. Від здатності до сприйняття подразнень часто залежить стан популяцій окремих видів, які входять до складу екосистеми.

Крім того, екосистема і сама є біологічною системою. Тому подразливість є однією з її властивостей. На дію тих чи інших подразників екосистема може реагувати, змінюючи співвідношення особин різних видів, перерозподіляючи екологічні ніші вимерлих видів між іншими, перебудовуючи трофічні зв'язки та кругообіг окремих речовин.

Мал. 12.1. Сторожові особини, які стежать за хижаками, трапляються в групах гризунів (бабак), хижаків (сурикат) і копитних (зебра)

Практична робота

Моделювання фізіологічних і поведінкових реакцій організмів на подразники, сформовані іншими організмами екосистеми (у вигляді розгорнутих ілюстрованих схем)

1. Виберіть організм, для якого ви будете складати схеми реакцій.

2. Складіть схему фізіологічних і поведінкових реакцій особини обраного виду на подразники, сформовані: а) особинами свого виду (які відрізняються за статтю, віком чи соціальним становищем у групі); б) особинами іншого виду (який є для обраного виду хижаком, конкурентом чи мутуалістом).

3. Сформулюйте висновки.

Ключова ідея

Подразливість відіграє важливу роль як у внутрішньовидових, так і в міжвидових взаємодіях живих організмів. Вона є одним із факторів, який впливає на екосистеми. Самі екосистеми також є біологічними системами, і подразливість — одна з їхніх властивостей.

Запитання та завдання

1. На прикладі горобця поясніть, яке значення має подразливість для існування організму. 2. Чому передача досвіду нащадкам напряму має переваги над передачею інформації, яка зберігається в геномі? 3. Виберіть одну з екосистем вашого регіону і на конкретних прикладах покажіть, як на її стан впливає подразливість живих організмів.