И это один из самых агрессивных хищников наших пресных вод! Чего стоит хотя бы такой факт: добычу он преследует настолько упорно, что теряет контроль над собой, выскакивает на очень мелкие места, даже на берег, где и гибнет. Или другой факт: на втором месяце жизни он уже заглатывает молодь других рыб. Многие считают, что судак и щука - заклятые враги: они всегда воюют. Война заключается в том, что они стремятся выжить друг друга из хорошей ямы...

Путешествуя по волжской дельте в куласе - одноместной лодке, я завернул в ерик, поразивший меня мрачностью и таинственностью. За это, видимо, его и назвали Лешачьим. Он совсем небольшой - в длину всего с сотню метров, вытекает из Чилимного ерика - довольно широкого, покрытого узорчатыми листьями чилима - водяного ореха, а впадает... Об этом трудно сказать: устья у него, собственно, нет. Берега густо заросли молодыми ивами и старым, почерневшим тальником. В конце Лешачьего они соединились наклонившимися над водой кронами и образовали зеленый тоннель, а затем - тупик. Поэтому здесь было прохладно и темно даже в полдень. С нижних веток деревьев и кустов свисали высохшие водоросли, похожие на большие черно-зеленые космы, попавшие сюда при высокой воде. Еще дальше лежали два полузатонувших разлапистых осокоря, принесенных весенним половодьем. Кора с них давно спала, а вода отполировала, и они стали похожи на пожелтевшие кости каких-то давно вымерших животных. Ерик пронизывает чащобу ив и тальника, завал мертвых осокорей и тут же отдает свою воду Большому култуку.

Я ухватился за ветку, касавшуюся борта куласа, и остановил его. В тот же момент показалось, что вот сейчас сквозь живые и мертвые деревья и засохшие водоросли высунется голова лешего и он замогильным голосом спросит:

Ты зачем в мое царство пожаловал? Но шли секунды и минуты, леший не появлялся. Отъехав от тупика на 30 м, я метнул блесну. Она опускалась долго, по леске руке передавалось, как блесна падает с ветки на ветку подводных частей деревьев и кустов. Ожидая, что она вот-вот зацепится, я почувствовал рывок, подсек и стал подматывать леску. Вскоре около борта всплыл ярко-зеленый судак и тут же попал в подсачек. Весил он 1,5 кг. Второй заброс принес еще одного такого же судака. Чтобы поймать третьего, пришлось сделать пяток забросов. После этого моей блесной уже никто не интересовался. Видимо, если судаки в Лешачьем и остались, то я их распугал.

На следующий день я опять заглянул сюда. После первого же заброса поймал 3-килограммовую щуку, следующую - после десятого заброса. Больше поклевок не было. Щук выпустил обратно в ерик - в рыбе я тогда не нуждался. На третий день, как и предполагал, в этом ерике клевали судаки, на четвертый - щуки, на пятый - опять судаки. Чем объяснить такое "расписание"?

Мне довелось там же - на просторах волжской дельты - в одной из ям вперемежку ловить окуней и небольших сомов: казалось, они не так уж враждуют между собой. На Золотице, впадающей в Белое море, спиннингом при дальнем забросе я ловил проходную кумжу, а при ближнем, в маленьких и тихих заводях,- щук. Но не помню случая, чтобы судак и щука жили в одной яме или на одном плесе. Они вечно враждуют. Сегодня, например, "победили" щуки - значит, их в яме или на плесе будет больше, чем судаков. Назавтра оказывалось больше судаков, они давали бой щукам и прогоняли их.

Это отнюдь не бескровные схватки: то одна сторона, то другая оказывалась покусанной. Конечно, на исходе схваток сказываются не только количество и вес особей, но и величина ямы или плеса и количество корма в них.

Тема урока: Взаимоотношения между организмами.

Цель: закрепление и углубление знаний учащихся о многообразии типов взаимодействия между живыми организмами и их значением в жизни видов.

Задачи:

Продолжить формирование у обучаемых когнитивной, коммуникативной и здоровьеберегающей компетентностей через:

систему общих экологических понятий о приспособленности организмов к совместной жизни в сообществах;

иллюстрацию разнообразия биотических связей между организмами,

умение выявлять типы отношений между организмами, давать их краткую характеристику.

воспитание экологической грамотности, бережного отношения к природе;

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения:

словесный (эвристическая беседа с элементами самостоятельной работы);

частично-поисковый (выполнение самостоятельных заданий);

наглядный (заполнение таблицы и работа с иллюстрациями).

Форма работы: индивидуальная, групповая.

Оборудование: проектор, экран, компьютер, презентация, раздаточный материал (тесты, таблица «Биотические взаимодействия», карточки с задачами для работы в группах).

План урока:

I. Организационный момент.

IV. Домашнее задание.

V. Итог урока.

Ход урока.

I. Организационный момент.

Приветствие, запись в журнале.

II. Изучение нового материала.

Тема нашего сегодняшнего урока: «Взаимоотношения между организмами» (слайд 1). Эта тема рассматривалась вами уже неоднократно, начиная с уроков окружающего мира и природоведения и заканчивая уроками общей биологии в 9 классе, поэтому, основная цель урока:закрепить и углубить знания о многообразии типов взаимодействия между живыми организмами и их значением в жизни видов. (слайд 2)

Прежде чем мы начнем говорить об этом, давайте вспомним материал прошлых уроков, для чего я предлагаю вам выполнить небольшой тест: (слайд 3)

Тест «факторы среды»

1. Какие из перечисленных факторов можно отнести к абиотическим:

A - Весенние разливы рек.
Б - Вырубка леса.

B - Внесение в почву удобрений,

2. В лесном массиве был создан заповедник. К какому экологическому фактору можно отнести этот факт?

A - Биотический.
Б - Абиотический.

B - Антропогенный.

3. Под биотическим фактором понимают:

A - Сумму воздействия живых организмов.
Б - Воздействие человека на организмы.

B - Факторы неживой природы.

4. Из перечисленных примеров выберите антропогенный фактор :

A - Свет.

Б - Взаимосвязи между особями в популяции.

B - Развитие промышленности.

5. Отмершие листья деревьев образуют опад, который служит местом
обитания и пищей для многих организмов. К каким факторам относится это
явление?

А - Антропогенные.

Б - Биотические.

В - Абиотические.

Г - Комплексное действие факторов.

Поменяйтесь листочками с выполненными тестами с соседом по парте и проверьте друг у друга правильность ответов (без ошибок – «5»;

Одна ошибка – «4»;

Две ошибки – «3»;

Три и более ошибок – «2»).

Поднимите руки те, у кого тест выполнен без ошибок… с одной ошибкой… с двумя ошибками… с тремя и более… (делаем вывод об усвоении материала)

Переходим к изучению нового материала.

Жизнь любого живого организма невозможна без других организмов. (слайд 4). Его благополучие зависит от многих видов, которые на него воздействуют. Весь мир животных, грибов и значительная часть бактерий живёт за счёт тех соединений, которые создаются растениями. Но и растения не могли бы существовать без микроорганизмов, животных – опылителей и распространителей семян, грибов помогающих питанию корней и других растений, создающих необходимый микроклимат.

Связи между разными организмами называют биотическими. Вся природа пронизана этими связями. Они разнообразны, могут быть прямыми (осуществляются при непосредственном влиянии одного вида на другой, например, хищника на жертву), или косвенными (через влияния на внешнюю среду или на другие виды). (Учащиеся по ходу объяснения учителя делают записи в тетради). Сегодня мы рассмотрим основные типы взаимодействия между организмами.

Существует несколько основных типов взаимодействий между организмами. Подобно большинству биологических категорий, они не являются понятиями с абсолютно четкими границами, поэтому не существует и общепринятой их единой классификации. В качестве примера рассмотрим классификацию «+,0,-» Данная классификация строится по принципу влияния, которое оказывают одни организмы на другие в процессе взаимных контактов. Эти взаимоотношения можно обозначить математическими значками «+», «–», «0» (положительно, отрицательно, нейтрально).

Перед вами лежат таблицы (приложение 1), которые необходимо заполнить в течение урока.

Составьте все возможные сочетания, которые могут использоваться в данной классификации и заполните первый столбец таблицы (слайд 5).

Как видите, в сообществах наземных и водных организмов могут складываться взаимоотношения, различных типов (слайд 6). Рассмотрим их более подробно.

Рассматриваем слайды и отвечаем на вопросы:

Каков характер взаимоотношений между организмами, изображенными на слайде? Аргументируйте свой ответ.

Как называется данный тип взаимоотношений? Дайте его определение.

Многие из типов уже известны учащимся из прежних курсов биологии, поэтому ребята называют их самостоятельно и дают определения. Если возникают затруднения или встречается неизвестное понятие, учитель дает определение и характеризует данный тип взаимоотношений.

В ходе работы заполняем таблицу, определения записываем в тетради.

В природе часто встречаются взаимовыгодные связи между видами организмов, при которых они получают обоюдную пользу, - это многообразные симбиотические взаимоотношения.
Обязательное условие симбиотических отношений - совместная жизнь, определенная степень сожительства организмов.

Мутуализм (облигатный симбиоз). (слайд 7)

Классическим примером симбиоза являются лишайники, представляющие собой тесное взаимовыгодное сожительство грибов и водорослей. Другой пример симбиоза - взаимоотношения термитов и их кишечных сожителей - жгутиковых. Эти простейшие производят фермент, разлагающий клетчатку на сахара. Термиты не имеют собственных ферментов для переваривания целлюлозы и без симбионтов погибли бы. А жгутиковые, в свою очередь, находят в кишечнике благоприятные условия, способствующие их выживанию. В свободном состоянии в природе они не встречаются.

Протокооперация (факультативный симбиоз). (слайд 8)

Широко известный пример симбиоза - сожительство зеленых растений (прежде всего деревьев) и грибов.
Одним из типов взаимополезных связей является протокооперация (буквально: первичное сотрудничество). В этом случае совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т. е. не является непременным условием их выживания. Примером служит распространение муравьями семян некоторых растений леса, опыление пчелами разных луговых растений.

Комменсализм – Форма взаимоотношений, при которой один вид получает какое-либо преимущество, не принося другому ни вреда, ни пользы. Основой для этого типа отношений могут быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего пища. Используя особенности образа жизни или строения хозяина, комменсализм извлекает из этого одностороннюю пользу. Присутствие его для хозяина остается обычно безразличным (пример – обитание рыбы средиземноморского карапуса в полости тела некоторых видов голотурий, которых она использует как убежище), крупные млекопитающие (собаки, олени) служат разносчиками плодов и семян с зацепками (вроде репейника), не получая от этого ни ущерба, ни преимуществ.

Квартирантство () - один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему вреда. (слайд 9)

Нахлебничество - один организм питается остатками пищи другого. (слайд 10)

Сотрапезничество - оба вида потребляют разные вещества или части одной и той же пищи. (слайд 11)

Хищничество – такой тип взаимоотношений организмов, при котором представители одного вида убивают и поедают представителей другого. (слайд 12) Для типичного хищника (волка, рыси, норки) характерно охотничье поведение. Но кроме хищников – охотников существует большая группа хищников – собирателей, способ питания которых заключается в простом поиске и сборе добычи. Таковы, например, многие насекомоядные птицы, собирающие пищу на земле, в траве или на деревьях. Хищничество - широко распространённая форма биотических отношений.

Значение хищничества можно понять, лишь рассматривая это явление на уровне популяций. Длительная связь между популяциями хищника и жертвы порождает их взаимозависимость, которая действует подобно регулятору, предотвращая слишком резкие колебания численности или препятствуя накоплению в популяциях ослабленных или больных особей. В ряде случаев хищничество может существенно ослаблять отрицательные последствия межвидовой конкуренции, повышать устойчивость и разнообразие видов в сообществах.

Под микроскопом он открыл, что на блохе

Живет блоху кусающая блошка;

На блошке той – блошинка-крошка,

В блошинку же вонзает зуб сердито

Блошиночка, и так adinfinitum.

Растительноядность. (слайд 14). Часто хищничеством называют всякое выедание одних организмов другими. Следовательно, к одной из форм хищничества может быть отнесена и растительноядность.

Нейтрализм - обе популяции не оказывают никакого воздействия друг на друга. (слайд 15). Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий.

Антибиоз.

Аменсализм (слайд 16) – отношение, при котором один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам при это не испытывает никак отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, невозможность выживания мелкого светолюбивого травянистого растения под густой тенью бука или ели. При аменсализме страдает один вид, а другой развивается нормально: например, плесневый гриб Penicillium выделяет пенициллин - вещество, подавляющее рост различных бактерий, но бактерии не оказывают влияния на плесневый гриб. При клинических испытаниях пенициллина было выявлено, что при его применении увеличилось число грибковых заболеваний, поскольку в естественных условиях развитие грибов сдерживается присутствием бактерий.

Аллелопатия (слайд 17) - форма антибиоза, при которой организмы оказывают взаимно вредное влияние друг на друга, обусловленное их жизненными факторами (например, выделениями веществ). Встречается в основном у растений, мхов, грибов. При этом вредное влияние одного организма на другой не является необходимым для его жизнедеятельности и не приносит ему пользы.

Конкуренция (слайд 18)- форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории. Таким образом, можно выделять межвидовую и внутривидовую конкуренцию. В этом случае вред, причиняемый одному организму, приносит пользу другому, и наоборот.

Итак, мы рассмотрели все возможные типы взаимоотношений между организмами в природе. Каждый биоценоз характеризуется одновременно множеством разнообразных взаимоотношений, что отображено на следующей схеме (слайд 19).

Подумайте и скажите: к каким результатам приводит все многообразие изученных нами типов взаимоотношений между организмами. Учащиеся предлагают свои варианты, выделяем главное, делаем запись в тетрадях. (слайд 20)

III. Закрепление изученного материала.

Работа в группах

Задание 1. Решение практических задач.

Задача 1. При массовом отстреле хищных птиц (филинов, ястребов) численность куропаток и тетеревов снижается; при уничтожении волков снижается численность оленей. Чем это можно объяснить?

Ответ: хищник оказывает регулирующее воздействие на популяцию жертвы, уничтожая больных и ослабленных особей. При уменьшении численности популяции хищников происходит уменьшение численности популяции жертвы.

Задача 2. В лесу произрастало много папоротников, однако после его вырубки эти растения исчезли. Почему?

Ответ: папоротники растут во влажных, тенистых местах под пологом леса. Вырубка лишила их благоприятных условий.

Задача 3. Плодами вишни лакомятся и воробьи, и галки. Но галки плод вишни проглатывают целиком, а воробьи только склевывают сочную мякоть плода. Какая из этих птиц полезней для вишни?

Ответ: в результате налета воробьев плоды вишни будут только испорчены, семена в косточках останутся на родительском растении. Галка для вишни полезнее: птица проглотит плод целиком, семя внутри косточки не пострадает, затем косточка подвергнется действию кишечных соков – это улучшит прорастание семени, а потом вместе с пометом оно будет выброшено далеко от родительского растения, что способствует распространению вида.

Задача 4. В лесу вырубили все старые дуплистые деревья. Крупные молодые деревья были съедены вредителями. Лес погиб. Какая связь между этими явлениями?

Ответ: в дуплистых деревьях жили насекомоядные птицы – дуплогнездники и летучие мыши. Их лишили жилья, и они покинули лес. Тогда насекомые – вредители размножились в таком количестве, что погубили оставшиеся деревья.

Задание 2.Прочитайте список живых организмов и запишите пары, находящиеся в связях:

симбиотических (группа 3)______________________________

конкурентных (группа 2)________________________________

хищнических (группа 1)_________________________________

Комменсалитических (группа 4)___________________________

Липа, дуб, клевер, стрекоза, пчела, белый гриб, божья коровка, комар, лягушка, еж, сосна обыкновенная, гадюка обыкновенная, личинка майского жука, аскарида, жук-короед, человек, белка, ворона, дятел.

Заключение.

Все группы замечательно (или не очень, оценивает учитель совместно с обучаемыми) справились с предложенными заданиями. Полагаю, что все согласятся с моими следующими словами:

Отношения организмов в природе сложные и многообразные и часто грань между ними условна. В результате сложности и переплетенности связей между видами неосторожное вмешательство человека в жизнь природы может вызвать цепную реакцию событий, которые приведут к неожиданным и нежелательным последствиям. Понимая это, человек обязан относиться к природе осторожно, бережно, для того, чтобы ее сохранить.

IV. Домашнее задание.

§17.4

V. Итог урока.

Отмечаем наиболее активных учащихся, выставляем оценки за работу на уроке.

Приложение 1

Биотические взаимодействия

Характеристика взаимоотношений

Тип взаимоотношений

Примеры взаимоотношений данного типа

+ ; +

Симбиоз

Мутуализм (облигатный)

Протокооперация (факультативный)

Гриб и водоросль (лишайники)

Термиты и жгутиковые

Тля и муравей

Микориза на корнях деревьев

+ ; 0

Комменсализм

Квартиранство

Нахлебничество

Сотрапезничество

Растения-эпифиты на стволах деревьев

Львы и гиены

Акула и рыба прилипала

Бабочка и гусеница на одном растении

+ ; -

Хищничество

Собственно хищничество

Растительноядность (фитофагия)

Волки и лоси

Божья коровка и тля

Чесоточный клещ и человек

Заяц и трава

0 ; 0

Нейтрализм

Белки и лоси в одном лесу

Комар и береза

0 ; -

Аменсализм

Бук и колокольчик широколиственный

Ель и сосна

- ; -

Антибиоз

Аллелопатия

Конкуренция межвидовая

Конкуренция внутривидовая

Выделение фитонцидов некоторыми кустарниками

Лисица и волк

Борьба за территорию, возможность размножения и т.д.

Задачи и упражнения к школьному курсу общей экологии 1

Продолжение. См. No 15/2002

(Печатается с сокращениями)

Пути воздействия организмов на среду обитания

1. Прошел дождь. Из-за тучи вышло яркое жаркое солнце. На какой территории через пять часов содержание почвенной влаги будет больше (тип почвы одинаков): а) на свежевспаханном поле; б) на спелом пшеничном поле; в) на невыпасном лугу; г) на выпасном лугу? Объясните, почему.
(Ответ: в. Чем гуще растительный покров, тем меньше нагревается почва и, следовательно, меньше будет испаряться воды.)

2. Объясните, почему овраги чаще формируются в нелесных природных зонах: степях, полупустынях, пустынях. Какая человеческая деятельность приводит к формированию оврагов?
(Ответ: корневые системы деревьев и кустарников в большей степени, чем травянистой растительности, задерживают грунт при его смыве водными потоками, поэтому в местах произрастания лесной и кустарниковой растительности овраги формируются реже, чем на полях, в степях и пустынях. При полном отсутствии растительности (включая травянистую) любой поток воды будет вызывать почвенную эрозию. При уничтожении растительности человеком (пахота, выпас скота, строительство и т. д.) всегда будет наблюдаться усиленная эрозия почвы.)

3.* Установлено, что летом после жары над лесом выпадает большее количество осадков, чем над близлежащим обширным полем. Почему? Объясните роль характера растительности в формировании уровня засушливости тех или иных территорий.
(Ответ: над открытыми пространствами воздух нагревается быстрее и сильнее, чем над лесом. Поднимаясь вверх, горячий воздух превращает капли дождя в пар. В результате во время дождя над обширным полем изливается меньше воды, чем над лесом.
Участки с разреженной растительностью или лишенные ее вообще сильнее нагреваются солнечными лучами, что вызывает усиленное испарение влаги, а в итоге – истощение запасов подземных вод, засоление почвы. Горячий воздух поднимается вверх. Если участок пустыни достаточно большой, то это способно значительно изменять направление воздушных потоков. В результате на оголенные участки выпадает меньше осадков, что приводит к еще большему опустыниванию территории.)

4.* В некоторых странах и на островах законом запрещен ввоз живых коз. Власти мотивируют это тем, что козы могут навредить природе страны и изменить климат. Объясните, как это может быть.
(Ответ: козы питаются не только травой, но и листьями, а также корой деревьев. Козы способны быстро размножаться. Достигнув высокой численности, они беспощадно уничтожают деревья и кустарники. В странах с недостаточным количеством осадков это вызывает дальнейшее иссушение климата. В итоге обедняется природа, что негативно сказывается на экономике страны.)

Приспособительные формы организмов

1.* Почему на мелких океанических островах среди насекомых преобладают бескрылые формы, тогда как на близлежащем материке или крупных островах – крылатые?
(Ответ: мелкие океанические острова продуваются сильными ветрами. В результате все летающие мелкие животные, не способные противостоять сильным ветрам, сдуваются в океан и погибают. В ходе эволюции насекомые, обитающие на мелких островах, утратили способность к полету.)

Приспособительные ритмы жизни

1. Перечислите известные вам абиотические факторы среды, значения которых периодично и закономерно изменяются во времени.
(Ответ: освещенность в течение суток, освещенность в течение года, температура в течение суток, температура в течение года, влажность в течение года и другие.)

2. Выберите из списка те места обитания, в которых животные не имеют суточных ритмов (при условии, что они обитают только в пределах одной конкретной среды): озеро, река, воды пещер, поверхность почвы, дно океана на глубине 6000 м, горы, кишечник человека, лес, воздух, грунт на глубине 1,5 м, дно реки на глубине 10 м, кора живого дерева, почва на глубине 10 см.
(Ответ: воды пещер, дно океана, грунт на глубине 1,5 м.)

3. В каком месяце обычно приносят потомство антарктические пингвины Адели в европейских зоопарках– в мае, июне, октябре или феврале? Ответ объясните.
(Ответ: в октябре – в Южном полушарии в это время весна.)

4. Почему окончился неудачей эксперимент с акклиматизацией южноамериканской ламы в горах Тянь-Шаня (где климат похож на привычные условия родных мест животного)?
(Ответ: несовпадение годичных циклов – детеныши животных появлялись на свет в новом месте обитания осенью (на родине животных в это время весна) и погибали холодной зимой от бескормицы.)

ГЛАВА 2. СООБЩЕСТВА И ПОПУЛЯЦИИ

Типы взаимодействий организмов

2. Из предложенного списка составьте пары организмов, которые в природе могут находиться в мутуалистических (взаимовыгодных) отношениях между собой (названия организмов можно использовать только один раз): пчела, гриб подберезовик, актиния, дуб, береза, рак-отшельник, осина, сойка, клевер, гриб подосиновик, липа, клубеньковые азотфиксирующие бактерии.
(Ответ: пчела – липа; гриб подберезовик – береза; актиния – рак-отшельник; дуб – сойка; гриб подосиновик – осина; клевер – клубеньковые азотфиксирующие бактерии.)

3. Из предложенного списка составьте пары организмов, между которыми в природе могут образовываться трофические (пищевые) связи (названия организмов можно использовать только один раз): цапля, ива, тля, амеба, заяц-русак, муравей, водные бактерии, кабан, лягушка, смородина, росянка, муравьиный лев, комар, тигр.
(Ответ: цапля – лягушка; заяц-русак – ива; тля – смородина; амеба – водные бактерии; муравьиный лев – муравей; тигр – кабан; росянка – комар.)

4. Лишайники являются примером биотических отношений:

(Ответ: а.)

5. Примером отношений типа «хищник – жертва» не могут служить пары организмов (выберите правильный ответ):

а) щука и карась;
б) лев и зебра;
в) пресноводная амеба и бактерия;
г) муравьиный лев и муравей;
д) шакал и гриф.

(Ответ: д.)

А. Взаимодействие двух или нескольких особей, последствия которого для одних отрицательны, а для других безразличны.
Б. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором одни используют остатки пищи других, не причиняя им вреда.
В. Взаимовыгодное взаимодействие двух или нескольких особей.
Г. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором одни предоставляют убежища другим, и это не приносит хозяину ни вреда, ни пользы.
Д. Совместное обитание двух особей, непосредственно не взаимодействующих между собой.
Е. Взаимодействие двух или нескольких особей, имеющих сходные потребности в одних и тех же ограниченных ресурсах, что приводит к снижению жизненных показателей взаимодействующих особей.
Ж. Взаимодействие двух или нескольких организмов, при котором одни питаются живыми тканями или клетками других и получают от них место постоянного или временного обитания.
З. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором одни поедают других.

(Ответ: 1 – В; 2 – Д; 3 – Е; 4 – А; 5 – Г; 6 – Б; 7 – Ж; 8 – З.)

7. Как вы думаете, для чего прогрессивные технологии посадки деревьев в бедную почву предполагают заражение грунта определенными видами грибов?
(Ответ: между этими грибами и деревом формируются симбиотические отношения. Грибы быстро образуют очень разветвленную грибницу и оплетают своими гифами корни деревьев. Благодаря этому растение получает воду и минеральные соли с огромной площади поверхности почвы. Чтобы достичь такого эффекта без грибницы, дереву пришлось бы потратить много времени, вещества и энергии на формирование столь разветвленной корневой системы. При посадке на новое место симбиоз с грибом значительно повышает шансы дерева благополучно прижиться.)

8.* Назовите организмы, являющиеся симбионтами человека. Какую роль они выполняют?
(Ответ: представители бактерий и простейших, обитающих в кишечнике человека. В 1 г содержимого толстой кишки насчитывается 250 млрд микроорганизмов. Многие вещества, поступающие в организм человека с пищей, перевариваются при их активном участии. Без кишечных симбионтов нормальное развитие невозможно. Болезнь, при которой уменьшается количество симбиотических организмов кишечника, называется дисбактериозом. Микроорганизмы живут также в тканях, полостях и на поверхности кожи человека.)

9.* Взаимоотношения взрослой ели и соседствующего проростка дуба являются примером:

(Ответ: а.)

Законы и следствия пищевых отношений

1. Соотнесите предлагаемые понятия и определения:

А. Организм, который активно разыскивает и убивает относительно крупные жертвы, способные убегать, прятаться или сопротивляться.
Б. Организм (имеющий, как правило, небольшие размеры), который использует живые ткани или клетки другого организма в качестве источника питания и среды обитания.
В. Организм, который поглощает многочисленные пищевые объекты, как правило, растительного происхождения, на поиск которых он не тратит много сил.
Г. Водное животное, процеживающее через себя воду с многочисленными мелкими организмами, которые служат ему пищей.
В. Организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие, не способные убегать и сопротивляться пищевые объекты.

(Ответ: 1 – Б; 2 – Г; 3 – А; 4 – Д; 5 – В.)

2. Объясните, почему в Китае в середине ХХ в. вслед за уничтожением воробьев резко снизился урожай зерновых. Ведь воробьи – зерноядные птицы.
(Ответ: взрослые воробьи питаются в основном семенами, но птенцы для своего развития нуждаются в белковой пище. Выкармливая потомство, воробьи собирают огромное количество насекомых, в том числе и вредителей зерновых культур. Уничтожение воробьев вызвало вспышки размножения вредителей, что привело к сокращению урожая.)

Законы конкурентных отношений в природе

1. Для каждой предложенной пары организмов подберите ресурс (из приведенных ниже), за который они могут конкурировать: ландыш – сосна, полевая мышь – обыкновенная полевка, волк – лисица, окунь – щука, канюк – сова-неясыть, барсук – лисица, рожь – василек синий, саксаул – верблюжья колючка, шмель – пчела.
Ресурсы: нора, нектар, семена пшеницы, вода, зайцы, свет, мелкая плотва, ионы калия, мелкие грызуны.
(Ответ: ландыш и сосна – ионы калия; полевая мышь и обыкновенная полевка – семена пшеницы; волк и лисица – зайцы; окунь и щука – мелкая плотва; канюк и неясыть – мелкие грызуны; барсук и лисица – нора; рожь и василек – свет; саксаул и верблюжья колючка – вода; шмель и пчела – нектар.)

2.* Близкородственные виды часто обитают вместе, хотя принято считать, что между ними существует наиболее сильная конкуренция. Почему в этих случаях не происходит вытеснения одним видом другого?
(Ответ: 1 – очень часто совместно обитающие близкие виды занимают разные экологические ниши (различаются по составу предпочитаемой пищи, по способу добывания корма, используют различные микроместообитания, активны в разное время суток); 2 – конкуренция может отсутствовать, если ресурс, за который виды соперничают, находится в избытке; 3 – вытеснения не происходит, если численность конкурентно более сильного вида постоянно ограничивается хищником или третьим конкурентом; 4 – в нестабильной среде, в которой условия постоянно меняются, они могут поочередно становиться благоприятными то для одного, то для другого вида.)

3.* В природе сосна обыкновенная формирует леса на относительно бедных почвах в болотистых или, наоборот, сухих местах. Посаженная руками человека, она прекрасно растет на богатых почвах со средней увлажненностью, но только в том случае, если человек ухаживает за посадками. Объясните, почему так происходит.
(Ответ: обычно в этих условиях в конкурентной борьбе побеждают другие виды деревьев (в зависимости от условий это могут быть осина, липа, клен, вяз, дуб, ель и др.). Человек же при уходе за посадками ослабляет конкурентную мощь этих видов, проводя прополку, вырубку и т.п.)

Популяции

1. Выберите значение, оценивающее показатель плотности населения популяции:

а) 20 особей;
б) 20 особей на гектар;
в) 20 особей на 100 размножающихся самок;
г) 20%;
д) 20 особей на 100 ловушек;
е) 20 особей в год.

(Ответ: б.)

2. Выберите значение, оценивающее показатель рождаемости (или смертности) населения популяции:

а) 100 особей;
б) 100 особей в год;
в) 100 особей на гектар;
г) 100.

(Ответ: б.)

3. Зайцы-беляки и зайцы-русаки, обитающие на одной территории, составляют:

а) одну популяцию одного вида;
б) две популяции двух видов;
в) две популяции одного вида;
г) одну популяцию разных видов.

(Ответ: б.)

4. На территории площадью 100 км2 ежегодно производили рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80–110 голов.
Определите плотность поголовья лосей: а) на момент создания заповедника; б) через 5 лет после создания заповедника; в) через 15 лет после создания заповедника. Объясните, почему сначала численность лосей резко возросла, а позже упала и стабилизировалась.
(Ответ: а – 0,5 особи/км2; б – 6,5 особи/км2; в – 0,9 особи/км2. Численность лосей возросла из-за охраны на территории заповедника. Позже численность уменьшилась, так как в заповедниках рубка леса запрещена. Это привело к тому, что через 15 лет мелкие деревья, растущие на старых вырубках, выросли, и кормовая база лосей уменьшилась.)

5. Охотоведы установили, что весной на площади 20 км2 таежного леса обитало 8 соболей, из которых 4 самки (взрослые соболи не образуют постоянных пар). Ежегодно одна самка в среднем приносит трех детенышей. Средняя смертность соболей (взрослых и детенышей) на конец года составляет 10%. Определите численность соболей в конце года; плотность весной и в конце года; показатель смертности за год; показатель рождаемости за год.
(Ответ: численность соболей в конце года – 18 особей; плотность весной – 0,4 особи/км2 ; плотность в конце года 0,9 особи/км2; показатель смертности за год – 2 особи (согласно расчетам – 1,8, но реальная величина, естественно, всегда будет выражаться целым числом); показатель рождаемости за год – 12 особей.)

6.* Является ли популяцией: а) группа гепардов в Московском зоопарке; б) семья волков; в) окуни в озере; г) пшеница на поле; д) улитки одного вида в одном горном ущелье; е) птичий базар; ж) бурые медведи на острове Сахалин; з) стадо (семья) оленей; и) благородные олени в Крыму; к) колония грачей; л) все растения ельника? Ответ обоснуйте.
(Ответ: да – в, д, ж, и. Популяция – это группа особей одного вида, взаимосвязанных между собой, продолжительное время (несколько поколений) обитающая на одной территории. Популяция – это естественная группировка, которая обладает определенной половой, возрастной, пространственной структурой.)

7.* Чем объяснить то, что если в борьбе двух (не бойцовых) собак одна подставит незащищенную шею, другая не станет за нее хватать, в то время как в борьбе рыси и собаки такое поведение окажется роковым для подставившей шею собаки?
(Ответ: агрессия между особями одного вида, как правило, направлена на поддержание иерархической и пространственной структуры популяции, а не на уничтожение соплеменников. Популяция, как и вид, представляет собой единое целое, и благополучие одной особи во многом определяет благополучие популяции, вида. Рысь же попросту съест собаку.)

8.* В лесу ученые равномерно расставили ловушки на зайцев-беляков. Всего было поймано 50 зверьков. Их пометили и отпустили. Через неделю отлов повторили. Поймали 70 зайцев, из которых 20 были уже с метками. Определите, какова численность зайцев на исследуемой территории, считая, что меченые в первый раз зверьки равномерно распределились по лесу.
(Ответ: 50 меченых особей должны были распределиться среди общего количества зайцев (Х), обитающих на исследуемой территории. Доля их в повторной выборке должна отражать и их долю в общей численности, т.е. 50 относится к Х как 20 относится к 70.
Решаем пропорцию:
50: Х = 20: 70; Х = 70х 50: 20 = 175.
Таким образом расчетная численность зайцев на исследуемой территории составляет 175 особей.
Данный метод (индекс Линкольна, или индекс Петерсена) используется для определения численности скрытных животных, которых не удается пересчитать напрямую. Результат расчетов может иметь дробное значение, однако надо помнить, что реальная численность животных всегда выражается целой величиной. Кроме того, данный метод имеет свои погрешности, что тоже надо принимать во внимание. Логичней говорить, например, о численности в 170–180 особей.)

Демографическая структура популяции

1. Объясните, почему из популяции кабана, без риска ее уничтожить, можно изъять до 30% особей, тогда как допустимый отстрел лосей не должен превышать 15% численности популяции?
(Ответ: самка кабана в среднем приносит от 4 до 8 (иногда до 15) поросят, а самка лося – 1–2. Поэтому восстановление поголовья кабанов идет более быстрыми темпами.)

2. Какие организмы имеют простую, а какие – сложную возрастную структуру популяций?
(Ответ: простой возрастной структурой популяций отличаются организмы, продолжительность жизненного цикла которых не превышает одного года, а размножение происходит один раз в жизни и приурочено к сезонным изменениям в окружающей среде. Это, например, однолетние растения, ряд видов насекомых и т.п. В противных случаях возрастная структура популяций может быть сложной.)

3. Объясните, почему значительная весенняя гибель взрослых землероек-бурозубок приведет к резкому и продолжительному спаду численности популяции, в то время как полное уничтожение всех вылетевших весной взрослых майских жуков не приведет к подобному результату.
(Ответ: популяция бурозубок весной представлена исключительно взрослыми зверьками прошлого года рождения. Майские жуки, чьи личинки развиваются в почве на протяжение 3–4 лет, имеют сложную возрастную структуру популяции. При гибели взрослых особей одной весной на следующий год их заменят жуки, развившиеся из другого поколения личинок.)

4. Постройте возрастные пирамиды, отражающие возрастной состав населения России (140 млн жителей) и Индонезии (190 млн жителей), используя приведенные данные.

Продолжение следует

1 Знаками «*» и «**» отмечены задания повышенной сложности, имеющие познавательный и проблемный характер.

Типы взаимоотношений между организмами

Животные и растения, грибы и бактерии существуют не изолированно друг от друга, а вступают в сложные взаимоотношения. Различают несколько форм взаимодействия популяций.

Нейтрализм

Сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий.

При нейтрализме совместно обитающие популяции разных видов не влияют друг на друга. Например, можно сказать, что белка и медведь, волк и майский жук прямо не взаимодействуют, хотя обитают в одном лесу.

Антибиоз

Когда обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывают вредное, подавляющее жизнедеятельность влияние.

Антагонистические взаимоотношения могут проявляться следующим образом:

1. Конкуренция.

Форма антибиотических отношений, при которой организмы соперничают друг с другом за пищевые ресурсы, полового партнера, убежище, свет и др.

В конкуренции за пищу побеждает вид, особи которого быстрее размножаются. В естественных условиях конкуренция между близкородственными видами ослабевает, если один из них переходит на новый источник пищи (то есть занимают другую экологическую нишу). Например, зимой насекомоядные птицы избегают конкуренции за счет разных мест поиска пищи: на стволе деревьев, в кустарниках, на пнях, на крупных или мелких ветвях.

Вытеснение одной популяции другой: При смешанных посевах разных видов клевера они сосуществуют, но конкуренция за свет приводит к уменьшению плотности каждого из них. Таким образом, конкуренция возникающая между близкими видами может иметь два следствия: или вытеснения одного вида другим, или разная экологическая специализация видов, дающая возможность сосуществовать совместно.

Подавление одной популяции другой: Так, грибы, вырабатывающие антибиотики, подавляют рост микроорганизмов. Некоторые растения, способные расти на бедных азотом почвах, выделяют вещества, подавляющие деятельность свободноживущих азотфиксирующих бактерий, а также образование клубеньков у бобовых. Таким путем они предотвращают накопление в почве азота и заселение ее видами, нуждающимися в большом его количестве.

3. Аменсализм

Форма антибиотических отношений, при которой один организм взаимодействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого (например ель и растения нижнего яруса). Частным случаем является аллелопатия – влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя ее и делая непригодной для жизни другого (распространено у растений).

5. Хищничество

Это форма взаимоотношений, при которой организм одного вида использует представителей другого вида в качестве источника пищи однократно (убивая их).

Каннибализм – частный случай хищничества – умерщвление и поедание себе подобных (встречается у крыс, бурых медведей, человека).

Симбиоз

Форма взаимоотношений, при которой участники извлекают из совместного сожительства пользу или хотя бы не вредят друг другу. Симбиотические взаимоотношения также представлены разнообразными формами.

1. Протокооперация– взаимовыгодное, но необязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники (например рак-отшельник и актиния).

2. Мутуализм– форма симбиотических отношений, при которой либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя (например травоядные копытные и целлюлозразрушающие микроорганизмы).

Лишайники – неразделимое сожительство гриба и водоросли, когда присутствие партнера становится условием жизни каждого из них. Гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, получают вещества, синтезируемые водорослями. Водоросли извлекают воду и минеральные вещества из гиф гриба.

Многие травы и деревья нормально развиваются только тогда, когда на их корнях поселяются почвенные грибы (микориза): корневые волоски не развиваются, а мицелий гриба проникает внутрь корня. Воду и минеральные соли растения получают от гриба, а он в свою очередь – органические вещества.

3. Комменсализм - форма симбиотических отношений, при которой один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают два вида сожительства:

Квартиранство (некоторые актинии и тропические рыбки). Рыба прилипала, присасываясь к крупным рыбам (акулам), использует их как средство передвижения и, кроме того, питается их отбросами.

Широко распространено использование построек и полостей тела других видов в качестве убежищ. В тропических водах некоторые рыбы прячутся в полости органов дыхания (водных легких) голотурий (или морских огурцов, отряд иглокожих). Мальки некоторых рыб находят убежище под зонтиком медуз и защищены их стрекательными нитями. В качестве защиты развивающегося потомства рыбы используют прочный панцирь крабов или двустворчатых моллюсков. Отложенные на жабрах краба икринки развиваются в условиях идеального снабжения чистой водой, пропускаемой через жабры хозяина. Растения также используют другие виды в качестве мест обитания. Это так называемые эпифиты – растения, поселяющиеся на деревьях. Это могут быть водоросли, лишайники, мхи, папоротники, цветковые растения. Древесные растения служат им местом прикрепления, но не источником питательных веществ.

Нахлебничество (крупные хищники и падальщики). Например, гиены следуют за львами, подбирая остатки недоеденной ими добычи. Между партнерами могут быть различные пространственные отношения. Если один партнер находится вне клеток другого, говорят об эктосимбиозе, а если внутри клеток – эндосимбиозе.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4
	Типы питания живых организмов.
	Теории возникновения жизни.

Типы питания живых организмов :

Существует два типа питания живых организмов: автотроф-ное и гетеротрофное.

Автотрофы (автотрофные организмы) - организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических - углекислого газа, воды, минеральных солей.

Гетеротрофы (гетеротрофные организмы) - организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий). Иначе говоря, это организмы, не способные создавать органические вещества из неорганических, а нуждающиеся в готовых органических веществах.

Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Организмы со смешанным типом питания называются миксотрофами. Миксотрофы - организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.)

«- -» (Конкуренция) - это взаимодействие, сводящееся к тому, что один организм потребляет ресурс, который был бы доступен для другого организма и мог бы им потребляться. Одно живое существо лишает части ресурса другое, которое вследствие этого медленнее растет, оставляет меньшее число потомков и имеет больше шансов погибнуть. Лишать друг друга потенциального ресурса могут особи как одного, так и разных видов. В первом случае взаимное влияние можно считать равноценным и симметричным, так как особи одного вида имеют более сходные потребности в ресурсах, чем особи разных видов.

«0 -» (Аменсализм) – взаимоотношения между особями разных видов, когда особи одного вида, чаще путем выделения особых веществ, оказывают угнетающее воздействие на особей другого вида. Строго говоря, аменсализмом можно считать те случаи воздействия, когда один организм осуществляет вредное воздействие (например, выделяет токсин) независимо от того, присутствует угнетаемый организм или нет.

«+ -» (Хищничество) - можно определить как поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником), причем жертва должна быть живой перед нападением на нее хищника. Такое определение исключает детритофагию (потребление мертвого органического вещества).

Существуют различные классификации хищников. Согласно одной из них («таксономической») выделяются: хищники (в собственном значении этого слова) поедают животных, растительноядные – растения, а всеядные – и тех и других.

«+ 0» Комменсализм – основой для этого типа отношений могут быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего пища. Используя особенности образа жизни или строения хозяина, комменсализм извлекает из этого одностороннюю пользу. Присутствие его для хозяина остается обычно безразличным (пример – обитание рыбы средиземноморского карапуса в полости тела некоторых видов голотурий, которых она использует как убежище).

К перечисленным выше типам отношений можно добавить детритофагию (питание остатками организмов). Этот тип обладает определенной специфичностью, выражающейся в том, что редуценты и детритофаги не контролируют скорость, с которой их ресурсы становятся доступными или возобновляются; они полностью зависят от скорости, с которой какой-нибудь другой фактор (болезнь, старение) высвобождает ресурс, обеспечивающий их жизнедеятельность.