Закони та слідства харчових відносин презентація екологія. Методична розробка уроку на тему "закони і слідства харчових відносин" план-конспект уроку з біології (9 клас) на тему. Приклади та додаткова інформація

взаімополезние
5

6

7

Корисно-нейтральні
8

9

10

11

корисно-шкідливі
12

13

Взаімовредние
14

15

16

2. ЗАКОНИ І СЛІДСТВА ХАРЧОВИХ ВІДНОСИН
Всі живі організми пов'язані між собою і не можуть існувати окремо один від
друга, утворюючи біоценоз, що включає в себе рослини, тварин і мікроорганізми.
Компоненти навколишнього біоценоз середовища (атмосфера, гідросфера і літосфера) утворюють
біотоп Живі організми і середовище їхнього життя утворюють єдиний природний комплекс -
екологічну систему.
Постійний обмін енергією, речовиною та інформацією між біоценозом і біотопом
формує з них сукупність, що функціонує як єдине ціле - біогеоценоз.
Біогеоценоз є стійкою саморегульованої екологічної системою, в
якої органічні компоненти (тварини, рослини) нерозривно пов'язані з
неорганічними (повітря, вода, грунт) і являє собою мінімальну складову
частина біосфери.
Термін "біоценоз" ввів німецький зоолог і ботанік К. Мебіус в 1877 році для опису
всіх організмів, що заселяють певну територію і їх взаємин.
Концепція біотопу була висунута німецьким зоологом Е. Геккелем в 1899 році, а сам
термін "біотоп" ввів в 1908 році професор Берлінського зоологічного музею Ф. Даль.
Термін "біогеоценоз" в 1942 році ввів російський геоботаник, лісівник і географ
В. Сукачов.
17

Будь біогеоценоз є екологічної системою Будь
біогеоценоз є екологічної системою, однак, не
кожна екологічна система є биогеоценозом
(Екологічна система може не включати в себе грунт або
рослини, наприклад, заселені в процесі розкладання
різними організмами стовбур дерева або загибле
тварина).
Розрізняють два види екологічних систем:
1) природні - створені природою, стійкі під
часу і не залежать від людини (луг, ліс, озеро, океан,
біосфера і т.п.);
2) штучні - створені людиною і нестійкі у
часу (город, рілля, акваріум, теплиця і т.п.).
18

Найважливішим властивістю природних екологічних
систем є їх здатність до саморегулювання
- вони знаходяться в стані динамічної
рівноваги, підтримуючи свої основні параметри в
часі і в просторі.
При будь-якому зовнішньому впливі, що виводить
екологічну систему зі стану рівноваги в ній
посилюються процеси, що ослабляють дане
вплив і система прагне повернутися в стан
рівноваги - принцип Ле Шательє - Брауна.
Природну екологічну систему зі стану
рівноваги виводить зміна її енергії в середньому на
1% (правило одного відсотка).
Найважливішим висновком з наведеного вище правила
є обмеження споживання біосферних
ресурсів щодо безпечної величиною в 1%, при
тому, що в даний час даний показник
19
приблизно в 10 разів вище.

В екологічних системах живі організми В
екологічних системах живі організми пов'язані між
собою трофічними (харчовими) зв'язками, за місцем в
яких вони діляться на:
1) продуцентів, які виробляють з неорганічних речовин
первинні органічні (зелені рослини);
2) консументів, нездатних самостійно виробляти
органічні речовини з неорганічних і споживають
готові органічні речовини (всі тварини і
більшість мікроорганізмів);
3) редуцентов, що розкладають органічні речовини і
перетворюють їх на неорганічні (бактерії, гриби,
деякі інші живі організми).
20

Трофічні зв'язки, що забезпечують перенесення енергії і речовини
між живими організмами, лежать в основі трофічної (харчової)
ланцюги, утвореної трофічними рівнями, заповненими живими
організмами, які займають однакове становище в загальній
трофічного ланцюга. Для будь-якого суспільства живих організмів
характерна своя трофічна структура, яка описується
екологічної пірамідою, кожен з рівнів якої відображає маси
живих організмів (піраміда біомас), або їх чисельність (піраміда
чисел Елтона), або енергію, укладену в живих організмах
(Піраміда енергій).
З одного трофічного рівня екологічної піраміди на наступний,
вищий, передається, в середньому, не більше 10% енергії - закон
Линдемана (правило десяти відсотків). Тому трофічні ланцюги,
як правило, включають в себе не більше 4-5 ланок, а на кінцях
трофічних ланцюгів не може перебувати великої кількості великих
живих організмів.
Графічні моделі у вигляді пірамід розробив в 1927 році британський
21
еколог і зоолог Ч. Елтон.

При вивченні біотичної структури екосистем стає
очевидним, що одними з найважливіших взаємовідносин
між організмами є харчові, або трофічні,
зв'язку.
Термін "ланцюг харчування" запропонував Ч. Елтон в 1934 році.
Ланцюги харчування, або трофічні ланцюги, - це шляху
перенесення енергії їжі від її джерела (зеленого
рослини) через ряд організмів на більш високі
трофічні рівні.
Трофічний рівень - це сукупність всіх живих
організмів, що відносяться до однієї ланки харчового ланцюга.
22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

3. ЗАКОНИ КОНКУРЕНТНИХ ВІДНОСИН В ПРИРОДІ
Спільне проживання на одній і тій же території східних
видів з подібними ж потребами неминуче призводить до
витіснення або повного вимирання одного з видів.
У дослідах Г.Ф.Гаузе були використані два види інфузорій:
туфелька хвостата і туфелька вухата. Ці два види харчуються
бактеріальної суспензією, і якщо вони знаходяться в різних пробірках,
то прекрасно себе почувають. Гаузе поміщав дані схожі види в
одну пробірку з сенним настоєм і прийшов до наступних
результатами:
- якщо інфузоріям давали бактеріальну суспензію, то поступово
зникали особини туфельки хвостатої (вони більш чутливі до
продуктам життєдіяльності бактерій), чисельність туфельки
ушастой також зменшувалася в порівнянні з контрольною
колбою;
- якщо в пробірках замість бактерій використовували дріжджі, то
зникали особини інфузорії ушастой.
33

Г. Ф. Гаузе (1910-1986)
Досвід гауз: конкуретного виняток
34

Г.Ф.Гаузе виведений закон конкурентного виключення:
близькі
види
зі
схожими
екологічними
вимогами не можуть тривалий час спільно
існувати.
З цього випливає, що в природних спільнотах будуть
виживати тільки ті
види, у яких є
різні екологічні вимоги. особливо
цікаві випадки акліматизації людиною тих
видів, яких в даних екологічних умовах
раніше не було. Зазвичай таки випадки призводять до
зникнення схожих видів.
35

Однак, в природі можна спостерігати спільне успішне
проживання абсолютно схожих видів: синиці після виведення
потомства об'єднуються в спільні зграйки для пошуку корму.
Виявилося, що синиці використовують для пошуку корму різні
місця - довгохвостосиницеві обстежують кінці гілок,
синиці - гаички товсті підстави гілок, великі синиці
обстежують і сніг, і пні, і кущі.
Крім того, якщо екосистеми багаті видами, то спалахів
окремих видів не відбувається. Гірше йде справа в тих
екосистемах, де людина, знищуючи один вид, дає можливість
іншого виду необмежено розмножуватися.
Конкуренція - один з основних типів
взаємозалежності видів, що впливають на склад природних
спільнот.
36

Список літератури
1.Степановскіх А.С. Загальна екологія: Підручник для
вузів. М .: ЮНИТИ, 2001. 510 с.
2.Радкевіч В.А. Екологія. Мінськ: Вишейшая школа,
1998. 159 с.
3.Бігон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Екологія. особи,
популяції і спільноти / Пер. з англ. М .: Мир, 1989.
Том. 2 ..
4.Шілов І.А. Екологія. М .: Вища школа, 2003. 512 с.
(СВІТЛО, цикли)

Харчові відносини не тільки забезпечують енергетичні потреби організмів. Вони грають в природі і дру-гую важливу роль - утримують види в спільнотах, регулюють їх чисельність і впливають на хід еволюції. Харчові зв'язку надзвичайно різноманітні.

Типові хижаки витрачають багато сил на те, щоб вистежити доби-чу, наздогнати її і зловити. У них розвинене спеціальне мисливське поведінка.

левова полювання

Їм треба багато жертв протягом життя. Зазвичай це сильні й активні тварини.

Життєвий цикл бичачого ціп'яка

Тварини-збирачі витрачають енергію на пошук насіння або насе-комих, т. Е. Дрібної видобутку. Оволодіння знайденим кормом для них не становить труднощів. У них розвинена пошукова активність, але немає полювань-нічиєї поведінки.

миша польова

Пасуться види не витрачають багато сил на пошук корму, зазвичай його досить багато навколо, і основний час у них йде на поглинання і перетравлення їжі.

слон африканський

В водному середовищі широко поширений такий спосіб оволодіння пі-щей, як фільтрація, а на дні - заковтування і пропускання через ки-шечника грунту разом з харчовими частинками.

Мідія їстівна (приклад фільтруючого організму)

Наслідки харчових зв'язків найбільш яскраво проявляються в ставлення-пах хижак - жертва.

Якщо хижак харчується великими, активними жертвами, які можуть тікати, чинити опір, ховатися, то в живих залишаються ті з них, хто робить це краще за інших, т. Е. Має більш пильні очі, чуйні вуха, розвинену нервову систему, Мускульну силу. Таким чином, хижак веде відбір на вдосконалення жертв, знищуючи хворих і слабких. У свою чергу, і серед хижаків теж йде відбір на силу, лов-кістка і витривалість. Еволюційний наслідок цих відносин - про-прогресивного розвитку обох взаємодіючих видів: і хижака, і жертви.

Якщо ж хижаки харчуються малоактивними або дрібними, що не спо-собнимі чинити опір їм видами, це призводить до іншого еволюції-онному результату. Гинуть ті особини, яких хижак встигає заме-тить. Виграють менш помітні або чимось незручні для захоплення жертви. так здійснюється природний відбір на заступництво-ву забарвлення, тверді раковини, захисні шипи і голки та інші кричу-Дія порятунку від ворогів. Еволюція видів йде в бік спеціалізації за цими ознаками.

Найістотніше результат трофічних взаємозв'язків - стримування зростання чисельності видів. Існування харчових відносин в природі протистоїть геометричній прогресії розмноження.

Для кожної пари видів хижака і жертви результат їх взаимодейст-вия залежить перш за все від їх кількісних співвідношень. Якщо хіщ-ники ловлять і знищують своїх жертв, приблизно з тією ж швидкістю, з якою ці жертви розмножуються, то вони можуть стримувати зростання їх чис-лінощів. Саме такі результати цих взаємозв'язків найчастіше ха-характерних для стійких природних спільнот. Якщо швидкість размно-вання жертв вище, ніж швидкість поїдання їх хижаками, відбувається спалах чисельності виду. Хижаки вже не можуть стримувати його чис-ленность. Це теж часом зустрічається в природі. Зворотний результат - повне знищення жертви хижаком - в природі дуже рідкісний, а в експериментах і в порушених людиною умовах зустріч-ється частіше. Пов'язано це з тим, що з падінням чисельності будь-якого виду жертв в природі хижаки переключаються на іншу, більш доступ-ву видобуток. Полювання тільки за рідкісним видом забирає надто багато енергії і стає невигідною.

Г. Ф. Гаузе (1910-1986)

У першій третині ХХ століття було відкрито, що відносини хижак - жертва можуть бути причиною регулярних періодичних колеба-ний чисельності кожного з взаємодію-щих видів. Ця думка особливо зміцніло після результатів досліджень російського вченого Г. Ф. Гаузе. У своїх експериментах Г. Ф. Гаузе вивчав, як змінюється в пробірках чисельність двох видів інфузорій, пов'язаних відносинами хижак - жертва. Жертвою був один з видів інфузорій-туфельок, який живиться бак-теріямі, а хижаком - інфузорія-дідініум, що поїдає туфельок.

Спочатку чисельність туфельки росла шви-реї, ніж чисельність хижака, який незабаром отримав хорошу кормову базу і теж став швидко розмножуватися. Коли швидкість поїдання туфельок зрівнялася зі швидкістю їх розмноження, зростання чисельності виду припинився. А так як дідініуми продовжували ловити туфельок і розмножуватися, скоро виедание жертв набагато перевищило їх поповнити-ня, кількість туфельок в пробірках почала різко знижуватися. Через деякий час, підірвавши свою кормову базу, припинили поділ і почали гинути дідініуми. При деяких модифікаціях досвіду цикл повторився спочатку. Безперешкодне розмноження залишилися в живих туфельок знову збільшило їхню розмаїтість, а слідом за ними пішла вгору і крива чисельності дідініумов. На графіку крива чисельно-сті хижака слід за кривою жертви зі зрушенням вправо, так що изме-нения їх великої кількості виявляються несинхронно.

Таким чином було доведено, що взаємодії хижака і жерт-ви можуть за певних умов призводити до регулярних циклічний-ським коливань чисельності обох видів. Хід цих циклів можна рас-вважати і передбачити, знаючи деякі вихідні кількісні характеристики видів. Кількісні закони взаємодії видів в їх харчових зв'язках дуже важливі для практики. У рибальстві, до-биче морських безхребетних, пушном промислі, спортивному полюванні, зборі декоративних і лікарських рослин - всюди, де людина зменшує в природі чисельність потрібних йому видів, він з екологічн-ської точки зору виступає по відношенню до цих видів в ролі хіщні- ка. Тому важливо вміти передбачити наслідки своєї діяльності і організувати її так, щоб не підірвати природні запаси.

У рибальстві і промислі необхідно, щоб при зниженні чисельні-ності видів норми промислу також зменшувалися, як це буває в природі, коли хижаки переключаються на більш легко доступну до-бичу.Еслі ж, навпаки, прагнути всіма силами добувати скорочується вид, він може не відновити свою чисельність і пре-крат своє існування. Таким чином, в результаті перепромис-ла, з вини людей вже зник з лиця Землі ряд видів, які були колись дуже численними: американські бізони, європейські тури, мандрівні голуби та інші.

При випадковому або навмисному знищенні хижаків будь-якого виду спочатку виникають спалахи чисельності його жертв. Це теж призводить до екологічної катастрофи або в результаті підриву видом власної кормової бази, або - поширення інфекційного-ційних захворювань, які часто бувають набагато більш згубні, ніж діяльність хижаків. Виникає явище екологічного бумеран-га, коли результати виявляються прямо протилежними початково-му напрямку впливу. Тому грамотне використання при-рідних екологічних законів - основний шлях взаємодії чоло-століття з природою.

План уроку. План уроку. Повторення пройденого матеріалу Повторення пройденого матеріалу (перевірка домашнього завдання) (Перевірка домашнього завдання) 1. тестування; 1. тестування; 2. робота з графіками; 2. робота з графіками; 3. робота зі схемами; 3. робота зі схемами; 4. робота в малих групах. 4. робота в малих групах. Вивчення нового матеріалу. Вивчення нового матеріалу. Розповідь вчителя з елементами бесіди. Розповідь вчителя з елементами бесіди. Доповіді учнів. Доповіді учнів. Закріплення вивченого матеріалу Закріплення вивченого матеріалу підручник §10, питання 2,3,4,6. підручник §10, питання 2,3,4,6. Підведення підсумків Підведення підсумків

Вивчення нового матеріалу. Вивчення нового матеріалу. Місцеперебування - це територія або акваторія, яку займає населенням, з комплексом притаманних їй екологічних чинників. Місцеперебування - це територія або акваторія, яку займає населенням, з комплексом притаманних їй екологічних факторів. Стації - місцепроживання наземних тварин. Стації - місцепроживання наземних тварин. Екологічна ніша - сукупність всіх факторів середовища, в межах яких можливе існування виду. Екологічна ніша - сукупність всіх факторів середовища, в межах яких можливе існування виду. Фундаментальна екологічна ніша - ніша визначається тільки фізіологічними особливостями організму. Фундаментальна екологічна ніша - ніша визначається тільки фізіологічними особливостями організму. Реалізована ніша - ніша в межах якої вид зустрічається реально в природі. Реалізована ніша - ніша в межах якої вид зустрічається реально в природі. Реалізована ніша - це та частина фундаментальної ніші, яку даний вид або популяція в стані «відстояти» в конкурентній боротьбі. Реалізована ніша - це та частина фундаментальної ніші, яку даний вид або популяція в стані «відстояти» в конкурентній боротьбі.

Вивчення нового матеріалу міжвидова конкуренція - це взаємодія між популяціями, яке шкідливо позначається на їх зростанні і виживання. Міжвидова конкуренція - це взаємодія між популяціями, яке шкідливо позначається на їх зростанні і виживання. Процес поділу популяціями видів простору і ресурсів називається диференціацією екологічних ніш. Результат Процес поділу популяціями видів простору і ресурсів називається диференціацією екологічних ніш. Результат диференціації ніш знижує конкуренцію. диференціації ніш знижує конкуренцію. Міжвидова Конкуренція за екологічні ніші Конкуренція за ресурси.

Вивчення нового матеріалу. Питання: У чому проявляється наслідок міжвидової конкуренції? Питання: У чому проявляється наслідок міжвидової конкуренції? Відповідь: У особин одного виду зменшується плодючість, виживання і швидкість росту в присутність іншого Відповідь: У особин одного виду зменшується плодючість, виживання і швидкість росту в присутність іншого Робота по таблиці. Робота по таблиці. Результати конкуренції між видами жуків борошняних Хрущак в стаканчиках з борошном. Висновок: Результат конкуренції між двома видами жуків - борошняних хрущаков- залежить від умов середовища. Режим утримання (t * C, вологість) Результати виживання Перший вид Другий вид 34 * С, 70% 34 * С, 70% * С, 30% 34 * С, 30% * С, 70% 29 * С, 70% * З, 30% 29 * С, 30% * С, 70% 24 * С, 70% * С, 30% 24 * С, 30%

Вивчення нового матеріалу. Питання. Які шляхи виходу з міжвидової конкуренції? Питання. Які шляхи виходу з міжвидової конкуренції? (У птахів) (у птахів) Висновок. Перераховані шляхи виходу з міжвидової конкуренції дають можливість співіснування екологічно близьким популяціям в одному співтоваристві. Шляхи виходу Відмінності в способах добування корму Відмінності в розмірах організмів Відмінності в часі активності Просторове раз поділу харчових «сфер впливу» Поділ місць гніздування

Вивчення нового матеріалу Питання: В чому небезпека внутрішньовидової конкуренції? Питання: У чому небезпека внутрішньовидової конкуренції? Відповідь: Зменшується потреба ресурсів в розрахунок на одну особину; в результаті - знижується швидкість індивідуального зростання, розвитку кількості запасаються речовин, що в кінцевому підсумку знижує виживання і зменшує плодючість. Відповідь: Зменшується потреба ресурсів в розрахунок на одну особину; в результаті - знижується швидкість індивідуального зростання, розвитку кількості запасаються речовин, що в кінцевому підсумку знижує виживання і зменшує плодючість.

Вивчення нового матеріалу Механізми виходу з внутрипопуляционной Механізми виходу з внутрипопуляционной конкуренції у тварин конкуренції у тварин Шляхи виходу Різниця екологічних зв'язків на різних етапах розвитку організмів Різниця екологічних особливостей підлог у різностатевих організмів Територіальність і ієрархія як поведінкові механізми виходу Заселення нових територій.

Закріплення вивченого матеріалу. Підручник, § 10, питання 2,3,4,6. Підручник, § 10, питання 2,3,4,6. Висновки: Конкуренція призводить до природного відбору в напрямку збільшення екологічних відмінностей між конкуруючими видами і утворення ними різних екологічних ніш. Висновки: Конкуренція призводить до природного відбору в напрямку збільшення екологічних відмінностей між конкуруючими видами і утворення ними різних екологічних ніш.

1) заєць - конюшина;

2) дятел - короїди;

3) лисиця - заєць;

4) людина - аскарида;

5) ведмідь - лось;

6) ведмідь - личинки бджіл;

7) синій кит - планктон;

8) корова - тимофіївка;

9) гриб трутовик - береза;

10) короп - мотиль;

11) бабка - муха;

12) молюск Беззубка - найпростіші;

13) тля - щавель;

14) гусениця сибірського шовкопряда - ялиця;

15) коник - злак тонконіг;

16) губка - найпростіші;

17) вірус грипу - людина;

18) коала - евкаліпт;

19) жук сонечко - попелиця.

138. Виберіть правильну відповідь. Результатом харчових відносин між популяціями лисиць і зайців стане:

а) зменшення чисельності обох популяцій;

б) регуляція чисельності обох популяцій;

в) збільшення чисельності обох популяцій.

139. Поясніть наступні факти: а) при масовому відстріл хижих птахів (Яструбів, пугачів), що харчуються куріпками і тетеревами, чисельність останніх спочатку збільшується, а потім падає; б) при винищуванні вовків з часом знижується і чисельність оленів на тих же територіях.

140. Зазначте, до яких з перерахованих груп відносяться організми.

Список організмів:

3) росичка;

4) іксодовий кліщ;

6) бичачий ціп'як;

7) дафнія;

8) кролик;

11) гриб трутовик;

13) подберезовик;

14) паличка Коха;

16) самка комара;

17) дощовий черв'як;

18) личинка гнойових мухи;

19) колорадський жук;

21) бульбочкові бактерії;

22) жук-скарабей.

141. Поясніть, чому в Китаї слідом за знищенням виробів різко знизився урожай зернових.

142. Сойки восени харчуються переважно жолудями дуба. Безліч жолудів вони закопують в землю в якості запасу на зиму і ранню весну. Опишіть, у чому взаємна вигода відносин даних видів.

143. вкажіть тип біотичних відносин, Який відповідає парі взаємодіючих видів в лісі (рис.).

144. В середині літа, після пожежі, на ділянці гару виник осередок розмноження короїдів: всі живі дерева, зворушені пожежею, виявилися пошкодженими шкідниками. Поясніть чому.

145. Як можна використовувати явище хижацтва і паразитизму в сільському господарстві? Наведіть конкретні приклади.

146. Відомо, що на соснах годується безліч комах: пильщика, довгоносиків, короїдів, вусанів і ін. Чому шкідники в основному мешкають на хворих деревах і обходять стороною здорові, молоді сосни?

147. Один і той же організм може бути по відношенню до різновікових особин іншого виду то хижаком, то жертвою. Наведіть приклади.

148. Найважливіше значення мають харчові взаємовідносини між особинами всередині виду. Харчування собі подібними - канібалізм - досить поширене явище у риб. Наведіть приклади.

149. Створюючи математичну модель зміни чисельності хижака і жертви, А. Лотка і В. Вольтера допустили, що кількість хижаків залежить тільки від двох причин: числа жертв (чим більше кормова база, тим інтенсивніше розмноження) і швидкості природного убутку хижаків. При цьому вони розуміли, що сильно спростили відносини, наявні в природі. У чому полягає це спрощення?

150. Взаємини в біоценозі, які полягають у створенні одним видом середовища проживання для іншого, називаються:

а) трофічні; б) топические; в) Форіческіе; г) Фабріческіе.

151. Запилювач і запилюється рослину є прикладом взаємин:

а) трофічних; б) топічних; в) Форіческіе; г) Фабріческіе.

153. Конкуренція за об'єкт харчування є прикладом взаємин: а) трофічних; б) топічних; в) Форіческіе; г) Фабріческіе.

154. Міжвидові взаємовідносини в біоценозі, засновані на участі одного виду в поширенні іншого, називаються: а) топическими; б) Форіческіе; в) Фабріческіе; г) трофічними.

155. Будівництво птахами гнізд з різних природних матеріалів є прикладом взаємин: а) трофічних; б) топічних; в) Форіческіе; г) Фабріческіе.

156. Міжвидові взаємовідносини в біоценозі, засновані на харчових відносинах, називаються: а) топическими; б) Форіческіе; в) Фабріческіе; г) трофічними.

Харчові відносини не тільки забезпечують енергетичні потреби організмів. Вони грають в природі і іншу важливу роль - утримують види в спільнотах, Регулюють їх чисельність і впливають на хід еволюції. Харчові зв'язку надзвичайно різноманітні.

Мал. 1. Гепард в гонитві за здобиччю

типові хижаки витрачають багато сил на те, щоб вистежити здобич, наздогнати її і зловити (рис. 1). У них розвинене спеціальне мисливське поведінка. Їм треба багато жертв протягом життя. Зазвичай це сильні й активні тварини.

Тварини-збирачі витрачають енергію на пошук насіння або комах, т. е. дрібної видобутку. Оволодіння знайденим кормом для них не становить труднощів. У них розвинена пошукова активність, але немає мисливського поведінки.

пасутьсявиди не витрачають багато сил на пошук корму, зазвичай його досить багато навколо, і основний час у них йде на поглинання і перетравлення їжі.

У водному середовищі широко поширений такий спосіб оволодіння їжею, як фільтрація, а на дні - заковтування і пропускання через кишечник грунту разом з харчовими частинками.

Мал. 2. Відносини хижак-жертва (вовки і північні олені)

Наслідки харчових зв'язків найбільш яскраво проявляються в стосунках хижак - жертва (Рис. 2).

Якщо хижак харчується великими, активними жертвами, які можуть тікати, чинити опір, ховатися, то в живих залишаються ті з них, хто робить це краще за інших, т. Е. Має більш пильні очі, чуйні вуха, розвинену нервову систему, мускульну силу. Таким чином, хижак веде відбір на вдосконалення жертв, знищуючи хворих і слабких. У свою чергу, і серед хижаків теж йде відбір на силу, спритність і витривалість. Еволюційний наслідок цих відносин - прогресивний розвиток обох взаємодіючих видів: і хижака, і жертви.

Г.Ф. Гаузе
(1910 – 1986)

Російський учений, основоположник експериментальної екології

Якщо ж хижаки харчуються малоактивними або дрібними, не здатними чинити опір їм видами, це призводить до іншого еволюційному результату. Гинуть ті особини, яких хижак встигає помітити. Виграють менш помітні або чимось незручні для захоплення жертви. так здійснюється природний відбір на зверхньо забарвлення, тверді раковини, захисні шипи і голки та інші знаряддя порятунку від ворогів. Еволюція видів йде в бік спеціалізації за цими ознаками.

Найістотніше результат трофічних взаємозв'язків - стримування зростання чисельності видів. Існування харчових відносин в природі протистоїть геометричній прогресії розмноження.

Для кожної пари видів хижака і жертви результат їх взаємодії залежить насамперед від їх кількісних співвідношень. Якщо хижаки ловлять і знищують своїх жертв приблизно з тією ж швидкістю, з якою ці жертви розмножуються, то вони можуть стримувати зростання їх чисельності. Саме такі результати цих взаємозв'язків найчастіше характерні для стійких природних спільнот. Якщо швидкість розмноження жертв вище, ніж швидкість поїдання їх хижаками, відбувається спалах чисельності виду. Хижаки вже не можуть стримувати його чисельність. Це теж часом зустрічається в природі. Зворотний результат - повне знищення жертви хижаком - в природі дуже рідкісний, а в експериментах і в порушених людиною умовах зустрічається частіше. Пов'язано це з тим, що з падінням чисельності будь-якого виду жертв в природі хижаки переключаються на іншу, більш доступну здобич. Полювання тільки за рідкісним видом забирає надто багато енергії і стає невигідною.

У першій третині ХХ століття було відкрито, що відносини хижак - жертва можуть бути причиною регулярних періодичних коливань чисельностікожного з взаємодіючих видів. Ця думка особливо зміцніло після результатів досліджень російського вченого Г. Ф. Гаузе. У своїх експериментах Г. Ф. Гаузе вивчав, як змінюється в пробірках чисельність двох видів інфузорій, пов'язаних відносинами хижак - жертва (рис. 3). Жертвою був один з видів інфузорій-туфельок, який живиться бактеріями, а хижаком - інфузорія-дідініум, що поїдає туфельок.

Мал. 3. Хід чисельності інфузорії-туфельки
і хижої інфузорії дідініума

Спочатку чисельність туфельки росла швидше, ніж чисельність хижака, який незабаром отримав хорошу кормову базу і теж став швидко розмножуватися. Коли швидкість поїдання туфельок зрівнялася зі швидкістю їх розмноження, зростання чисельності виду припинився. А так як дідініуми продовжували ловити туфельок і розмножуватися, скоро виедание жертв набагато перевищило їх поповнення, кількість туфельок в пробірках почала різко знижуватися. Через деякий час, підірвавши свою кормову базу, припинили поділ і почали гинути дідініуми. При деяких модифікаціях досвіду цикл повторився спочатку. Безперешкодне розмноження залишилися в живих туфельок знову збільшило їхню розмаїтість, а слідом за ними пішла вгору і крива чисельності дідініумов. На графіку крива чисельності хижака слід за кривою жертви зі зрушенням вправо, так що зміни їхнього достатку виявляються несинхронно.

Мал. 4. Зниження чисельності риб в результаті перепромисла:
червона крива - світовий промисел тріски; синя крива - то ж для мойви

Таким чином було доведено, що взаємодії хижака і жертви можуть за певних умов призводити до регулярних циклічних коливань чисельності обох видів. Хід цих циклів можна розрахувати і передбачити, знаючи деякі вихідні кількісні характеристики видів. Кількісні закони взаємодії видів в їх харчових зв'язках дуже важливі для практики. У рибальстві, видобутку морських безхребетних, пушном промислі, спортивному полюванні, зборі декоративних і лікарських рослин - всюди, де людина зменшує в природі чисельність потрібних йому видів, він з екологічної точки зору виступає по відношенню до цих видів в ролі хижака. Тому важливо уміти передбачати наслідки своєї діяльності і організувати її так, щоб не підірвати природні запаси.

У рибальстві і промислі необхідно, щоб при зниженні чисельності видів норми промислу також зменшувалися, як це буває в природі, коли хижаки переключаються на більш легко доступну видобуток (рис. 4). Якщо ж, навпаки, прагнути всіма силами добувати скорочується вид, він може не відновити свою чисельність і припинити своє існування. Таким чином, в результаті перепромисла з вини людей вже зник з лиця Землі ряд видів, які були колись дуже численними: європейські тури, мандрівні голуби та інші.

При випадковому або навмисному знищенні хижаків будь-якого виду спочатку виникають спалахи чисельності його жертв. Це теж призводить до екологічної катастрофи або в результаті підриву видом власної кормової бази, або - поширення інфекційних захворювань, які часто бувають набагато більш згубні, ніж діяльність хижаків. виникає явище екологічного бумеранга, коли результати виявляються прямо протилежними початкового напрямку впливу. Тому грамотне використання природних екологічних законів - основний шлях взаємодії людини з природою.