BIOTINIAI VEIKSNIAI

Kiekvienas organizmas yra veikiamas ne tik negyvosios aplinkos sąlygų, bet ir gyvosios apsupties. Organizmų tarpusavio santykiai nulemia gyvosios aplinkos palankumą. Tai sąlygoja sąveikų tarp rūsių pobūdis, kuris gali būti teigiamas, neigiamas, neutralus tiek is kurios nors vienos, tiek is abiejų pusių (1 lent.).

1 lentelė.Sąveikos tarp rūsių

Plėsrūnai, parazitai ir zolėdziai tiesiogiai lemia energijos perdavimą mitybinėmis grandinėmis. Visos kitos sąveikos daugiau ar maziau sąlygoja energijos ir maisto medziagų apytakos greitį ekosistemoje.

Tik dalis grobio tampa plėsrūnų aukomis. Grobis turi priemonių, apsaugančių juos nuo plėsrūnų, mazinančių tikimybę pakliūti plėsrūnui į nagus. Augalai taip pat turi apsaugos nuo zolėdzių priemonių. Tai ir astrūs kaktusų spygliai, ir stangrūs, kieti ązuolų lapai - tokius nelabai kas mėgsta. Augalai net pasigamina cheminių medziagų, is kurių vienos trikdo suaugusių vabzdzių organizmo medziagų apykaitą, kitos veikia kaip hormonų analogai - sutrikdo normalią organizmo raidos stadijų kaitą. Kai kurie vabzdziai yra prisitaikę gyventi ir maitintis net nuodingų medziagų turinčių medzių audiniais. Mat jie evoliucijos eigoje įgijo nuodus neutralizuojančių fermentų arba ėmė nuodingąsias medziagas kaupti tose kūno vietose, kur jos nekenkia.

Zinoma daug gyvūnų, kurie apsaugai nuo priesų naudojasi maskuotėmis, pvz. gyvalazdės, atrodančios kaip sausos sakelės, į zalius lapus panasūs ziogai ir kai kurie drugiai, kurių sparnų spalva primena medzių kamienus ant kurių jie tupi. Dar vienas apsisaugojimo nuo plėsrūnų būdas - juos gąsdinti. Pietų Amerikoje gyvenantis vabzdys zibintininkas ant galvos turi didelę isaugą panasią į aligatoriaus galvą. Kiti netikėtai uzklupti gyvūnai stengiasi pasirodyti kur kas didesni negu yra is tikrųjų.

Gyvenimas grupėmis, pulkais kartu su kitais gentainiais irgi yra apsaugos nuo plėsrūnų būdas. Pauksčių pulkai, zuvų būriai ir zinduolių kaimenės geriau apsisaugo nuo plėsrūnų. Zuvys dar isskiria chemines medziagas. Pasitaiko, kad kartu maitinasi antilopės ir pavianai. Pavianai greitai pamato plėsrūnus, o antilopės - greitai uzuodzia. Toks būrys naudojasi dviguba apsauga. Visa tai perzvelgus, darosi aisku, kad daugelis apsisaugojimo nuo plėsrūnų būdų - tai struktūrinės ir elgesio adaptacijos. Gyvūnai, kurie gerai maskuojasi, turi laikytis labai ramiai - taip juos sunkiau pastebėti; tie, kurie gąsdina, turi tinkamu momentu greitai sprukti; tie, kurie lyg ir prisidengia kitais gyvūnais, turi laikyti drauge su jais būriuose. Visas sis elgesys - tai prisitaikymas prie nesaugios aplinkos.

Tačiau tarp gyvūnų galima rasti daugybę pavyzdzių, kaip plėsrūnai apgauna savo grobį arba kaip grobis - plėsrūnus. Pavyzdziui, jūrų velniu vadinama zuvis puikiai maskuojasi. Taip ji isvengia priesų ir apgauna savo grobį. Jos taskuota ir karpota oda, didziuliai nasrai ir ploksčias kūnas padeda susilieti su jūros dugnu ir laukti, kol lėtai judanti galvos isauga, panasi į mėsingą kirmėlę, suvilios grobį. Kai zuvis priplaukia pakankamai arti, jūrų velnias plačiai issizioja ir, siurbdamas vandenį, įtraukia grobį.

Parazitų yra visose gyvosios gamtos karalystėse: tarp bakterijų (pvz. streptokokai), protistų (pvz. maliarijos sukėlėjai), grybų (pvz. skalsės), augalų (pvz. amalas) ir gyvūnų (pvz. askaridė). Virusai (pvz. ZIV, gripo) taip pat yra parazitai. Smulkieji parazitai dazniausiai yra endoparazitai, t.y. gyvena seimininko organizmo viduje. Stambieji yra ektoparazitai ir tvirtinasi prie seimininko kūno pavirsiaus specialiais organais, isaugomis. Seimininkas nuo parazitų nukenčia skirtingai - tik susilpnėja arba po tam tikro laiko zūna. Parazitai naudojasi seimininkais visapusiskai - jie čia gyvena, juo maitinasi, neretai dauginasi ir net platina palikuonis. Daugelis parazitų turi pirminį ir antrinį seimininkus. Antrinis seimininkas gali būti tarpininkas, pernesantis parazitą pirminiam seimininkui. Visam parazito gyvenimo ciklui paprastai reikia abiejų seimininkų. Parazito ir seimininko rysiai yra labai glaudūs, tad parazitai paprastai prisitaikę tik toms sąlygoms; jiems seimininkais gali būti tik tam tikros rūsies organizmai. Dėl evoliucijos susiformavo labai sudėtingi rysiai tarp parazitų ir seimininkų.

Mutualizmo, kaip ir parazitizmo galima rasti visose gyvosios gamtos karalystėse. Zmogaus virskinamajame trakte gyvenančios bakterijos yra aprūpintos maistu, o jos mums tiekia vitaminų - molekulių, kurių nesintetiname patys. Termitai visai negalėtų virskinti įprastinio maisto, jei nebūtų jų zarnyne gyvenančių pirmuonių. Sie suvirskina celiuliozę, kurios termitai vieni patys neįveiktų. Mikorizė (gr.mykes-grybas+rhiza-saknis) yra augalo saknų ir grybo hifų mutualistinis rysys. Dabar jau zinoma, kad daugelio augalų saknys sudaro tokius simbiozinius rysius. Hifai didina dirvos mineralinių medziagų tirpumą, augalams palengvina jų įsisavinimą, saugo augalų saknis nuo patogenų ir gamina augalo augimo hormonus. Tuo tarpu grybai is augalų gauna angliavandenių.

Kerpės gali augti ant plikų akmenų, nes kerpių sudėtyje esantys grybai issaugoja vandenį ir istirpina mineralines medziagas, kurias tiekia kartu gyvenantiems dumbliams. Pastarieji savo ruoztu atlieka fotosintezę ir tiekia abejiems organizmams organinio maisto - angliavandenių. Jei sie santykiai būtų tikrai mutualistiniai, kiekvienas is partnerių nelabai galėtų issilaikyti pavieniui. Atrodo, kad kerpių dumbliai gali sėkmingai gyventi ir be grybų, o grybams be dumblių apsieiti labai sunku. Todėl manoma, kad grybai dumblių atzvilgiu is dalies yra parazituojantis organizmas.

Mutualizmui priskiriamos įvairios augalų sąveikos su vabzdziais, pauksčiais, gyvūnais, kurių metu augalai yra apdulkinami arba platinamos jų sėklos. Pavyzdziui, kolibriai, bitės, kamanės bei kiti vabzdziai, besimaitindami nektaru, aplanko daugybę ziedų ir pernesa ziedadulkes nuo vienų augalų ant kitų, tokiu būdu juos apdulkindami, t.y. atlikdami naudingą darbą augalams. Uogomis ir vaisiais mintantys pauksčiai ir gyvūnai, atsidėkodami augalams uz maistą, plačiai paskleidzia jų sėklas, daznai dar ir su trąsų priedu.

Savotiskas skirtingų organizmų sąveikos reiskinys - ankstinių augalų simbiozė su azotą fiksuojančiomis bakterijomis Rhizobium. Sios bakterijos pro sakniaplaukius patenka į saknis, kur savo isskyromis sukelia intensyvų ląstelių dalijimąsi. Tokiu būdu susidaro gumbelis, kuriame liaudiskai vadinamos gumbelinės bakterijos fiksuoja atmosferinį azotą - vieną is svarbiausių cheminių elementų, būtinų augalo augimui ir vystymuisi.

Yra ir tokių simbiozinių rysių, kai vienos rūsies gyvūnas valo kitos rūsies gyvūną, daznai stuburinį. Tai vadinamoji valymo simbiozė. Tarp valytojų yra vėziagyvių, zuvų, pauksčių - visi jie paslaugas teikia stuburiniams. Koralų rifuose gyvenančios stambios zuvys "valymo punktuose" net laukia eilės, kol jas ims valyti mazos zuvelės, nebijančios įplaukti į praziotus stambiųjų zuvų nasrus. Ar valymo simbiozė yra mutualizmo atvejis pastaruoju metu suabejota, nes nėra pakankamai issamių tyrimų.

Kai kurie augalai (epifitai - kerpės, orchidėjos, paparčiai) auga ant medzių sakų. Čia jie gauna daugiau sviesos, bet is medzių nepasisavina jokių maisto medziagų; jų saknys siurbia vandenį ir medziagas is oro.

Lianos - tai augalai plonu stiebu, kurie be atramos negali aukstai pakilti. Lietuvoje sios rūsies augalai yra apyniai, vijoklinės pupelės. Sie augalai nėra parazitai, bet gali kenkti savo atramai, slėgdami savo svoriu bei dalinai uzpavėsindami ir sumazindami fotosintezę. Tiek epifitai, tiek lianos yra gamtoje paplitusi erdvinio komensalizmo forma, daznai vadinama įnamyste.

Pakankamai plačiai paplitusi komensalizmo forma - veltėdystė, kai komensalai maitinasi seimininko maisto likučiais arba jo ekskrementais, augalų saknų isskyromis. Pavyzdziui, Afrikos savanų liūtai turi nemazai komensalų - tai hienos, sakalai, įvairūs pauksčiai ir kiti gyvūnai. Augalų rizosferoje gyvena ir maitinasi saknų isskyromis daugelis dirvozemio gyventojų.

Atidziau panagrinėjus gali paaiskėti, kad komensalizmo rysiai neretai is tiesų yra mutualizmo ar parazitizmo atvejai. Vienas nuo kito netoli ganydamiesi zolėdziai gyvūnai is bandos turi naudos - taip geriau nuo zolės nubaidomi vabzdziai ir kiti gyvūnai.

Ar visi sie pavyzdziai komensalizmas? Kai kurie tyrinėtojai mano, kad pastangos suskirstyti simbiozinius rysius į tris kategorijas (parazitizmą, mutualizmą, komensalizmą) yra bergzdzias darbas. Kiekviena rūsis kitai padaro zalos ar duoda naudos priklauso nuo vertintojo poziūrio. Tik reikėtų prisiminti, kad gamtos ekonomijoje energija veltui nesvaistoma. Tvarka ir harmonija gamtoje yra palaikoma, nuolatos pasalinant is jos visa kas netobula ir neatitinka aplinkos reikalavimų. Kova uz būvį ir natūrali atranka - tai gamtoje įvykusių klaidų ir netikslumų valymo mechanizmas. Dėka jo islieka ir dauginasi tik geriausiai prie gyvenamosios aplinkos prisitaikiusios augalų ir gyvūnų rūsys, isgyvena ir turi palikuonių tik patys sveikiausi, stipriausi, greičiausi individai.

Kova uz būvį ir natūrali atranka gamtoje vyksta dėka visų santykių, sąrysių ir rysių tiek su organizmais (gyvąja aplinka), tiek su negyvąja aplinka. Islieka tik tie, kurie sugeba ne tik prisitaikyti prie abitinės aplinkos, bet ir konkuruoti dėl erdvės ir maisto. Konkurencija atsiranda tuomet, kai vienos ar skirtingų rūsių individai bando naudotis tais pačiais istekliais (pvz. sviesa, erdve, maistu), kurių kiekis yra ribotas. Kol isteklių yra pakankamai, vyksta netiesioginė konkurencija. Organizmams dauginantis, pradeda trūkti erdvės, maisto - konkurencija sustiprėja ir tampa tiesioginė ir aktyvi. Aukstesnieji gyvūnai ir pauksčiai tai isreiskia agresyvumu ir kitokiu elgesiu (pvz. saugant teritoriją). Tuomet silpnesni individai zūna (pvz. augalai nustelbiami, gyvūnai tampa plėsrūnų aukomis) arba eliminuojami is gyvenamosios aplinkos į maziau palankias gyvenimo sąlygas.

Neutralūs santykiai galimi, kai organizmų nesieja mitybiniai rysiai ir kai individai (tos pačios ar skirtingų rūsių) nors ir naudojasi tokiu pat maistu ir ta pačia gyvenamąja erdve, tačiau tarp jų nevyksta konkurencija, nes individų mazai,o maisto ir erdvės resursai dideli. Tačiau tokia neutrali sąveika laikina, nes dėl dauginimosi proceso, anksčiau ar vėliau prasidės konkurencija. Taigi tarp organizmų neutralius santykius apsprendzia konkurencijos ir trofinių rysių nebuvimas, kai jų ekologinės nisos visiskai skirtingos.

Taigi pabandysiu įvardinti dar vieną labai svarbią ekologijai sąvoką - ekologinė nisa.

Ekologai skiria potencialiąją arba fundamentaliąją nisą ir realią arba realizuotą nisą. Potencialiąją nisą sudaro visos sąlygos, kuriose rūsis galėtų isgyventi ir daugintis. Tai sritis, kurioje esančius isteklius viena ar kita rūsis is principo gali panaudoti savo egzistencijai ir dauginimuisi uztikrinti. Tačiau dėl konkurencijos rūsis panaudoja tik dalį fundamentinės arba potencialiosios nisos. Siauresnė sritis, kurioje esančiais istekliais ta biologinė rūsis naudojasi praktiskai vadinama realizuotąja arba realiąja nisa. Taigi, realioji nisa - tai tik tos sąlygos, kuriose is tiesų rūsies individai gyvena ir dauginasi. Pavyzdziui, pusis auga ne visur, kur ji galėtų augti dirvozemio drėgnumo ir derlingumo poziūriu. Eglė (tamsiamėgė rūsis) nukonkuruoja pusį (sviesamėgė rūsis) sviesos poziūriu ir neleidzia pusiai panaudoti visos savo fundamentinės nisos (3 pav.).

3 pav. Pusies ir eglės fundamentinės nisos bei per konkurencinę kovą realizuotos nisos (pagal Pleijel,1994).

Yra ekologinė taisyklė sakanti, kad jei dvi rūsys turi labai panasias ekologines nisas, jos negali sugyventi. Tad gyvybingesnė rūsis nukonkuruoja kitą. Tokia isvada remiasi prielaida, kad tarprūsiniuose santykiuose lemiamas veiksnys yra konkurencija. Tačiau taip būna ne visada, pavyzdziui situaciją gali pakeisti stiprus grobuonių spaudimas.

KLAUSIMAI SAVARANKISKAM DARBUI.

Biotinių veiksnių samprata ir jų svarba organizmams.

Mutualizmo ir simbiozės tapatumai ir skirtumai.

Plėsrūnų ir parazitų elgesio panasumai ir skirtumai energetinėje plotmėje.

Pateikite bent po vieną parazitizmo, komensalizmo ir mutualizmo pavyzdį ir pademonstruokite, kad ne visada lengva atskirti sias simbiozines sąveikas.

Kokios gali būti pozityvios sąveikos tarp organizmų? Įvardykite ir pateikite pavyzdzius.

Kada ir kokiais atvejais yra galima neutrali sąveika tarp organizmų?

Kokios antagonistinės sąveikos gali būti tarp individų ir populiacijų? Įvardykite ir pateikite pavyzdzius.

Kokia ekologinę sąvoką parinktumėte vietai, kurioje organizmas gyvena ir ne tik islieka, bet ir dauginasi?

Nurodykite kurio nors organizmo buveinę ir ekologinę nisą.