LZ(4)_6_2015 (Д.Г. Замолодчиков «Экология» - 4 курс)

.Лекция 6.Тема 4. Взаимодействиепопуляций. Часть 2. Эксплуатацияи прочие взаимодействия.ЭкологияЗаведующий кафедрой общей экологииДмитрий Геннадьевич Замолодчиковdzamolod@mail.ruВзаимодействие (+,-): эксплуатацияХищник-жертва Паразит-хозяин Фитофаг-растениеМодель хищник-жертва базируется наэкспоненциальном уравненииdN rNdtМодель хищник-жертва базируется наэкспоненциальном уравненииdN rNdtdN1 r1 N1  p1 N1 N 2dtМодель хищник-жертва Лотка-Вольтерра(1925, 1926)dN rNdtdN1 r1 N1  p1 N1 N 2dtdN 2 p 2 N1 N 2  d 2 N 2dtНахождение условий равновесия дляпопуляции 1dN10dtr1 N1  p1 N1 N 2  0r1 – p1N2 = 0N2 = r1/p1Нахождение условий равновесия дляпопуляции 1 (жертва)dN10dtN2r1 N1  p1 N1 N 2  0r1 – p1N2 = 0r1/p1N2 = r1/p1N1Нахождение условий равновесия дляпопуляции 2 (хищник)dN 20dtN2p 2 N1 N 2  d 2 N 2  0p2N1 – d2= 0N1 = d2/p2d2 /p 2N1Фазовый портрет модели хищник-жертваN2r 1/p 1d 2 /p 2N1Исход 1 – равномерные колебанияN2r 1/p 1d 2 /p 2N1Исход 1 – равномерные колебанияN2r 1/p 1N1d 2 /p 2N12tИсход 2 – постоянные численностиN2r 1/p 1N1d 2/p 2N12tИсход 3 – эффективный хищникN2r 1/p 1Nd 2/p 2N121tИсход 4 – неэффективный хищникN2r 1/p 1Ntd 2 /p 2N121Опыты Г.

Гаузе: туфелька и дидиниумОпыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниумN21tОпыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум сдобавлением пескаNt21Опыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум сдобавлением туфелькиN12tОпыты К. Хаффейкера на двух видах клещей (1958).N12tКолебания в природе: статистика пушнойкомпании Гудзонова заливаБиологические методы борьбы с вредителями:поиск эффективного хищника (паразита).Использование миксоматоза для контролячисленности кроликов в Австралии.Еще один пример из Австралии: кактусопунция и кактусовая огневкаИспользование наездника Agrypon и мухи Cyzenis дляконтроля численности зимней пяденицы в КанадеНеэффективный хищник: около 50% интродукций с цельюбиологического контроля заканчивается неудачейИзвестно около 300 видов насекомых и паукообразных,являющихся энтомофагами колорадского жука. Ни одиниз них не стал эффективным способом контроля жука вЕвразии.Специфика взаимодействия паразит-хозяинКроме питания, паразит использует телохозяина как среду обитания.Это приводит к упрощению строения паразита.Паразитами чаще становятся представителипросто устроенных групп организмов(прокариоты, протисты, черви, членистоногие).Группы паразитовЭктопаразиты и эндопаразитыВременные и постоянные паразитыКонтроль численности жертвыХищники более эффективны при низких уровняхчисленности жертвы.Паразиты более эффективны при высокихуровнях численности хозяев.Поражение саранчевыхэнтомофильным грибкомEmpusa grylliСимбиоз (взаимодействие + +)Облигатный симбиоз (мутуализм) Факультативный симбиоз(протокооперация)Животные – кишечная микрофлораЛактобактерииЖелудок коровыКто «главнее» в организме человека?(По Human microbiome project, 2014)ЧеловекМасса, кгЧисло клетокВремяобновленияклетокЧисло активныхгенов50-100Бактериисимбионты1.5-21014101515 лет3 дня22 тыс.8 млн.Бобовые и азотфиксирующие бактерииКлубеньки на корнях фасолиМикориза: растения и грибыЛишайники: грибы и водорослиУснея бородатаяUsnea barbataЯгельгруппа видов CladoniaРифовые кораллы и зооксантеллы (пирофитовые водоросли)Symbiodinium sp.Турбеллярия и зоохлорелла (зеленая водоросль)SymsagittiferaroscoffensisTetraselmisconvolutaeКомменсализм (взаимодействие + 0)Эпибиоз, эпифития – поселение наповерхности других организмовКомменсализм (взаимодействие + 0)Синойкия – использование для поселенияжилищ других организмовВоробьи частоустраивают гнезда встенках гнезд врановых ихищных птиц.Более 1000 видовнасекомых живут вмуравейниках.Комменсализм (взаимодействие + 0)Зоохория – распространение семянживотнымиКомменсализм (взаимодействие + 0)Форезия – использование другогоорганизма для перемещенияАменсализм (взаимодействие - 0)Антибиоз – угнетение организмов за счетинтоксикации среды другими организмамиПлесневый грибPenicillum выделяетпенициллин, токсичнодействующий набактерии.На самом деле, этопример конкуренции(интерференция).Аменсализм (взаимодействие - 0)При массовом размножениицианобактерии выделяюттоксины, ядовитые для рыб,птиц и млекопитающих, в томчисле для человека.Аменсализм (взаимодействие - 0)Отрицательная средообразующая рольЕльникмертвопокровный– низкоесодержаниебиогенныхэлементов вверхних слояхпочвыАменсализм и комменсализм в одном примереСопровождение малой белой цаплейпасущихся стад с целью поеданияраспугиваемых насекомыхНейтрализм (0 0) – отсутствие очевидныхвзаимодействийПример – белки и лосиВзаимодействие хищник-жертва может подавлятьроль взаимодействия паразит-хозяинДоля больных полевок среди (Microtus arvalis) средидобытых канюками (Buteo buteo) и при сборе ловушками9080Доля особей, %70Добыты канюкамиДобыты ловушками79.260504038.234.5302017.1100Заражены патологическими червямиИмеют патологии внутреннихоргановВзаимодействие фитофаг-растение может приводить кактивизации круговорота биогенных элементов, повышаяпродуктивность растенийПлейстоценовый парк (Якутия, окрестности пос.

Черский)– попытка воссоздания тундростепей за счет интродукциисохранившихся видов мамонтового комплекса (зубр,овцебык, якутская лошадь)Симбиотическое взаимодействие плодоядныхживотных и плодовых растенийСеменоядные виды часто способствуютраспространению семянСибирский кедр размножается и расселяется изтайников, устраиваемых белками и кедровкамиСимбиоз цветовых растений и насекомыхопылителей.