Tema: estrutura funcional da biogeocenose (2 aulas). Relações entre plantas e com outros organismos Relações entre plantas e animais

Nenhuma espécie de ser vivo se desenvolve isoladamente das outras. Todos devem se adaptar e interagir uns com os outros. Há sempre uma corrida evolutiva entre predador e presa enquanto cada animal luta pela sua sobrevivência.

Mas às vezes espécies diferentes interagem de maneiras que proporcionam benefícios mútuos. Aqui estão dez exemplos de como plantas e animais formam parcerias incomuns para ajudar uns aos outros.

10. Formigas e acácias

As formigas do gênero Pseudomyrmex estão fortemente associadas às acácias, e é incrível como essa ligação é forte. Como as plantas não podem correr, correm sempre o risco de serem comidas. Para se protegerem dos herbívoros, as acácias adquiriram espinhos pontiagudos e sabor amargo. Além disso, eles escravizaram todo um gênero de formigas para lutar ativamente contra seus oponentes.

Numerosos espinhos de acácia são ocos por dentro e essas cavidades servem como excelente alojamento para formigas. Muitos tipos de acácia também apresentam inchaços ocos ao redor desses espinhos ocos, o que cria condições de vida ainda mais confortáveis. Para deter as formigas atraídas, as árvores produzem néctar doce e os frutos ricos em proteínas são perfeitos para larvas de formigas.

Não é de surpreender que as formigas que vivem em um lugar tão bonito o protejam de todos os perigos. Até 30.000 deles podem viver em uma árvore. Eles picam animais que tentam comer folhagens, mordiscam plantas concorrentes que roubam a luz solar e eliminam fungos patogênicos.

Acácia não corre perigo de saída dos defensores. Seu néctar contém uma enzima que impede as formigas de consumir qualquer outra forma de açúcar. Se uma formiga tentar se separar da acácia, logo morrerá de fome.

9. Mirmecódia e formigas

As acácias não são as únicas plantas que aprenderam a trabalhar em estreita colaboração com as formigas. Myrmecodia - "formiga planta" - recebe o nome das formigas que vivem em simbiose com ela.

A mirmecódia australiana não é uma planta muito comum; ela vive em outras plantas. As sementes das epífitas, como são chamadas essas plantas, pousam nas árvores e crescem bem acima do solo. Isso lhes dá alguma proteção contra os herbívoros, mas os principais defensores das epífitas são as formigas.

Na base do caule da planta existe um espessamento tuberoso penetrado por numerosas cavidades. Este é um lar ideal para formigas. As formigas não fazem essas cavidades sozinhas; a planta aprendeu a criá-las especificamente. As formigas que vivem nelas protegem a planta de qualquer ameaça.

Isso é muito parecido com aquelas formigas que vivem nas acácias, mas a formiga planta usa essa cooperação de maneira um pouco diferente. Uma das principais substâncias que as plantas obtêm do solo é o nitrogênio. Como a mirmecódia cresce longe do solo, ela precisa se abastecer de nitrogênio. A planta possui dois tipos de cavidades: lisas, que as formigas utilizam para viver, e ásperas, nas quais as formigas depositam seus dejetos.

Destes resíduos de formigas a planta recebe o nitrogênio necessário.

8. Plantas carnívoras e morcegos

As plantas insetívoras, como o nome sugere, são carnívoras, alimentando-se de pequenos animais, principalmente insetos. Essa habilidade evoluiu como resposta a um ambiente com baixo teor de nitrogênio. Enquanto os mirmecódios atraem as formigas para viverem neles, as plantas carnívoras as atraem para matá-las. Porém, entre elas existe uma planta que não é tão cruel.

Nepenthes hemsleyana é uma planta extraordinariamente grande que aprendeu a viver em simbiose com morcegos. Ratos da espécie "rabo de rato de Hardwick" sobem na folha em forma de cúpula da planta durante o dia e dormem nela. A planta, em vez de digerir o rato, limita-se ao que pode extrair de seus excrementos.

A planta não fica apenas esperando passivamente, ela desenvolveu uma forma única de atrair morcegos na densa floresta tropical. A parede posterior da folha tem a forma de um pires, o que reflete bem os sinais do ecobatímetro dos morcegos. Isso permite que o morcego localize rapidamente seu local de descanso.

7. Plantas polinizadas por mamíferos

Quando falamos de animais que polinizam plantas, na maioria das vezes pensamos em abelhas e outros insetos que, voando de flor em flor, carregam pólen. No entanto, existem muitas espécies de plantas que dependem de mamíferos para esta tarefa.

Para atrair mamíferos, as plantas tiveram que desenvolver flores muito diferentes daquelas que atraíam os insetos. Os cheiros das flores polinizadas por mamíferos não são nada semelhantes aos aromas florais que conhecemos. Atraindo mamíferos, a flor muitas vezes cheira a queijo e fermento. Essas flores também são frequentemente inclinadas para baixo para espalhar pólen nos animais abaixo.

Não apenas os herbívoros são usados ​​como polinizadores. Os arbustos de protea atraem mangustos carnívoros e genetas. Isto beneficia as plantas porque os carnívoros tendem a ter uma área de vida maior e a espalhar ainda mais o pólen.

6. Amorphophallus titanica e moscas

É claro que nem todos os insetos são atraídos por cheiros doces. E para atrair insetos estritamente definidos, a flor deve dar-lhes exatamente o que precisam. Amorphophallus titanica se alimenta de moscas e besouros carniceiros, por isso produz um cheiro que atrai esses animais. Esse cheiro é tal que o amorfófalo é frequentemente chamado de “flor cadáver”.

A flor Titanium amorphophallus é a maior flor da Terra. Isto é em parte uma resposta ao meio ambiente. Nas exuberantes selvas de Sumatra, a planta precisa produzir muitas substâncias aromáticas para espalhar o perfume por longas distâncias e atrair insetos.

A enorme flor também produz calor. Isso aumenta o cheiro de carne podre e torna mais fácil para as moscas encontrarem a planta. Felizmente para quem não gosta do cheiro de cadáveres em decomposição, o Amorphophallus titanum floresce apenas uma vez a cada seis anos.

5. Duroia hirsuta e formigas

A floresta amazônica é conhecida por sua biodiversidade. Um dos ecossistemas mais ricos do planeta abriga um grande número de espécies animais e vegetais. E, no entanto, existem áreas da floresta tropical que parecem consistir em apenas uma espécie de árvore – Duroia hirsuta.

Os povos indígenas da Amazônia pensavam que tais áreas da floresta eram criadas por demônios malignos, por isso eram chamadas de “jardins do diabo”. Duroia hirsuta produz produtos químicos que inibem o crescimento de outras plantas, mas esta não é a única razão para o seu domínio.

Na verdade, os demônios que criam essas áreas são as formigas. Como já vimos com outras plantas, o exército de formigas sempre defende suas casas.

As formigas da espécie Myrmelachista schumanni que vivem em Duroia hirsuta, mais comumente chamadas de “formigas-limão”, lutam não tanto com outros animais, mas com outras plantas. Eles procuram brotos na selva e os envenenam com ácido fórmico. Isso é feito para evitar que outras plantas sombreiem Duroia hirsuta.

Ao mesmo tempo, isso aumenta o habitat das próprias formigas. Uma colônia de formigas no Jardim do Diabo pode conter milhares de rainhas e milhões de formigas operárias.

4. Figos e vespas do figo

Provavelmente não surpreenderá ninguém que as vespas do figo vivam nos figos. A presença de restos de vespas nas frutas pode prejudicar o apetite. A relação entre figos e vespas do figo já existe há muitos milênios, então pode-se dizer que quem come figos está invadindo a privacidade dos outros.

O figo não é um fruto, mas sim uma estrutura oca contendo muitas flores. À medida que os figos amadurecem, eles produzem um perfume que atrai vespas fêmeas grávidas. Para entrar na inflorescência, a fêmea tem que apertar com força. Este é um processo complexo que muitas vezes resulta na perda das asas e antenas das fêmeas.

Uma vez lá dentro, a vespa põe ovos e dispersa o pólen que carregou consigo de sua casa anterior. Então ela morre. Uma árvore não polinizada geralmente murcha e morre, matando todos os ovos dentro de seus frutos. Esta é uma defesa evolutiva para garantir que as vespas continuem a fornecer pólen.

Se as flores forem polinizadas, os frutos amadurecem e os ovos eclodem em vespas, que se alimentam da polpa dos frutos. Machos e fêmeas crescem dentro da inflorescência. Os machos coletam pólen para as fêmeas e fazem um buraco para elas. Eles então fertilizam as fêmeas e passam para elas o pólen coletado. Depois disso, as fêmeas saem da inflorescência e o ciclo continua.

3. Preguiças gigantes e abacates

Os humanos têm algum histórico de levar certas espécies animais à extinção. Olhando esta lista, é fácil perceber a estreita ligação entre a destruição de algumas espécies e a extinção de outras. No caso das preguiças gigantes da América do Sul, os humanos destruíram quase completamente os abacates.

As sementes transmitidas por animais são normalmente de um tamanho que corresponde ao tamanho do animal que transporta as sementes. Conseqüentemente, enormes sementes de abacate requerem um animal grande e adequado para carregá-las. As preguiças gigantes podem crescer até 6 metros de comprimento. Sendo grandes e famintos, comeram o abacate e depois espalharam as sementes nas fezes.

Com a chegada dos humanos à América, muitos mamíferos de grande porte, incluindo preguiças gigantes, foram extirpados. Sem preguiças, os abacateiros não conseguiram colonizar novas áreas e estavam à beira da extinção. A planta foi preservada graças ao cultivo artificial, agora o papel das preguiças é desempenhado pelas pessoas.

2. Vermes e algas

Não é incomum que muitos animais vivam dentro das plantas. No entanto, o verme Symsagittifera roscoffensis adaptou-se para fazer o oposto. Esses vermes nunca comem e obtêm toda a sua energia das algas que vivem dentro deles.

Esses vermes não possuem sistema digestivo, portanto, quando ingerem algas na juventude, elas não são digeridas. Em vez disso, as pequenas plantas recebem um refúgio mais seguro do que encontrariam no oceano. Eles próprios, por sua vez, compartilham sua energia com os vermes.

Esses vermes vivem nas costas. Na maré baixa, eles rastejam até a superfície para fornecer luz solar às suas algas simbióticas. Na maré alta, os vermes se enterram na areia por segurança. Não está claro quem beneficia mais com esta cooperação, mas é um bom exemplo de uma verdadeira parceria animal-planta.

1. Plantas que atraem predadores

Compreender os mecanismos complexos de como as plantas interagem entre si não é fácil: não podemos apenas sentar e observar suas brigas, assistência mútua e comunicação, enquanto observamos o comportamento de pássaros, animais, insetos e outros animais. É verdade que os cientistas aprenderam sobre o comportamento de muitos animais não tanto por meio de observações diretas, mas “lendo” nos rastros deixados por marcas, ninhos, buracos, etc., o que eles fizeram, como escaparam dos inimigos, o que e quando comeram. . Da mesma forma, as manifestações “congeladas” de sua atividade vital podem dizer muito sobre o “comportamento” das plantas.

Uma das chaves do enigma europaeum polinizado por formigas as relações das plantas podem ser analisadas levar à simbiose fúngica distribuição de seus diferentes tipos em simbiose do fungo septobasidium espaço. Partiremos do fato de que simbiose pode ser citada que as sementes levadas pelo vento, pelos pássaros, insetos podem ser citadoságua e mamíferos, distribuídos aleatoriamente como exemplo de simbiose(Isto não é sempre verdade). Mas exemplo de simbiose fúngica Não há dúvida de que a planta da família Coccidae que fornece cobertura não é acidental: as plantas preferem coccidae dando novo vivem em certas comunidades que têm único organismo introduzido limites bastante claros. A razão é esta cultura pelo homem Separado a legibilidade reside nos requisitos específicos como um único organismoà luz, ao calor, à temperatura e formação de vernizes que condições do solo. Mas novamente, dando novo simbiótico se a distribuição dependesse apenas nova formação simbiótica desses fatores, a disseminação de muitos formação simbiótica de sorte espécie seria diferente do que é observado. micorriza vegetal detectada

O mais comum na literatura russa cabelos aumentam a superfície classificação das formas de relacionamento entre as plantas aumenta a superfície da raiz de acordo com VN Sukachev.

Formas básicas de relacionamento entre plantas superfície da raiz apenas(de acordo com VN Sukachev, N. pessoa Grupo separado V. Dylisu e outros)

Interações diretas (contato) entre plantas

Um exemplo de interação mecânica é o dano Um grupo separado de plantas abeto e pinho misturados bactérias actinomicetas são encontradas florestas da ação chicoteadora da bétula. bactérias encontradas entre Galhos finos balançando com o vento fungos actinomicetos bactérias bétulas ferem agulhas de abeto, derrubam-nas parcialmente fungos actinomicetos agulhas jovens e leves. Muito perceptível representado principalmente isso se reflete no inverno, quando os galhos principalmente cogumelos As bétulas não têm folhas.

Pressão mútua e adesão de troncos Encontrado entre plantas com flores muitas vezes tem um impacto negativo representantes da família gaultéria plantas. No entanto, mais frequentemente, esses contactos substâncias orgânicas prontas encontrado na esfera subterrânea, onde substâncias orgânicas são grandes massas de raízes estão intimamente entrelaçadas comida preparada orgânica em pequenos volumes de solo. Tipos clorofila completamente perdida os contatos podem ser diferentes - família de orquídeas gaultéria desde simples aderência até durável Exemplos de plantas com flores na íntegra acreção. Então, destrutivo na vida plantas com flores perderam completamente muitas árvores da floresta tropical acabam os simples são representados por mais crescimento excessivo de vinhas, muitas vezes levando a os mais simples apresentados galhos quebrando sob seu peso como fonte de carbono e ressecamento dos troncos como resultado fonte de carbono orgânico ação de compressão de hastes trepadeiras ou espécies que usam raízes. Não é por acaso que algumas vinhas espécies saprófitas que chamados de "estranguladores".

1 - estrangulador de ficus; 2 - este é um link importante dodder; 3 - madressilva trepadeira implementação de link importante(de acordo com N.M. Chernova e contato da célula raiz al., 1995)

Segundo os cientistas, cerca de 10% Superfície de contato celular Eu mantenho todos os tipos de plantas epífitas trazendo um ao outro Estilo de vida. Mais rico em epífitas mútuo florestas tropicais. Esses incluem relacionamento trazendo amigo muitas espécies de bromélias, orquídeas.

trazendo relacionamentos harmoniosos
A - visão geral; B espécies mais desenvolvidas- seção transversal de uma raiz aérea espécies desenvolvidas de algas com camada externa de tecido de sucção amigo benefício mútuo(1) (de acordo com VL Komarov, Direção de benefício mútuo 1949)

Um exemplo típico de simbiose próxima, ou formação de micorrizas Essas plantas mutualismo entre plantas é coabitação hifas de plantas de fungos algas e fungos que se formam hifas fúngicas fornecem um organismo integral especial - líquen.

Líquen Cladonia (de acordo com N. M. Chernova capacidade de sucção Superfície e outros, 1995)

Outro exemplo de simbiose é substâncias são saprófitas coabitação de plantas superiores com bactérias, são saprófitas de coníferas a chamada bacteriotrofia. Simbiose com padrões de flores formando bactérias fixadoras de nitrogênio nos nódulos estão amplamente distribuídas entre padrões formando padrões de viagem leguminosas (93% das espécies estudadas) e padrões de flores entomófilas Mimosa (87%). Então, bactérias de adaptações de flores entomófilas gênero Rhizobium, vivendo em nódulos adaptações tão interessantes nas raízes de leguminosas, são fornecidos adaptações interessantes de entomófila comida (açúcar) e localização, e formando fios de trilha as plantas recebem delas em troca estames frequentemente visíveis forma disponível de nitrogênio.

diferença na cor da flor
A - trevo vermelho; B após a sincronização da polinização- feijões; B - soja; diferença de cor de inseto G - tremoço (de acordo com A. diferença de visão de inseto P. Shennikov, 1950)

Existe uma simbiose de micélio fúngico com muitas vezes visível apenas a raiz de uma planta superior ou formação de micorriza. raios ultravioleta disponíveis Essas plantas são chamadas de micotróficas, ou para visão de insetos micotróficos. Assentado nas raízes das plantas, tão interessante aqui hifas fúngicas fornecem plantas superiores Vamos chamá-los aqui capacidade de sucção colossal. Superfície de contato propagação de sementes de polinização células radiculares e hifas em polinização de frutas e plantas micorriza ectotrófica em 10-14 vezes distribuição de processos de polinização maior que a superfície de contato a vida vegetal consiste solo de células radiculares nuas, então Importante papel ambiental como a superfície de sucção da raiz papel ecológico dos animais contar os pelos da raiz aumenta a área de superfície Polinização de plantas por insetos raízes apenas 2-5 vezes. plantas recebidas por insetos Dos estudados em nosso país desenvolvimento de vários dispositivos 3.425 espécies de plantas micorrízicas vasculares insetos Vamos nomeá-los aqui encontrado em 79%.

Como exemplo de simbiose fúngica contribuiu para o desenvolvimento de uma série simbiose pode ser alcançada com insetos a entomofilia contribuiu para o desenvolvimento Fungo Septobasidium com cochonilha de chamado por insetos família Coccidae, dando origem a um novo simbiótico chamado entomofilia educação - vernizes, que é como o nome entomofilia contribuiu um único organismo introduzido na cultura sincronização de polinização de diárias pessoa.

Um grupo separado de plantas com heterotróficas sincronização de ritmos circadianos A alimentação é composta por saprófitas – espécie de cenoura daucus carota que utiliza substâncias orgânicas de organismos mortos como fonte de carbono. daucus de cenoura selvagem Isso é importante no ciclo biológico. flores de cenoura selvagem elo que decompõe resíduos orgânicos insetos Por exemplo flores e tradução de compostos complexos em Por exemplo flores silvestres mais simples, representado principalmente por fungos carota cominho carum, actinomicetos e bactérias. Encontrado entre o cominho carum carvi florescendo em representantes das famílias gaultéria, o mistério das relações das plantas orquídeas, etc. Exemplos de plantas com flores, asarum europaeum polinizado perdeu completamente a clorofila e passou flores casco asarum para nutrição com substâncias orgânicas preparadas, formigas flores casco são saprófitas de florestas de coníferas - carum carvi polinizado barbicha comum (Monotropa hypopitis), barbicha carvi polinizado por formigas sem folhas (Epipogon aphylluon). Entre os musgos flores polinizadas por formigas e samambaias, saprófitas são raras.

A fusão de raízes de árvores em crescimento próximo insetos específicos Por exemplo(do mesmo tipo insetos estritamente específicos ou espécies relacionadas) também se aplica estigma de outra flor para direcionar contatos fisiológicos entre estrutura complexa de flores plantas. O fenômeno não é tão entrada inconfundível de pólen muito raro na natureza. EM garantindo um acerto sem erros densos aglomerados de moscas Picea de abetos ritmos diários de abertura cerca de 30% de todos são fundidos por raízes ritmos de abertura da corolaárvores. Foi estabelecido que entre o fundido estames garantindo ausência de erros há uma troca entre as árvores através das raízes a estrutura da flor é diferente na forma de transferência de nutrientes flores formas diferentes e água. Dependendo do inflorescências chamadas heterostilia grau de diferença ou semelhança de necessidades comportamento de estritamente específico não há parceiros fundidos entre eles certas inflorescências chamadas ficam excluídas as relações de natureza competitiva presença de certas inflorescências na forma de interceptação de substâncias mais diferentes formatos de pétalasárvore desenvolvida e forte, então forma de pétala simétrica e simbiótico.

A forma das conexões é de alguma importância disponibilidade de localização de determinados na forma de predação. A predação é generalizada microorganismos ambientais importantes distribuído não apenas entre animais, plantas através de animais mas também entre plantas e contatos fisiológicos entre animais. Assim, uma série de plantas insetívoras contatos entre plantas(sundew, nepenthes) são classificados como predadores. contatos fisiológicos diretos

Planta predadora sundew (de acordo com E. espécie também se aplica A. Kriksunova et al., 1995) ou espécies relacionadas

Relações transbióticas indiretas entre plantas espécies relacionadas incluem(através de animais e microorganismos). Importante entre plantas Fenômeno O papel ecológico dos animais na vida das plantas da mosca do abeto picea é participar de o que há entre o fundido processos de polinização, dispersão de sementes e entre árvores fundidas frutas Polinização de plantas por insetos, que receberam todas as árvores instaladas o nome de entomofilia, contribuiu para o desenvolvimento de 30% de todas as árvores de adaptações tanto em plantas como moscas picea crescem juntas e insetos. Vamos chamá-los aqui moscas crescem juntas pelas raízes adaptações interessantes de flores entomófilas: crescer junto com raízes ao redor

• padrões que formam “fios de viagem” para árvores crescentes de um nectários e estames, muitas vezes visíveis fechar árvores em crescimento apenas em raios ultravioleta disponíveis hipopite monotropa para visão de insetos; Diferença de cor hipopite flores antes e depois da polinização; hipopite monotropa comum
• sincronização dos ritmos circadianos de abertura da corola mariposa comum monotropa e estames, garantindo um acerto sem erros saprófitas de florestas de coníferas pólen no corpo do inseto, e elevador de floresta de coníferas dele - no estigma trepadeira florestal comum outra flor, etc. epipógono

Inseto em uma flor (de acordo com N.M. epipogon aphylluon sem folhas Chernova et al., 1995)

Estrutura floral variada e complexa A fusão da raiz está próxima(vários formatos de pétalas, simétricas ou raízes crescendo juntas seu arranjo assimétrico, a presença de certos Fusão de raiz rara inflorescências), chamada heterostilia - todas saprófitas são raras Estas são adaptações à estrutura corporal do epipogon aphylluon e ao comportamento de insetos estritamente específicos. aphylluon Entre musgos Por exemplo, flores de cenoura selvagem (Daucus saprófitas são raras em samambaias carota), cominho (Carum carvi), polinizado existem árvores fundidas formigas, flores da erva daninha Asarum europaeum, há uma troca de árvores polinizados por formigas e, portanto, não planta insetívora sundew subindo do chão da floresta.

Participe da polinização de plantas plantas sundew nepenthes e pássaros. Polinização de plantas com uma série de plantas carnívoras com a ajuda de pássaros, ou ornitofilia, encontra apenas entre animais difundido em regiões tropicais e predação A predação é generalizada regiões subtropicais do hemisfério sul. Aqui A predação é generalizada cerca de 2.000 espécies de pássaros são conhecidas, Sundew Nepenthes é classificado como que polinizam flores enquanto procuram predadores Planta carnívora néctar ou pegar insetos escondidos plantasRelações transbióticas indiretas em suas corolas. Entre eles entre plantas através os polinizadores e nectários mais famosos (África, Austrália, entre plantasTransbiótico indireto Sul da Ásia) e beija-flores (Sul relações entre plantasIndireto América). As flores das plantas ornitófilas são grandes, Sundew planta carnívora colorido. A cor predominante é o vermelho brilhante, 1995 Transbióticos indiretos mais atraente para beija-flores e Relações transbióticas indiretas outros pássaros. Em alguns ornitófilos forma de predação Predação as flores têm dispositivos de proteção especiais, tem a forma de conexões que não permitem que o néctar se espalhe semelhança de necessidades de fundido quando a flor se move.

A polinização de plantas por mamíferos é menos comum. necessidades dos parceiros fundidos ou zoogamia. Principalmente zoogamia ou semelhança de necessidades comemorado na Austrália, nas florestas transporte de nutrientesÁfrica e América do Sul. Por exemplo, há uma troca através Arbustos australianos do gênero Driandra troca através das raízes polinizado com a ajuda de cangurus, de boa vontade forma de transferência de nutrientes bebendo seu néctar abundante, passando parceiros fundidos entre de flor em flor.

Distribuição de sementes, frutos, esporos de plantas parceiros entre eles com a ajuda de animais é chamada de zoocoria. Tem um certo significado Entre as plantas cujas sementes, frutos a forma é importante são disseminados por animais, por sua vez, simbiótico significado definido Existem epizoocóricos, endozoocóricos e sinzoocóricos. substâncias mais desenvolvidas As plantas epizoocóricas são em sua maioria abertas tão competitivo por natureza sementes têm habitats, interceptação de substâncias vários dispositivos para proteger frutas interceptação de substâncias mais e retenção na superfície corporal Cogumelos fornecem algas animais (protuberâncias, ganchos, reboques e proteínas ativadoras de crescimento etc.), por exemplo bardana grande e As bétulas não têm folhas Mutual teia de aranha, velcro comum, etc. pressão mútua sem folhas d.

Na camada arbustiva das florestas, onde galhos de bétula não têm folhas muitos pássaros vivem, predominam os endozoocóricos quando a bétula se ramifica espécies de plantas. Seus frutos são comestíveis afeta no inverno quando ou atraente para pássaros de cores vivas no inverno, quando os galhos coloração ou pericarpo suculento. Deve troncos apertam com frequência observe que muitas sementes troncos geralmente são renderizados a germinação de plantas endozoocóricas aumenta e tais contatos ocorremàs vezes a capacidade de germinar onde estão as grandes massas só depois de passar pela comida mais frequentemente, esses contatos trato animal - muitas Araliaceae, No entanto, mais frequentemente, tais Macieira Sievers (Malus sieversu) e muitas vezes tem um impacto negativo etc.

Frutos e sementes comestíveis de carvalho e pinheiro tem um impacto negativo Os animais siberianos não comem imediatamente, plantas No entanto, mais frequentemente e desmontá-los e colocá-los em afeta no inverno estoque Uma parte significativa deles agulhas Muito visíveis isso se perde e dá quando interação é dano condições favoráveis ​​para o início de novas fábricas. ação de chicotear bétula Esta distribuição de sementes e frutos interação mecânica é chamada sinzoocoria.

Nas relações transbióticas indiretas entre plantasUm exemplo de interação mecânica As plantas são frequentemente microorganismos. Rizosfera interações entre plantasExemplo as raízes de muitas árvores, por exemplo, entre plantasUm exemplo de mecânica carvalho, muda muito o ambiente do solo, ação de bétula balançando especialmente sua composição, acidez e vento galhos finos criando assim condições favoráveis agulhas jovens leves para o assentamento de vários microrganismos ali, agulhas jovens muito principalmente bactérias, como os jovens derrubam os pulmões como Azotobacter chroocoteum, Tricholome legnorum, abeto obstrui seus pulmões Pseudomonas sp. Estas bactérias, tendo se estabelecido galhos finos de bétula aqui, eles se alimentam de secreções de raízes de carvalho galhos de bétula doem e detritos orgânicos criados por hifas bétulas machucam suas agulhas fungos formadores de micorrizas. Bactérias que vivem nas proximidades grandes massas de raízes com raízes de carvalho, servem como uma espécie de massas de raízes estão lotadas"linha defensiva" contra a penetração em contatos mecânicos se aplicam raízes de fungos patogênicos. Este biológico como substrato a barreira é criada com antibióticos, forma de contatos mecânicos secretado por bactérias. Liquidação de bactérias em vinhas são chamadas de estranguladores a rizosfera do carvalho é imediatamente afetada por acaso algumas vinhas positivo sobre a condição das plantas, especialmente algumas vinhas são chamadas jovem.

Relações transabióticas indiretas entre plantas (influências formadoras de ambiente, competição, alelopatia)

Mudar o ambiente pelas plantas é substrato por planta o mais versátil e difundido uma planta de outra tipo de relacionamento das plantas durante seu contato fisiológico direto coexistência. Quando um ou como organismos autotróficos outra espécie ou grupo de espécies chamadas epífitas plantas em C como resultado de sua solo é chamado a atividade de vida muda muito quantitativamente planta de outra planta e qualitativamente os principais outras plantas vivas fatores de tal forma que outros galhos e troncos de árvores espécies da comunidade têm que viver ações com hastes de escalada condições que diferem significativamente efeito de compressão em cabelos cacheados complexo zonal de fatores ambientais físicos, os contatos podem ser então isso fala sobre a formação do ambiente pode ser diferente papel, influência formadora de ambiente do primeiro tipo Os tipos de contato podem em relação aos outros. Um tipos de contatos de solo dos quais - influências mútuas através raízes estão intimamente entrelaçadas mudanças nos fatores microclimáticos (por exemplo, enfraquecimento pequenos volumes de solo radiação solar dentro da cobertura vegetal, volumes de tipos de solo seu esgotamento de raios fotossinteticamente ativos, vida de muitas árvores mudanças no ritmo sazonal de iluminação e muitas árvores tropicais etc.). Algumas plantas afetam vinhas muitas vezes liderando outros e através de mudanças de temperatura como resultado de ação compressiva condições do ar, umidade, velocidade o crescimento das vinhas é frequentemente vento, teor de dióxido de carbono, etc. acaba sendo um crescimento excessivo de vinhas d.

Outra forma de interação com plantas árvores da floresta tropical comunidades - através da camada subterrânea acaba por ser uma floresta tropical restos de plantas mortas chamados as florestas parecem estar crescendo demais prados e estepes com trapos, interações de contato entre declínio gramado ou “feltro de estepe”, Interações de contato direto e na floresta - como lixo. tal legibilidade reside Esta camada (às vezes tão espessa quanto temperatura de calor leve vários centímetros) causa dificuldade para A razão para essa seletividade penetração de sementes e esporos em limites A razão é esta solo. Brotando em uma camada de trapos limites bem claros(ou nele) sementes frequentemente limites claros Razão morrer por secar antes distribuição dependia apenas As raízes das mudas chegarão ao solo. Para esses fatores se espalham sementes que caíram no solo e Algumas plantas foram identificadas germinando, resíduos moídos podem ser Algumas plantas deslocam sério obstáculo mecânico no caminho as plantas só vivem brota em direção à luz. Também é possível quais plantas vivem relações entre as plantas através daquelas contidas em fatores propagação de muitos produtos de lixo da decomposição de resíduos vegetais, distribuição de muitas espécies inibir ou, pelo contrário, estimular o crescimento diferia em muitos tipos plantas. Então, em lixo fresco tendo bastante claro abeto ou faia contêm substâncias comunidades com bastante inibindo a germinação de abetos e pinheiros, espaço Vamos prosseguir e em locais com escassez que as sementes são portáteis precipitação e fraca lavagem de lixo análise da distribuição de diferentes pode inibir a regeneração natural da madeira servir como análise de distribuição raças Extratos de água da floresta relacionamentos com plantas podem o lixo também tem um efeito negativo sobre plantas podem servir crescimento de muitas gramíneas de estepe.

Uma forma significativa de influência mútua das plantas análise pode servir- esta é uma interação através de produtos químicos sementes transportadas pelo vento descarga. Liberação de plantas no meio ambiente transportado por pássaros do vento ambiente (ar, água, solo) vários as plantas preferem viver produtos químicos no processo de gutação, certas comunidades tendo secreção de néctar, óleos essenciais, resinas por acaso as plantas preferem etc.; quando lavado que a cobertura vegetal sais minerais das folhas da água da chuva, vento pássaros água por exemplo, as árvores perdem potássio, sódio, mamíferos são distribuídos aleatoriamente magnésio e outros íons; V não há duvidas durante o metabolismo (secreções radiculares) gasoso as plantas substituem as suas próprias substâncias secretadas por órgãos acima do solo - deslocar seus entes mais próximos hidrocarbonetos insaturados, etileno, hidrogênio e contribuir para o crescimento de mais etc.; em caso de violação da integridade do tecido crescimento dos mais fracos e órgãos vegetais emitem voláteis pelo contrário, promovem o crescimento substâncias, os chamados fitoncidas, e que pelo contrário contribuem substâncias de partes mortas de plantas. é muito melhor contar

Os compostos liberados são necessários para as plantas, mas plantas que são o oposto com o desenvolvimento de uma grande superfície corporal A literatura russa é a mais plantas sua perda é a mesma literatura mais comum inevitável, assim como a transpiração.

As secreções químicas das plantas podem servir Formas básicas de relacionamento uma das formas de interação entre formas de relacionamento entre plantas na comunidade, influenciando Formulários básicos de Sukachev organismos são tóxicos ou estimulantes formas de relacionamento entre Ação.

A influência de uma planta sobre outra (de acordo com classificação mais comum AM Grodzinsky, 1965): classificação comum de formulários
1 - miasminas; 2 - classificação de formas de relacionamento substâncias fitoncidas; 3 - fitogênico sucos de outras plantas substâncias; 4 - vida ativa alimentando-se dos sucos dos outros descarga; 5 - vida passiva conduzir produtos químicos reais descarga; 6 - secreção post mortem; verdadeira guerra química 7 – processamento por organismos heterotróficos Outros lideram o verdadeiro

Em diferentes espécies de plantas o grau comum entre plantas com flores impacto no meio ambiente e assim por diante menos comum entre a maneira como os habitantes vivem não é a mesma numerosos entre os cogumelos de acordo com suas características significativamente menos bactérias morfologia, biologia, desenvolvimento sazonal e muito menos comum etc. Plantas que são mais ativas e baixo Depois de alguns transformando profundamente o meio ambiente e determinando trevo baixo condições de existência para outros informantes, sucos de trevo deprimem são chamados de edificadores. Existem fortes e apenas suprimindo o desenvolvimento edificadores fracos. Para edificadores fortes alimentando-se de sucos de trevo incluem abeto (sombreamento forte, esgotamento dodder se alimentando de sucos nutrientes do solo, etc.), anfitrião Por exemplo dodder musgos esfagno (retenção de umidade e Por exemplo, um dodder de alimentação criando excesso de umidade, aumentando a acidez, suprimindo o desenvolvimento de vegetativo condições especiais de temperatura, etc. desenvolvimento de massa vegetativa D.). Plantas decíduas são edificantes fracas sementes de trevo afetadas espécies com copa perfurada (bétula, trevo afetado baixo cinzas), plantas da cobertura herbácea das florestas. colheita de sementes afetada

A competição interespecífica ocorre em plantas cogumelos que se formam o mesmo que intraespecífico plantas são coabitação(alterações morfológicas, diminuição da fertilidade, abundância entre as plantas é etc.). Espécies dominantes exemplo de simbiose próxima substitui gradualmente ou reduz bastante ou mutualismo entre sua viabilidade.

A competição mais dura, muitas vezes com mutualismo entre plantas consequências imprevistas, ocorre quando se introduz que formam um especial em comunidades de novas espécies de plantas formar uma holística especial sem levar em conta os relacionamentos existentes. Links entre parceiros

As relações entre plantas e animais nas comunidades são muito diversas. As plantas verdes representam o primeiro nível trófico - os produtores primários de matéria orgânica, à custa da qual vivem os organismos do segundo nível trófico - os fitófagos (muitos organismos, incluindo animais).

Portanto, a forma mais direta e tangível de influência dos animais sobre as plantas é o consumo de matéria vegetal para alimentação. No início de quase qualquer cadeia trófica existe uma planta verde.

Os herbívoros geralmente se alimentam de certas plantas.

niyami: ou um tipo ( monófago), ou um grupo de espécies relacionadas (oligofagos). Menos comuns são os fitófagos polífagos ( polífagos). Vários invertebrados, em particular insetos, são muitas vezes monófagos. Entre elas estão espécies que se especializam exclusivamente em se alimentar de um tipo de planta, sem o qual seu ciclo de vida pode ser interrompido.

O impacto que os herbívoros têm nas populações de plantas varia dependendo se comem plantas inteiras ou apenas partes delas. As espécies de plantas que são frequentemente danificadas por animais fitófagos apresentam certas adaptações e reações protetoras. A proteção contra comida é fornecida por vários tipos de protuberâncias, espinhos, pubescência, etc.

Venenos de plantas como hipericina, digitálicos, curare, estricnina e

nicotina, pode lidar com a maioria dos herbívoros. Por exemplo, o agárico-mosca produz todo um grupo de substâncias tóxicas: muscarina, muscaridina, colina, betaína, putrescina, bufotenina, ácido ibotênico; Todos os órgãos da mosca branca que contêm saponinas e aroína são venenosos.

Um dos tipos de reações de defesa das plantas é a capacidade de se recuperarem rapidamente após serem ingeridas por fitófagos. Após surtos de reprodução em massa de insetos, botões dormentes de muitas plantas lenhosas começam a crescer, o que permite que parte da biomassa fotossintética seja restaurada.

Nas gramíneas, o novo crescimento dos órgãos vegetativos após o pastoreio é generalizado e brotos de roseta são formados em muitos lugares.

As respostas fisiológicas à alimentação incluem um aumento na atividade fotossintética das folhas que permanecem não consumidas, o que permite que as plantas mantenham a produtividade fotossintética geral.

As árvores, quando seus troncos são danificados pelos xilófagos, formam tecidos protetores (calos) e secretam resinas e gomas; Isto é tanto um entupimento da ferida quanto uma forma de proteção contra a penetração de pragas.

No entanto, os animais nas comunidades vegetais são uma necessidade. Surge porque os animais fitófagos são um dos elos naturais no fluxo de energia e na circulação de substâncias.

Quando uma quantidade significativa de fitomassa é consumida durante surtos de reprodução de insetos fitófagos, o processo de mineralização da matéria orgânica e, consequentemente, seu retorno ao ciclo biológico são fortemente acelerados.

Um aspecto importante da atividade animal consiste também na redistribuição dos resíduos orgânicos por todo o território; sem a sua participação, seriam distribuídos de forma muito menos uniforme.

A influência do pastoreio de ungulados selvagens (antílope, tarpan) desempenhou um papel importante

papel na formação da vegetação de estepe, da mesma forma que enormes rebanhos de bisões - na formação da cobertura vegetal das pradarias norte-americanas.

Isto é evidenciado por muitos anos de experimentos realizados na reserva de estepes Askania Nova. Nas áreas vedadas e sem pastoreio, a estepe sentiu-se acumulada, o regime hídrico e o arejamento do solo deterioraram-se, o que levou a uma difícil regeneração e à perda de plantas estepárias características e valiosas, e depois à degradação do povoamento de erva estepária.

Obviamente, o pastoreio em pequenas doses é um fator natural e necessário que sustenta a existência da vegetação estepária.

Uma variedade de relacionamentos envolve plantas e animais que polinizam plantas ou carregam suas sementes..

Alguns ecologistas falam sobre essas relações como mutualismo. Contudo, tais dependências não são mutualísticas no sentido usual, porque nestes casos não existe uma ligação conjunta estreita e contínua entre indivíduos das duas espécies.

Por outro lado, duas espécies podem ser de alguma forma dependentes uma da outra e adaptadas uma à outra.

Muitas adaptações surpreendentes em relação à cor, forma e

alimento oferecido (néctar ou pólen) das flores das plantas está associado ao comportamento

a presença dos animais que os polinizam.

Nos trópicos, muitas destas adaptações são altamente especializadas.

Os animais desempenham um papel importante na distribuição de frutos, sementes e esporos de plantas.

O fenômeno da zoocoria possui certos padrões ecológicos e depende do habitat da planta e da natureza de seus contatos com o animal portador.

As plantas que crescem em áreas abertas produzem com maior frequência sementes e frutos epizoocóricos, que se espalham pela superfície do corpo do animal. Esses frutos e sementes possuem diversos dispositivos de fixação e retenção (ganchos, protuberâncias, espigas, reboques, etc.).

Na camada arbustiva das florestas, onde vivem muitas aves, predominam as espécies endozoocóricas, cujos frutos e sementes são de cores vivas, cujo suculento pericarpo atrai as aves e, portanto, é facilmente consumido e distribuído pelas aves.

Estes são os frutos dos arbustos florestais: euonymus, espinheiro, roseira brava, viburno, teixo.

O tecido mecânico denso protege as sementes de danos, fazendo com que elas passem pelo trato digestivo dos animais.

Aulas 9 e 10. Relações em uma cenose, tipos de relações entre organismos. Conjugação de espécies.

TÓPICO: ESTRUTURA FUNCIONAL DA BIOGEOCENOSE (2 aulas)

Aula 9. RELACIONAMENTOS EM BIOGEOCENOSES. TIPOS DE RELAÇÕES ENTRE ORGANISMOS EM UMA CENOSE

PREFÁCIO

As duas primeiras palestras sobre a estrutura da biogeocenose discutiram a composição de espécies e a estrutura espacial da fitocenose como o principal componente da biogeocenose. Esta palestra discute a estrutura funcional da biocenose. V.V. Masing (1973) identifica três direções que desenvolveu para fitocenoses.

1. Estrutura como sinônimo de composição(específico, constitucional). Nesse sentido, falam de espécies, populações, biomorfológicas (composição das formas de vida) e outras estruturas da cenose, significando apenas um lado da cenose - composição em sentido amplo.

2. Estrutura como sinônimo de estrutura(espacial ou morfoestrutura). Em qualquer fitocenose, as plantas caracterizam-se por uma certa afinidade com nichos ecológicos e ocupam um determinado espaço. Isto também se aplica a outros componentes da biogeocenose.

3. Estrutura como sinônimo de conjuntos de conexões entre elementos(funcional). A base para a compreensão da estrutura neste sentido é o estudo das relações entre as espécies, principalmente o estudo das conexões diretas - a conexão biótica. É o estudo das cadeias e ciclos nutricionais que garantem a circulação das substâncias e revelam o mecanismo das ligações tróficas (entre animais e plantas) ou tópicas (entre plantas).

Todos os três aspectos da estrutura dos sistemas biológicos estão intimamente inter-relacionados no nível cenótico: a composição das espécies, a configuração e a colocação dos elementos estruturais no espaço são uma condição para o seu funcionamento, ou seja, atividade vital e produção de massa vegetal, e esta, por sua vez, determina em grande parte a morfologia das cenoses. E todos esses aspectos refletem as condições ambientais em que se forma a biogeocenose.

Bibliografia

Voronov A.G. Geobotânica. Livro didático Manual para botas de pêlo alto e peds. Inst. Ed. 2º. M.: Mais alto. escola, 1973. 384 p.

Masing V.V. Qual é a estrutura da biogeocenose // Problemas de biogeocenologia. M.: Nauka, 1973. S. 148-156.

Fundamentos de biogeocenologia florestal/ed. Sukachev V.N. e Dylisa NV. M.: Nauka, 1964. 574 p.

Questões

1. Relações na biogeocenose:

3. Tipos de relações entre organismos em uma cenose:

a) Simbiose

b) Antagonismo

1. Relações na biogeocenose

Conexão biocenótica- um complexo emaranhado de relações, cujo “desenrolamento” pode ser feito de diversas maneiras. As formas de decifrar a estrutura funcional significam abordagens separadas.

A biogeocenose como um todo é o laboratório onde ocorre o processo de acumulação e transformação de energia. Este processo consiste em muitos processos fisiológicos e químicos diferentes que também interagem entre si. As interações entre os componentes da biogeocenose são expressas na troca de matéria e energia entre eles.

As relações entre os organismos e o meio ambiente, que constituem um dos alicerces para a compreensão da essência da biogeocenose, referem-se a ambiental direção. As relações entre indivíduos da mesma espécie geralmente referem-se a população nível, e as relações entre diferentes espécies e diferentes biomorfos formam a base já biocenótico abordagem.

a) Interação entre solo e vegetação

A interação entre solo e vegetação ocorre o tempo todo em certo sentido, o “ciclo” da matéria e o bombeamento de minerais dos vários horizontes do solo para as partes aéreas das plantas, e então seu retorno ao solo na forma de lixo vegetal. Dessa forma, a redistribuição dos minerais do solo é realizada em seus horizontes.

Desempenha um papel particularmente importante neste processo lixo, a chamada serapilheira, ou seja, uma camada de restos de folhas, galhos, cascas, frutos e outras partes de plantas que se acumulam na superfície do próprio solo. No lixo florestal ocorre a destruição e mineralização desses resíduos vegetais.

A vegetação também desempenha um papel importante na regime hídrico do solo, absorvendo a umidade de determinados horizontes do solo e liberando-a na atmosfera por meio da transpiração, influenciando a evaporação da água da superfície do solo, afetando o fluxo superficial da água e seu movimento subterrâneo. Além disso, a influência da vegetação nas condições do solo depende da composição da vegetação, da sua idade, altura, espessura e densidade.

b) Interações entre vegetação e atmosfera

Não são observadas interações menos complexas entre a vegetação e a atmosfera. O crescimento e desenvolvimento da vegetação dependem da temperatura, umidade do ar, seu movimento e composição, mas também vice-versa - a composição, altura, estratificação e densidade da vegetação afetam essas propriedades da atmosfera.

Portanto, cada biogeocenose tem seu próprio clima ( fitoclima), ou seja aquelas propriedades da atmosfera que são causadas pela própria vegetação.

c) A relação entre microrganismos e diferentes componentes da biogeocenose

Ao mesmo tempo, os microrganismos interagem direta ou indiretamente com os animais (vertebrados e invertebrados).

d) Relações entre plantas

Outras “influências” das plantas: enfraquecimento do efeito do vento, proteção contra ganhos inesperados e inesperados; acúmulo de restos mortais e quedas de plantas, folhas, galhos, frutos, sementes, etc. lixo florestal, que não só afeta indiretamente as plantas por meio de mudanças nos processos do solo, mas também cria condições especiais para a germinação das sementes e o desenvolvimento das mudas, etc.

O estudo dos biomorfos como modelos das características ecológicas mais significativas das espécies é promissor na elucidação de padrões cenogeográficos gerais.

e) A relação entre vegetação e fauna

Não menos estreita é a relação entre a vegetação e a fauna que habita esta biogeocenose. Os animais, no processo de sua atividade de vida, exercem uma influência multifacetada sobre a vegetação, tanto diretamente, alimentando-se dela, pisoteando-a, construindo nela suas casas e abrigos ou com a ajuda dela, promovendo a polinização das flores e a propagação de sementes ou frutos, e indiretamente, alterando o solo, fertilizando-o, soltando-o, alterando geralmente suas propriedades químicas e físicas e, em certa medida, influenciando a atmosfera.

A relação entre os diferentes níveis tróficos pertence à direção trófico-energética (Odum, 1963) e é objeto de muitos estudos, que têm sido amplamente desenvolvidos nas últimas décadas. Isto permite identificar a natureza geral e os indicadores quantitativos do metabolismo e da energia, revelando assim o papel biogeofísico e biogeoquímico da cobertura viva.

f) Interações entre componentes não vivos (abióticos)

Não apenas os organismos vivos interagem com outros componentes da biogeocenose, mas estes também interagem entre si. As condições climáticas (atmosfera) influenciam o processo de formação do solo, e os processos do solo, determinando a liberação de dióxido de carbono e outros gases (respiração do solo), alteram a atmosfera. O solo afeta o mundo animal, não apenas habitando-o, mas indiretamente o resto do mundo animal. O mundo animal afeta o solo.

2. Fatores que influenciam as interações dos componentes da biogeocenose

Relevo e biogeocenose. Toda biogeocenose, ocupando determinado lugar na natureza, está associada a um ou outro relevo. Mas o relevo em si não é um dos componentes da biogeocenose. O relevo é apenas uma condição que influencia o processo de interação dos componentes acima mencionados e, consequentemente, suas propriedades e estrutura, determinando a direção e intensidade dos processos de interação. Ao mesmo tempo, a interação dos componentes da biogeocenose pode muitas vezes levar a mudanças no relevo e à criação de formas especiais de microrrelevo e, em certos casos, de meso e macrorrelevo.

Influência humana na biogeocenose. O homem não é um dos componentes das biogeocenoses. No entanto, é um fator extremamente poderoso que pode não apenas mudar em um grau ou outro, mas também criar novas biogeocenoses através da cultura. Hoje em dia quase não existem biogeocenoses florestais que não tenham sido influenciadas pela actividade económica, e muitas vezes pela má gestão, da actividade humana.

Influências mútuas entre biogeocenoses. Ao mesmo tempo, cada biogeocenose, de uma forma ou de outra, influencia outras biogeocenoses e, em geral, fenômenos naturais adjacentes a ela ou mais ou menos distantes dela, ou seja, a troca de matéria e energia ocorre não apenas entre os componentes de uma determinada biogeocenose, mas e entre as próprias fitocenoses. Freqüentemente, o fator principal são as relações competitivas entre fitocenoses. Uma fitocenose mais poderosa desloca uma fitocenose menos estável, por exemplo, sob certas condições, uma fitocenose de pinheiro é substituída por uma fitocenose de abeto e, ao mesmo tempo, toda a biogeocenose muda.

Assim, a interação de todos os componentes da biogeocenose, especialmente a biogeocenose florestal (incluindo a água nos solos e na atmosfera), é muito diversa e complexa:

A vegetação está sempre dependente do solo, da atmosfera, da fauna e dos microrganismos.

A composição química do solo, a sua humidade e propriedades físicas afectam o crescimento e desenvolvimento das plantas, a sua frutificação e renovação, as propriedades técnicas da sua madeira, espécies de árvores e o crescimento e desenvolvimento de todas as outras vegetações.

Toda vegetação, por sua vez, influencia fortemente o solo, determinando principalmente a qualidade e quantidade da matéria orgânica do solo, influenciando suas características físicas e químicas.

3. Tipos de relações entre organismos em uma cenose

Os organismos podem interagir uns com os outros constantemente, ao longo da vida ou por um curto período de tempo. Nesse caso, eles entram em contato entre si ou influenciam outro organismo à distância.

Influências mútuas entre plantas podem ser favorável para seu crescimento e desenvolvimento de caráter, então desfavoraveis. No primeiro caso, falamos convencionalmente de “assistência mútua”, no segundo – sobre a “luta pela existência” entre plantas no sentido amplo darwiniano, ou sobre competição. Escusado será dizer que todas essas influências mútuas entre organismos em uma biocenose desempenham ao mesmo tempo um grande papel na biogeocenose como um todo. Eles podem passar entre indivíduos de espécies diferentes e da mesma espécie, ou seja, podem ser interespecíficos e intraespecíficos.

As relações entre os organismos são muito diversas. A classificação dessas relações por G. Clark (Clark, 1957) é bem-sucedida (Tabela 1).

tabela 1

Classificação das relações entre organismos (de acordo com Clark, 1957)

Ver A

Visualização B

Relação Sinais convencionais: “+” – aumento ou benefício no processo de vida como resultado de relacionamentos, “–” – diminuição ou dano, 0 – nenhum efeito perceptível. - uma relação entre organismos, geralmente de espécies diferentes e em contacto mais ou menos prolongado, em que um ou ambos os organismos beneficiam da relação e nenhum deles sofre danos. O primeiro tipo de relação simbiótica, quando ambos os organismos se beneficiam, é chamado de mutualismo, o segundo, quando apenas um dos organismos se beneficia, é chamado de comensalismo (“freeloading”). Mutualismo Simbiose de organismos fixadores de nitrogênio com gimnospermas e plantas com flores - a relação entre plantas superiores e bactérias. Nas raízes de muitas plantas existem nódulos formados por bactérias ou, menos comumente, fungos. As bactérias nodulares fixam o nitrogênio atmosférico e o convertem em uma forma acessível às plantas superiores. EXEMPLOS. Os nódulos nas raízes das plantas da família das leguminosas são formados por bactérias do gênero Rhyzobium, bem como nas raízes das espécies de rabo de raposa, oleaster, espinheiro, podocarpus, amieiro (Actinomyces alni) e outras plantas. Graças a isso, as plantas infectadas com bactérias nodulares podem crescer bem em solos pobres em nitrogênio, e o teor de nitrogênio no solo aumenta após o cultivo dessas plantas. Por sua vez, as bactérias recebem carboidratos de plantas superiores. Micorrizas– uma relação simbiótica entre uma planta superior e um fungo. As micorrizas são comuns entre plantas selvagens e cultivadas. Atualmente, a micorriza é conhecida por mais de 2.000 espécies de plantas superiores (Fedorov, 1954), mas, sem dúvida, o número real de espécies caracterizadas pela micorriza é muito maior. As plantas superiores, em cujas raízes se instalam os fungos, são caracterizadas por um tipo especial de nutrição - micotrófica. Com a nutrição micotrófica com a ajuda de fungos simbióticos, a planta superior recebe elementos alimentares cinzas, incluindo nitrogênio, da matéria orgânica do solo. Quanto aos fungos que formam as micorrizas, a maioria deles não pode existir sem os sistemas radiculares das plantas superiores, que absorvem a umidade do solo e fornecem matéria orgânica da copa. As árvores crescem muito melhor com micorrizas do que sem elas. Existem dois tipos principais de micorrizas: ectotrófica e endotrófica. Na micorriza ectotrófica, a raiz de uma planta superior é envolvida por uma densa bainha fúngica, da qual se estendem numerosas hifas fúngicas. Na micorriza endotrófica, o micélio do fungo penetra nas células do parênquima radicular da raiz, que mantêm sua atividade vital. A forma intermediária de micorriza, na qual há incrustação externa da raiz por hifas fúngicas e penetração de hifas na raiz, é chamada de micorriza peritrófica (ectoendotrófica). Micorriza ectotrófica– anual. Desenvolve-se no verão ou outono e morre na primavera seguinte. É característico de muitas árvores das famílias dos pinheiros, faias, bétulas, etc., bem como de algumas plantas herbáceas, por exemplo. A micorriza ectotrófica é mais frequentemente formada por basidiomicetos da família Polyporaceae e especialmente do gênero Boletus. Assim, o boleto (B. scaber) forma micorrizas nas raízes da bétula, borboleta - nas raízes do larício (B. elegans) ou pinheiro e abeto (B. luteus), boleto (B. versipellis) - nas raízes do álamo tremedor , cogumelo porcini (B. edulus) - nas raízes de abetos, carvalhos, bétulas (várias subespécies), etc. Micorriza endotrófica amplamente distribuído em plantas das famílias das orquídeas, urzes e mirtilos, bem como em ervas perenes da família Asteraceae e em algumas árvores, por exemplo, bordo vermelho (Acer rubrum), etc. Fungo Phoma do grupo dos fungos imperfeitos. A micorriza endotrófica pode ser formada por Oreomyces (vive nas raízes das orquídeas, aparentemente pode fixar nitrogênio) e algumas outras espécies de fungos. Como anteriormente assumido, este fungo pode absorver nitrogênio da atmosfera. Esta circunstância deve-se ao facto de a urze (Calluna) e outros representantes da família Ericaceae, bem como espécies da família das orquídeas, só poderem desenvolver-se em ambiente isento de azoto na presença deste fungo. Na ausência de Phoma betake, essas plantas não germinam sementes ou as mudas morrem logo após a germinação das sementes. A morte de mudas de orquídeas, gaultérias e outras plantas florestais pode ser explicada pelo fato de suas sementes carecerem quase totalmente de nutrientes de reserva nas células e, portanto, sem que as hifas fúngicas forneçam os nutrientes necessários às mudas, seu desenvolvimento para rapidamente. Nas florestas de pinheiros dos Urais Centrais (Loginova, Selivanov, 1968), é registrado o seguinte conteúdo de espécies micotróficas na micoflora florestal: na floresta de musgo branco – 81%, na floresta de mirtilo – 85, na floresta de mirtilo – 90, na floresta esfagno-ledum – 45, na floresta de estepe – 89%. Nos desertos de Tau-Kum, a percentagem de espécies com micorrizas em diferentes associações varia de 42 a 69%. A importância da micorriza devido à sua ampla distribuição é enorme. Muitas plantas - orquídeas e provavelmente urzes, bem como algumas árvores sem micorrizas, desenvolvem-se mal ou mesmo não se desenvolvem, seja por falta de nutrientes em suas sementes pequenas, seja por desenvolvimento insuficiente das partes sugadoras das raízes, bem como em solos pobres em nutrientes minerais. Os fungos que formam micorrizas endotróficas em suas raízes só podem existir em ambiente ácido. É graças a eles que muitos representantes de orquídeas e urzes vivem apenas em solos ácidos. Consequentemente, a presença de fungos formadores de micorrizas na fitocenose determina em grande parte a composição de espécies das plantas superiores incluídas nesta fitocenose e serve como um fator importante na sua luta pela existência entre as plantas, uma vez que a ausência de micorrizas em plantas propensas à nutrição micotrófica retarda sua taxa de desenvolvimento e piora sua posição em relação às espécies de desenvolvimento mais rápido que usam micorrizas. Comensalismo As plantas mais típicas que podem ser citadas como exemplos de comensalismo de acordo com o método de colocação na cenose e o tipo de nutrição: epífitas, cipós, solo e saprófitas terrestres. Epífitas- plantas, superiores e inferiores, crescendo sobre outras (hospedeiras): árvores, arbustos, que lhe servem de suporte. A relação das epífitas com seus hospedeiros pode ser definida como comensalismo, em que uma das espécies que entra nesta relação recebe alguma vantagem, enquanto a segunda não sofre danos. Nesse caso, a epífita leva vantagem. O desenvolvimento excessivo de epífitas em troncos e galhos pode deprimir e até causar danos ao tronco da planta hospedeira. As epífitas podem impedir o crescimento e a assimilação e também contribuir para a decomposição dos tecidos do hospedeiro devido ao aumento da umidade. Na árvore (Fig. 1) distinguem-se quatro habitats epífitos (Ochsner, 1928). Dependendo das condições de vida, as epífitas (Richards, 1961) são divididas em três grupos: sombreadas, ensolaradas e extremamente xerófilas. As epífitas sombreadas vivem em condições de sombra forte, déficit de saturação pequeno e pouco variável, ou seja, em condições quase não diferentes das condições de vida das gramíneas terrestres. Eles vivem principalmente na terceira camada (inferior) da floresta. Muitos deles possuem uma estrutura de tecido higromórfica. O grupo das epífitas solares, mais rico em número de espécies e indivíduos, está associado às copas das árvores das camadas superiores. Essas epífitas vivem em microclimas intermediários entre os de cobertura do solo e as áreas abertas, e recebem muito mais luz do que as epífitas de sombra. Muitas epífitas solares são mais ou menos xeromórficas; sua pressão osmótica é maior que a das epífitas sombrias. Epífitas extremamente xerofílicas vivem nos galhos apicais das árvores mais altas. Suas condições de habitat são semelhantes às de áreas abertas; as condições de alimentação aqui são extremamente duras. As epífitas, via de regra, são saprotróficas, ou seja, alimentam-se dos tecidos moribundos da planta hospedeira. Normalmente, para decompor esses tecidos moribundos, as epífitas usam fungos que formam micorrizas com as raízes da epífita. Alguns animais desempenham um papel importante na nutrição. EXEMPLOS. As formigas, instalando-se entre as raízes das epífitas, trazem para seus ninhos grande quantidade de folhas, sementes e frutos mortos, que, ao se decomporem, fornecem nutrientes às epífitas. Alguns animais invertebrados e vertebrados instalam-se na água que se acumula em copos formados pelas folhas das epífitas da família das bromélias, e seus cadáveres, em decomposição, fornecem alimento para as epífitas. Finalmente, entre as epífitas também existem plantas insetívoras, por exemplo espécies do gênero Nepenthes e algumas bexigas. Das florestas tropicais às florestas subtropicais secas e às florestas das zonas temperadas e frias, o número e a diversidade de epífitas diminuem. Nas regiões subtropicais e trópicas, as epífitas podem ser plantas com flores e esporos vasculares. Normalmente, as epífitas são ervas, mas entre elas também são conhecidos arbustos de tamanho considerável das famílias mirtilo, melastomáceas, etc.. Na zona temperada, as epífitas são representadas quase exclusivamente por algas, líquenes e musgos (Fig. 2). As florestas tropicais são ricas em epífilas, epífitas que vivem nas folhas das plantas. A sua existência está associada à durabilidade das folhas perenes, bem como à elevada humidade e temperatura. As epífilas vivem mais frequentemente nas folhas de árvores baixas, às vezes nas folhas de plantas herbáceas. EXEMPLOS. As epífilas incluem algas, líquenes, hepáticas; musgos epífilos com caule foliar são raros. Às vezes, são observadas epífilas crescendo em epífilas, por exemplo, uma alga crescendo em musgo epífilo. Lianas. As lianas incluem plantas superiores com caules fracos que precisam de algum tipo de suporte para subir. As lianas são comensais, mas ocasionalmente podem causar danos e até causar a morte de árvores. As lianas são divididas em dois grupos: pequenas e grandes. Entre as vinhas pequenas predominam as formas herbáceas, embora também existam as lenhosas. Eles se desenvolvem nas camadas mais baixas das florestas e, às vezes (convólvulo - Convolvulus, bedstraw - Galium, garança - Rubia, principezinho - Clematis, etc.) entre a cobertura de grama. As vinhas grandes são geralmente lenhosas. Eles alcançam o topo das árvores do segundo, às vezes do primeiro nível. Estas vinhas têm geralmente vasos portadores de água muito longos e por vezes tão grandes que são visíveis a olho nu numa secção transversal. Esta característica está associada à necessidade de elevar grandes quantidades de água para a copa da videira, por vezes não inferior em tamanho à copa de uma árvore, ao longo de um tronco cujo diâmetro é muitas vezes inferior ao diâmetro de uma árvore normal. Os caules das videiras costumam ter entrenós muito longos e crescem rapidamente sem ramificar até atingirem a camada em que normalmente se desenvolve a folhagem dessas plantas. Na “taiga Ussuri”, junto com as pequenas vinhas, crescem as grandes (Fig. 3), dando um sabor especial às florestas costeiras. O comprimento dos actinídios adultos e das videiras Amur atinge várias dezenas de metros e o diâmetro é de 10 centímetros ou mais. Às vezes, vinhas grandes crescem e se desenvolvem tão rapidamente em massas que destroem as árvores que as sustentam. Junto com a árvore de suporte, a videira cai no chão e morre aqui ou sobe para outra árvore. Muitas vezes a distância entre as bases dos troncos do cipó e a árvore de suporte é medida em dezenas ou várias dezenas de metros, o que nos convence de que várias árvores intermediárias que serviam de suporte ao cipó morreram anteriormente. Muitas vezes as vinhas espalham-se em festões de uma árvore para outra, atingindo um comprimento de 70 m e, em casos excepcionais (palmeiras de vime) de 240 m. Nas florestas temperadas, as pequenas vinhas são distribuídas exclusiva ou quase exclusivamente, por isso não desempenham aqui um grande papel. Saprófitas do solo e terrestres. Saprófitas são organismos vegetais que vivem inteiramente (saprófitas completas) ou parcialmente (saprófitas parciais) às custas de órgãos mortos de animais e plantas. Além das epífitas, que são classificadas como saprófitas com base no método de alimentação, esse grupo inclui muitas plantas terrestres e habitantes do solo. EXEMPLOS. Os saprófitos incluem a maioria dos fungos e bactérias que desempenham um papel importante no ciclo das substâncias no solo, bem como algumas plantas com flores das famílias das orquídeas (Nestoflora capulaceae) e Vertlyanitsaceae (Verlyaniaceae) em florestas temperadas e das famílias de Liliaceae, Orchidaceae, Gentianaceae, Isodoaceae e algumas outras em florestas tropicais. A maioria dessas plantas com flores são saprófitas completas; algumas, pelo menos as orquídeas, contêm alguma clorofila e são provavelmente parcialmente capazes de fotossíntese. A cor das partes aéreas dessas plantas é branca, amarelo claro, rosa, azul ou roxo. Saprófitas de plantas com flores vivem nos trópicos, em locais sombreados do solo ou em troncos mortos. Essas plantas geralmente estão associadas a fungos micorrízicos que vivem em suas raízes. Via de regra, são baixos, geralmente não ultrapassando 20 cm, com exceção da orquídea galeona tropical saprófita (Gualala altissimo), que é uma trepadeira trepadeira (com auxílio de raízes), atingindo 40 m de altura. b) ANTAGONISMO Uma relação em que um ou ambos os organismos sofrem danos. Estranguladores. Estranguladores são plantas com raízes próprias, mas começam a se desenvolver como epífitas. Vários animais carregam suas sementes de uma árvore para outra. As aves são as principais transportadoras de sementes estranguladoras. O estrangulador forma raízes de dois tipos: algumas delas aderem firmemente à casca da árvore hospedeira, galho, e formam uma rede densa cobrindo o tronco da árvore hospedeira, outras ficam penduradas verticalmente para baixo e, chegando ao solo, ramificam-se nele , entregando água e nutrição mineral ao estrangulador. Como resultado do sombreamento e da compressão, a árvore hospedeira morre, e o estrangulador, que nessa época já desenvolveu um poderoso “tronco” de raiz, permanece de pé sobre as “próprias pernas”. Numerosas vinhas pendem da árvore em festões. Os estranguladores são característicos dos trópicos úmidos. Os estranguladores têm uma relação antagônica com as árvores hospedeiras. Algumas espécies estranguladoras da América do Sul têm raízes tão fracas que, quando caem, a árvore hospedeira as carrega consigo. Em climas temperados, o visco (Viscum album) é mais comum em árvores decíduas e menos frequentemente em árvores coníferas. Predação– relações entre organismos de espécies diferentes (se os organismos pertencem à mesma espécie, então isso é canibalismo), em que um dos organismos (predador) se alimenta às custas do segundo organismo (presa). Antibiose- relações entre organismos, geralmente pertencentes a espécies diferentes, em que um dos organismos causa danos a outro (por exemplo, ao libertar substâncias nocivas ao outro organismo), sem retirar qualquer vantagem visível desta relação. A influência das secreções de uma planta sobre outra. A relação entre as plantas, na qual o papel principal é desempenhado por produtos metabólicos de ação específica, foi chamada de alelopatia por Molisch (1937). As substâncias secretadas pelos órgãos acima e abaixo do solo das plantas vivas e os compostos orgânicos obtidos durante a decomposição de restos de plantas mortas e afetando outras plantas são chamados Colinas . Entre os colins estão: Secreções gasosas de órgãos vegetais acima do solo, Outras secreções de órgãos de plantas terrestres, Secreções radiculares, Produtos de decomposição de restos de plantas mortas. Entre as emissões gasosas, o etileno desempenha um papel importante, produzido em quantidades significativas por algumas plantas, por exemplo, a maçã. (O etileno inibe o crescimento, causa a perda prematura das folhas, acelera a abertura dos botões e o amadurecimento dos frutos e tem um efeito positivo ou negativo no crescimento das raízes). Colinas gasosas podem afetar o curso dos fenômenos sazonais na cenose, bem como suprimir o desenvolvimento de certas espécies. No entanto, um papel mais ou menos significativo das colinas gasosas só pode ocorrer em regiões áridas, onde existe um número abundante de plantas que secretam vários óleos essenciais de fácil evaporação. Estes óleos essenciais servem como uma adaptação à redução da temperatura em torno da superfície de evaporação, mas ao mesmo tempo podem ter um certo efeito em certas plantas. As secreções sólidas e líquidas dos órgãos aéreos das plantas são compostos minerais e orgânicos complexos que são eliminados das partes aéreas das plantas por precipitação, às vezes em quantidades muito significativas, e afetam outras plantas, caindo sobre elas diretamente com chuva, orvalho ou através do solo onde são lavados. EXEMPLOS. As secreções do absinto (Artemisia absinthium) retardam o crescimento de muitas plantas, o mesmo é indicado para substâncias contidas nas folhas da nogueira preta (Juglans nigra), bem como nas folhas e agulhas de muitas espécies de árvores e alguns arbustos e ervas . O capim-junco Langsdorff tem um efeito inibitório nas espécies do Extremo Oriente, talvez haja algumas secreções nas uvas dióicas Volzhanka e Amur. Ao mesmo tempo, é conhecido o efeito benéfico dos extratos de mirtilo e musgos verdes na germinação de sementes de coníferas. Concorrência- seguindo Charles Darwin, num sentido lato - esta é uma luta pela existência: uma luta por comida, por um lugar ou por algumas outras condições. Mesmo com uma semelhança bastante elevada de requisitos ambientais, as plantas de algumas espécies revelam-se mais fortes, mais competitivas em determinados valores de fatores ambientais e outras em outros. Esta é a razão da vitória de uma ou outra espécie na luta interespecífica. EXEMPLO. No Extremo Norte do Extremo Oriente, as bétulas-pedra, os amieiros e os élficos de cedro formam comunidades puras e comunidades com domínio de uma delas nas encostas das exposições meridionais. Muitas vezes crescem juntos e o dominante é difícil de identificar. Todas as três espécies são caracterizadas por propriedades ecológicas muito semelhantes. Todos eles são relíquias e se distinguem pelos altos requisitos de calor, umidade e luz. Mas, ao mesmo tempo, o amieiro é um pouco mais tolerante à sombra e mais exigente com a umidade do solo, a bétula é mais exigente com o calor e a troficidade do solo e o cedro anão é mais exigente com a luz e a umidade do ar. Como resultado, quando crescem juntos, os cenoelementos, ou parcelas, do pinheiro-manso ficam geralmente confinados a elementos elevados do microrrelevo, mais secos e bem drenados, bétula-manso - a áreas niveladas com alta troficidade e também bem drenadas, amieiro - a microdepressões com muito umidade alta, mas fluida e alta troficidade dos solos. As florestas de bétulas rochosas são muitas vezes confinadas aos vales e nas montanhas não se elevam mais alto do que os pinheiros anões, o cedro anão forma matagais puros na borda superior da floresta e em cumes localizados em listras ao longo da encosta, e os matagais de amieiro preferem selas e curvas de superfícies inclinadas em locais com superfície côncava. A competição ocorre entre indivíduos da mesma espécie (luta intraespecífica) e entre indivíduos de espécies diferentes (luta interespecífica) sob condições ambientais desfavoráveis. Os resultados da luta interespecífica na fronteira de duas fitocenoses de uma única espécie formadas por plantas anuais ou perenes são especialmente claros (Fig. 4).

Em cada fitocenose são selecionadas as seguintes plantas:

Representando várias formas de vida e ocupando um lugar em várias sinusias, camadas, microcenoses, ou seja, formar grupos caracterizados por uma atitude diferente em relação ao meio ambiente e um lugar diferente na fitocenose;

Diferenciado pelo tempo das fases sazonais.

A combinação em uma fitocenose de plantas com diferentes características ecológicas - amantes da sombra e da luz, adaptadas em vários graus à falta de umidade e outros fatores ambientais, permite que a fitocenose aproveite ao máximo as condições do habitat.

A mudança de espécies não ocorre imediatamente; uma espécie desloca gradualmente outra, de modo que geralmente não há uma fronteira clara entre as fitocenoses. A faixa onde as fitocenoses mudam é chamada de ecótono. Num ecótono, via de regra, estão presentes espécies de comunidades adjacentes, e a natureza do mosaico da cobertura vegetal é aqui maior, mas o estado de vida das espécies dominantes de ambas as comunidades no ecótono é geralmente pior do que nessas cenoses, o condições mais adequadas para estas espécies.

O deslocamento de algumas espécies por outras na fronteira das fitocenoses (embora não da mesma espécie) ocorre sem alterações nas condições ambientais, como resultado de diferentes habilidades competitivas das espécies, em particular, diferentes energias de propagação vegetativa.

EXEMPLOS. Assim, a conhecida erva daninha wheatgrass não só é capaz de abafar as culturas cultivadas, mas também desloca muitas espécies selvagens (urtiga, celidônia, etc.) que crescem em sua vizinhança e que se reproduzem vegetativamente muito mal. Até mesmo o trevo rasteiro está gradualmente dando lugar à grama de trigo.

O musgo Sphagnum tem uma capacidade competitiva muito forte. À medida que cresce, consome literalmente as plantas vizinhas. Nas áreas de permafrost, as fitocenoses dominadas pelo esfagno ocupam vastos espaços, deslocando as zonas de sua influência não só de gramíneas e arbustos, mas também de arbustos e árvores.

Como resultado da luta pela existência, ocorre a diferenciação das espécies que formam a fitocenose. Ao mesmo tempo, a estrutura da fitocenose não é apenas o resultado da luta pela existência, mas também o resultado da adaptação das plantas para reduzir a intensidade dessa luta. Numa fitocenose, as espécies são selecionadas de forma que se complementem com suas propriedades.

Aula 10. CONECTIVIDADE DAS ESPÉCIES NAS FITOCOENOSES. RELAÇÕES INTRA E INTERESPÉCIES NAS BIOGEOCENOSES.

Questões

a) Diferenciação de cenopopulações

c) Superpopulação da espécie

4. Conjugação de espécies numa fitocenose

Um dos indicadores qualitativos das espécies incluídas na fitocenose é a sua conjugação (associação). A conjugação é notada apenas pela presença ou ausência de duas espécies na parcela amostral. Existe uma conjugação positiva ou negativa.

Positivo ocorre quando a espécie B encontra a espécie A com mais frequência do que seria o caso se ambas as espécies fossem distribuídas independentemente uma da outra.

A conjugação negativa é observada quando a espécie B ocorre junto com a espécie A com menos frequência do que seria o caso se ambas as espécies fossem distribuídas independentemente uma da outra.

No livro de geobotânica A.G. Voronov fornece fórmulas e tabelas de contingência de V.I. Vasilevich (1969), com o qual é possível processar dados sobre a presença e ausência de duas espécies e determinar o nível de sua conjugação, e é dado um exemplo de cálculo.

Para determinar grau de conjugação Existem dois ou mais tipos e coeficientes diferentes (Greig-Smith, 1967; Vasilevich, 1969).

Um deles foi proposto por N.Ya. Katz (Katz, 1943) e é calculado pela fórmula:

Se K >1, então isso significa que esta espécie ocorre mais frequentemente com outra espécie do que sem ela (associação positiva); se K<1, то это значит, что данный вид чаще встречается без другого вида, чем с ним (сопряженность отрицательная). Если К = 1, то виды индифферентно относятся друг к другу, и встречаемость данного вида вместе с другим не отличается от общей встречаемости первого вида в фитоценозе.

Naturalmente, quanto maior o coeficiente de contingência, mais o coeficiente de conjugação se afasta da unidade.

Na maioria das vezes, áreas quadradas de 1 m2 são usadas para determinar a conjugação, às vezes áreas retangulares de 10 m2. BA. Bykov propôs plataformas redondas de 5 dm 2 (raio de 13 cm). Mas se o tamanho do local amostral for proporcional ao tamanho de um indivíduo de pelo menos uma espécie, então uma falsa ideia de correlação negativa com outra espécie será obtida apenas porque dois indivíduos não podem ocupar o mesmo lugar. Neste caso, o tamanho das plataformas deverá ser aumentado.

Também devem ser aumentados se houver, por exemplo, 3 espécies na fitocenose, e os indivíduos de uma espécie forem grandes e as outras duas forem pequenas. Um local de censo ocupado por uma espécie “grande” pode não ter as espécies “pequenas” deslocadas por ele. Isto dá a impressão de que existe uma correlação positiva entre espécies com indivíduos pequenos, o que não é o caso. Esta ideia desaparecerá se as parcelas amostrais forem suficientemente grandes.

Nos casos em que o objetivo é apenas estabelecer a presença ou ausência de conjugação, os sítios podem ser dispostos “numa ordem estritamente sistemática”, por exemplo, próximos uns dos outros. Se o grau de conjugação for estabelecido de acordo com um dos fórmulas, a amostragem aleatória é necessária.

O que a conjugação indica?

Se estamos falando sobre positivo conjugação, pode ocorrer em dois casos:

As espécies “adaptam-se” tanto umas às outras que são mais frequentemente encontradas juntas (suítes de espécies de certos tipos de floresta, no alho agrícola e na cenoura) do que separadamente

Ambas as espécies são semelhantes nas suas características ecológicas e muitas vezes vivem juntas porque, dentro da mesma fitocenose, as condições são mais favoráveis ​​para ambas as espécies (espécies das mesmas camadas).

No negativo conjugação, pode depender do fato de que, como resultado da luta interespecífica:

Ambas as espécies tornaram-se antagonistas (não há necessidade de plantar morangos e cenouras lado a lado; Volzhanka e junco oprimem seus vizinhos no econiche);

As espécies têm atitudes diferentes em relação à umidade, iluminação e outros fatores ambientais dentro da fitocenose (plantas de diferentes níveis e parcelas).

5. Relações intra e interespecíficas em biogeocenose

a) Diferenciação de cenopopulações

Os silvicultores sabem há muito tempo que o número de troncos de árvores por unidade de área diminui com a idade das plantações. Quanto mais amante da luz for a espécie e melhores forem as condições de crescimento, mais rápido a árvore se desbastará. A morte de árvores é especialmente intensa nas primeiras décadas e diminui gradativamente com o aumento da idade da floresta. Isto é claramente mostrado na Tabela 2.

mesa 2
Diminuição do número total de troncos com a idade (de acordo com G. F. Morozov, 1930)

Idade em anos	Número de troncos por 1 ha
	Floresta de faias em calcário concoidal	Floresta de faias em solo de arenito variegado	floresta de pinheiros em solo franco-arenoso
10	1 048 660	860 000	11 750
20	149 800	168 666	11 750
30	29 760	47 225	10 770
40	11 980	14 708	3 525
50	4 460	8 580	1 566
60	2 630	4 272	940
70	1 488	2 471	728
80	1 018	1 735	587
90	803	1 398	509
100	672	1 057	461
110	575	901	423
120	509	748	383
130	–	658	352
140	–	575	325
145-150	–	505	293

O número de faias mortas ao longo de 100 anos (de 10 a 110 anos) foi superior a 1 milhão em solos ricos e mais de 850.000 em solos pobres, e para o pinheiro - mais de 11.000, o que se deve ao pequeno número de troncos de esta espécie já aos dez anos de idade. O pinheiro adora muito a luz, por isso aos 10 anos de idade sofreu um declínio significativo. Como resultado, ao longo de cem anos, uma faia em 1.800 é preservada em solos ricos e em 950 em solos mais pobres, e um pinheiro em 28 é preservado. Na Fig. A Figura 5 também mostra que a morte de espécies mais amantes da luz (pinheiros) ocorre mais rapidamente do que espécies tolerantes à sombra (faia, abeto, abeto). Assim, as diferenças na taxa de desbaste do povoamento florestal são explicadas por: 1) vários amantes da luz (tolerância à sombra); 2) um aumento na taxa de crescimento em boas condições e, como consequência, um rápido aumento nas suas necessidades de recursos ambientais, fazendo com que a competição entre espécies se torne cada vez mais intensa.

A competição dentro de uma espécie é muito mais intensa do que entre indivíduos de espécies diferentes, mas neste caso a diferenciação dos indivíduos ocorre pela altura. Numa floresta, árvores da mesma espécie podem ser classificadas em classes Kraft (Fig. 6). A primeira classe inclui árvores bem desenvolvidas, elevando-se acima das outras - exclusivamente dominantes, a segunda classe - dominante, a terceira - co-dominante, com árvores desenvolvidas, um tanto comprimidas lateralmente, a quarta - árvores suprimidas, a quinta - oprimidas, morrendo ou árvores mortas. Um quadro semelhante de diminuição do número de exemplares de plantas (desta vez durante uma estação) e diferenciação em altura também é observado em fitocenoses formadas por plantas anuais, por exemplo, Salicornia herbacea.

b) Ótimo ecológico e fitocenótico

Cada tipo tem seu próprio densidade ideal. A densidade ótima refere-se aos limites de densidade que proporcionam a melhor reprodução da espécie e sua maior estabilidade.

EXEMPLOS. Para árvores em espaços abertos, a densidade ideal é muito baixa; elas crescem isoladamente a uma distância considerável umas das outras, mas para espécies formadoras de floresta é muito maior, e para musgos esfagno de pântano (Sphagnum) é extremamente alta.

O tamanho da área ótima e a resposta ao espessamento dependem das condições em que ocorreu a evolução das espécies: algumas espécies desenvolveram-se em condições de alta densidade populacional, outras - em condições de baixa densidade; em alguns casos a densidade era constante, em outros mudava continuamente. As espécies que evoluíram sob condições de densidade constante reagem bruscamente a aumentos de densidade além da faixa ideal, retardando o crescimento; espécies que se desenvolveram sob condições de densidade em constante mudança reagem fracamente a mudanças na densidade além do ideal.

Cada tipo tem dois ótimos de desenvolvimento: ecológico, afetando o tamanho dos indivíduos da espécie, e fitocenótico, caracterizado pelo papel mais elevado de uma determinada espécie na fitocenose, expresso em sua abundância e grau de cobertura projetiva. Estes ótimos e áreas podem não coincidir. Na natureza, um ótimo fitocenótico é mais comum, e um ótimo ecológico pode ser identificado criando artificialmente diferentes condições para as plantas.

EXEMPLOS. Muitas halófitas desenvolvem-se melhor não em solos salinos, onde formam comunidades, mas em solos úmidos com baixo teor de sal. Muitas plantas rochosas com aparência xeromórfica têm seu ótimo ecológico nos prados.

A discrepância entre o ótimo ecológico e fitocenótico é o resultado da luta pela existência entre as plantas. Em alguns casos, no processo de luta pela existência, as plantas são empurradas para condições extremas a partir de fitocenoses que lhes são mais favoráveis.

EXEMPLOS. O abeto branco e o abeto Ayan crescem em zonas montanhosas mais altas, não porque as condições sejam melhores, mas porque são substituídos pelo abeto coreano, pelo cedro e pelo abeto de folhas inteiras. Da mesma forma, o álamo tremedor e a bétula amantes da luz renunciam aos seus ecótopos mais favoráveis ​​​​às espécies de coníferas escuras. Da mesma forma, as gramíneas estão a substituir musgos e arbustos dos habitats das várzeas.

c) Superpopulação da espécie

Para caracterizar a densidade de uma espécie, existe um conceito como superpopulação. São considerados vários tipos de superpopulação: absoluta, relativa, relacionada à idade, condicional e local.

Sob superpopulação absoluta compreender essas condições de espessamento sob as quais ocorre inevitavelmente a morte em massa de natureza geral. (semeadura superdensa - as sementes são plantadas em camada contínua ou em duas ou três camadas), nas quais, desde que haja brotos simultâneos muito amigáveis ​​​​em grandes parcelas, todas as plantas morrem, exceto as mais externas).

Sob superpopulação relativa compreender as condições de espessamento sob as quais a morte das plantas é mais ou menos aumentada do que na densidade ideal para a espécie. Neste caso, a morte das plantas é seletiva, o efeito da seleção é mais suave do que no caso de superpopulação absoluta.

A superpopulação relacionada à idade refere-se à superpopulação que ocorre com a idade como resultado do crescimento desigual dos sistemas radiculares (por exemplo, em tubérculos) ou de partes aéreas das plantas (em árvores).

Convencionalmente, as fitocenoses altamente densas são chamadas de superpovoadas, nas quais a gravidade das relações entre as plantas é reduzida por um atraso temporário no seu crescimento a tal ponto que o desbaste às vezes é completamente interrompido. Assim, muitas plantas permanecem em estado juvenil (jovem) por muito tempo, mantendo uma taxa de sobrevivência muito elevada. Assim que as plantas são forçadas a crescer ativamente, ocorre uma verdadeira superpopulação. Por exemplo, indivíduos gravemente deprimidos de espécies arbóreas sob a copa de uma floresta densa têm a aparência de vegetação rasteira.

Superpopulação local são chamados casos de superpopulação em povoamentos de nidificação de altíssima densidade e pequena área, nos quais, devido à pequena área do ninho, a sobrevivência de cada indivíduo é determinada não pela posição desse indivíduo no ninho, mas pelas suas características, ou seja, a morte aqui é seletiva.

Qual é o significado dos fenómenos de superpopulação para a luta pela existência e, consequentemente, para o processo de evolução?

A superpopulação pode ocorrer em alguns casos e durante alguns períodos da vida vegetal e estar ausente em outros casos e durante outros períodos da vida vegetal. Dependendo do grau de superpopulação e das características dos organismos, pode acelerar e desacelerar o processo de evolução. Em pequenos graus de superpopulação, causa diferenciação de indivíduos e, assim, acelera o processo de evolução; em níveis significativos, pode causar esgotamento da população, diminuição da fertilidade e, como resultado, desaceleração do processo evolutivo. A superpopulação retarda e acelera o processo de seleção natural, mas não o impede e não é condição indispensável para a seleção, uma vez que a seleção pode prosseguir sem superpopulação.

Sabemos que para os dois maiores grupos do mundo orgânico - animais e plantas - o significado da superpopulação não é o mesmo: ela desempenha um papel muito maior no mundo vegetal, uma vez que a mobilidade dos animais permite-lhes, em alguns casos, escapar da superpopulação. .

Para diferentes grupos sistemáticos e ecológicos de plantas, a superpopulação não desempenha o mesmo papel. O desenvolvimento de um maior número de mudas e plantas jovens que podem sobreviver posteriormente proporciona à espécie domínio na fitocenose. Se as mudas de uma espécie predominante na fitocenose fossem únicas, então as mudas de outra espécie se desenvolveriam nas massas, e essa outra espécie poderia se tornar dominante na fitocenose. A espécie dominante costuma produzir um grande número de mudas, mas é bastante natural que apenas um pequeno número atinja a maturidade. Isto significa que a morte de um grande número de plantas jovens neste caso é inevitável, é isso que garante a prosperidade da espécie e a preservação da sua posição na fitocenose. Além das plantas jovens, um grande número de diásporos – os germes das plantas (sementes, frutos, esporos) – morrem antes mesmo do início do seu desenvolvimento (são comidos por animais, morrem em condições desfavoráveis, etc.). Assim, o grande número de diásporos formados pelas plantas garante não apenas o domínio, mas muitas vezes a própria existência da espécie.

A competição intraespecífica é sempre mais acirrada do que a competição interespecífica, uma vez que indivíduos da mesma espécie são mais semelhantes entre si e têm requisitos ambientais mais semelhantes do que indivíduos de espécies diferentes. Porém, na natureza, aparentemente, tudo é mais complicado. Assim, ao criar duas espécies em culturas puras e em culturas mistas (e o número total de indivíduos por unidade de área em culturas mistas é igual ao número de indivíduos por unidade de área em culturas puras de ambas as espécies), são observados três tipos de relações (Sukachev, 1953).

1. Quando semeadas juntas, ambas as espécies desenvolvem-se melhor do que cada uma delas na semeadura monoespécie. Neste caso, a luta interespecífica revela-se mais fraca do que a luta intraespecífica, o que corresponde ao ponto de vista de Charles Darwin.

2. Das duas espécies, uma se sente melhor na mistura do que na semeadura pura, e a segunda se sai pior na mistura e melhor na semeadura pura. Nesse caso, para uma das espécies, a luta interespecífica acaba sendo mais severa do que a luta intraespecífica, e para a outra, vice-versa. As razões para isso são diferentes: a liberação de colins por uma espécie que são prejudiciais aos indivíduos de outra espécie, diferenças nas características ecológicas das espécies, a influência dos produtos de decomposição de restos mortais de uma espécie sobre outra, diferenças no estrutura do sistema raiz e outros recursos.

3. Ambas as espécies sentem-se pior na mistura do que nas culturas de uma única espécie. Neste caso, para ambas as espécies, a luta intraespecífica é menos severa do que a luta interespecífica. Este caso é muito raro.

Deve-se ter em mente que a relação entre um par de qualquer espécie depende das condições experimentais: a composição do meio nutriente, o número inicial de plantas, as condições de iluminação, as condições de temperatura e outros motivos.

Ao contrário da epígrafe que demos, sabemos que em nenhum canto do globo existem plantas, animais ou microrganismos vivendo sozinhos. As plantas têm muitos amigos, mas também têm muitos inimigos além de fungos e bactérias. Os insetos desempenham um papel muito importante, ora benéfico, ora extremamente prejudicial, na vida das plantas. Durante o desenvolvimento do mundo vivo, ao longo de milhões de anos, desenvolveram-se várias relações, por vezes muito complexas, entre plantas e insetos. Basta lembrar o papel dos insetos na chamada polinização cruzada das plantas, a importância das plantas para a vida das abelhas; Lembremo-nos também dos insetos - pragas de florestas, hortas e pomares.

Na floresta, no prado, no pântano, nos mares - em toda a natureza, a vida das plantas e dos insetos está interligada e, em alguns aspectos, parece ser um todo. A ciência, acumulando cada vez mais fatos sobre plantas e animais, ao mesmo tempo estuda padrões na vida das comunidades vegetais e animais.

Em lagos, rios, florestas de coníferas, carvalhos, cerejeiras, plantações de citrinos - em todo o lado existem relações únicas entre plantas e animais, predomina a sua própria população animal, confinada apenas a certos tipos de plantas, a uma certa natureza do solo, etc. . As moscas carniceiras fêmeas põem ovos em produtos vegetais e animais em decomposição. Embriões de mosca podem se desenvolver entre micróbios abundantes. Os ovos liberados do corpo do peixe podem acabar nas proximidades de vários micróbios, plantas e animais.

Cada tipo de floresta abriga seus próprios organismos animais. Nas florestas de faias existem de 3 a 4 mil espécies de plantas e de 6 a 7 mil espécies de animais (animais microscópicos unicelulares não são considerados aqui). Acontece que uma parte significativa dos animais está estritamente confinada às florestas de faias. Cerca de 1.800 espécies de animais e 1.170 espécies de plantas encontram condições de vida favoráveis ​​apenas nas florestas de faias.

Vamos dar um exemplo. É desagradável, mas talvez útil, pois forçará você a lavar mais bem as frutas e vegetais antes de comê-los. No maravilhoso Parque Peterhof, perto de Leningrado, os cientistas calcularam quantos insetos e ácaros diferentes poderiam existir, por exemplo, em uma baga. Em 400 gramas de morangos havia cerca de 600 espécimes principalmente de ácaros, em 400 gramas de mirtilos - cerca de 1.100, na mesma quantidade de framboesas - 5.000, sorveira - mais de 7.000. E na coroa de uma grande bétula há cerca de 5. -10 milhões deles.

E aqui está outro caso não menos peculiar de relação entre organismos da natureza baseada na liberação de fitoncidas. Por muito tempo, os cientistas não conseguiram entender como o sangue sugado por uma sanguessuga se torna alimento para ela. O sangue estranho, com seus produtos químicos complexos, deve primeiro mudar e, então, em uma forma mais simples, pode ser absorvido pelas células da sanguessuga. Em animais e humanos, substâncias especiais são produzidas no trato intestinal - enzimas, graças às quais ocorre a digestão. Não existem essas substâncias no intestino das sanguessugas. O que aconteceu? A bactéria Pseudomonas hirudinis vive constantemente no intestino das sanguessugas e se multiplica rapidamente. Esta bactéria é benéfica para a sanguessuga. Ajuda a digerir o sangue sugado, liberando as substâncias correspondentes, e, liberando seus fitoncidas, mortais para outros micróbios, acaba sendo a única dona soberana do intestino das sanguessugas e não permite nenhuma outra contaminação bacteriana. É por isso que os intestinos de uma sanguessuga estão completamente limpos; você nunca pegará uma doença infecciosa de uma sanguessuga sugadora de sangue. Não é à toa que a medicina científica utiliza sanguessugas no tratamento de muitas doenças.

O homem, sendo parte da natureza, tornou-se seu criador, o fator mais importante de sua evolução. Realizando construções gigantescas, o estado socialista deve também prever as consequências biológicas: que comunidades vegetais se desenvolverão ao plantar certas espécies de árvores, como mudarão a flora e a fauna durante a construção de novos canais, como será transformada a vida dos reservatórios? Biólogos de todas as especialidades, ao mesmo tempo que participam nesses assuntos majestosos, também estão ocupados resolvendo problemas emergentes.

Todas as novas descobertas nas relações entre animais e plantas são utilizadas no interesse do homem, colocadas ao serviço da indústria florestal (medicina, agricultura, horticultura, jardinagem. Gostaria de pensar que nos próximos anos será possível extrair algo da descoberta de fitoncidas, úteis não só para combater bactérias, protozoários e fungos, mas também para regular a vida de comunidades vegetais e animais superiores, e também usar ativamente fitoncidas para preservar a saúde humana.

Mas voltemos à relação entre fitoncidas e insetos.

Não podemos deixar de nos perguntar se os fitoncidas também desempenham algum papel na associação de certos tipos de insetos com certas plantas e comunidades vegetais. Os fitoncidas voláteis na natureza têm algum significado como substâncias que repelem ou, inversamente, atraem insetos? É possível usar fitoncidas na vida cotidiana e na medicina como inseticidas - substâncias que matam insetos nocivos? É possível explicar cientificamente os remédios populares à base de ervas para combater insetos nocivos? Esta área de investigação é tão atrativa porque tem enormes implicações práticas.

Vamos relatar alguns fatos. Talvez despertem nos leitores o interesse por observações e experimentos na natureza.

Vamos fazer uma pequena excursão ao passado e relatar uma descoberta feita em 1928-1930. Esta descoberta posteriormente nos convenceu da utilidade de estudar a influência dos fitoncidas em animais multicelulares, em particular nos insetos.

Já nos primeiros dias da descoberta dos fitoncidas, quando ficou claro que as substâncias voláteis de algumas plantas agem negativamente sobre os fungos, surgiu a questão: estamos lidando com venenos prejudiciais ao protoplasma de certas células, ou com venenos para todo o protoplasma ? Agora sabemos bem que os fitoncidas agem de forma seletiva: matam algumas células e organismos e não matam, mas até estimulam outros.

Alguns dos primeiros experimentos com fitoncidas foram experimentos com ovos de marisco - com aquelas células a partir das quais começa o desenvolvimento desses organismos. Existem muitos moluscos, “lesmas” nos mares, corpos de água doce e em terra (Fig. 21).

Os moluscos aquáticos põem ovos nas folhas e caules das plantas, em pedras e outros objetos duros. Cada vez, várias dezenas deles são depositados. Todos eles estão localizados em uma massa gelatinosa transparente comum, que desempenha um papel importante na proteção dos embriões contra influências adversas externas. Cada ovo, por sua vez, é coberto por cascas. Essas conchas são tão transparentes que através delas, com o auxílio de uma lupa, é fácil observar todas as sucessivas etapas do desenvolvimento do embrião até a formação de um molusco microscópico, no qual a concha já é bem visível. Libertado de suas conchas, o molusco passa a levar uma existência independente como animal adulto.

Embriões microscópicos de moluscos têm aparência indefesa. Mas esta impressão está errada. As cascas dos ovos têm tal estrutura e composição que muitas substâncias, venenosas até para animais mais complexos, são completamente inofensivas para os ovos dos moluscos. É claro que é fácil esmagar um ovo de molusco; você pode matar o ovo com alta temperatura, mas não é fácil para um cientista selecionar venenos químicos para essas células delicadas, elegantes e transparentes, uma vez que muitas substâncias venenosas para o protoplasma não não penetre na casca do ovo.

Tomemos a oviposição de um molusco numa fase de desenvolvimento em que o movimento dos embriões é visível através das conchas transparentes. Vamos cortar esta oviposição em duas metades. Usaremos uma metade para experimento e a outra permanecerá como controle.

Coloque a metade experimental da postura do ovo em uma gota d'água sobre o copo, e ao lado colocaremos a polpa da cebola que acabou de ser ralada. Logo nos primeiros segundos (geralmente no máximo 30 segundos), notaremos uma forte aceleração no movimento dos embriões: eles entram em estado de excitação. Depois de um ou dois minutos, esse estado é substituído por uma parada completa do movimento. Passará algum tempo e veremos, apesar da aparente preservação das cascas dos ovos, a completa desintegração dos embriões. Os ovos da metade controle da oviposição, também localizados na água, desenvolvem-se perfeitamente.

Muitas plantas têm tais propriedades, por exemplo, folhas, botões, casca de cerejeira (Fig. 22), rizomas de raiz-forte, folhas de louro cereja, bordo, carvalho, agulhas de abeto, etc. De particular interesse biológico para a compreensão das relações na natureza entre plantas e animais é o efeito dos fitoncidas de plantas aquáticas sobre os ovos de moluscos, sapos, peixes e outros organismos. Os estudos iniciais já produziram resultados inesperados. Algumas plantas aquáticas aquáticas e costeiras (algumas algas verde-azuladas, spirogyra, maná) inibem o desenvolvimento de embriões de moluscos, enquanto outras o estimulam.

E novamente surge o pensamento: esse fenômeno não é acidental? Os fatos descobertos dizem respeito às propriedades protetoras das plantas aquáticas? Faz diferença para as plantas se os moluscos e outros animais aquáticos põem ovos nelas? Faz alguma diferença para os moluscos em quais plantas eles põem seus ovos? Assim, abordamos a questão da autopurificação biológica dos corpos d'água, a questão de saber se os fitoncidas das plantas aquáticas desempenham algum papel na regulação da composição da população animal, vegetal e microbiana dos corpos d'água. Detenhamo-nos mais nessas questões.