Vztahy, které se vyvíjejí mezi organismy a jejich skupinami, a někdy i celými biocenózami, v dlouhém procesu evoluce adaptací a biologických vazeb, jsou extrémně rozmanité.
Planktonické biocenózy jsou hlavním zdrojem potravy pro spodní faunu oceánů a moří a také pro ryby. Mnoho organismů moře a pevniny provádí horizontální a navíc vertikální migrace v moři a v různých fázích migrace vstupují do biologických spojení s různými skupinami organismů.
Mnoho parazitů tráví část svého života ve svobodném stavu a pak podléhají různým systémům spojení s jinými organismy a s abiotickým prostředím.
Jedním z hlavních spojení mezi organismy je potřeba potravy. Zvířata lze v tomto ohledu rozdělit především podle povahy potravní položky na býložravce, detritivory, grubivory, masožravce včetně predátorů.
Pojem „predátor“ se používá v různých významech.
Zvířata, která jedí měkkýše, hmyz nebo červy, se obvykle nenazývají dravci, ale je jasné, že treska, která se živí sledě, je dravec, stejně jako žralok, který žere jiné ryby, nebo vlk, který pronásleduje zajíce. Predátoři jsou obvykle živočichové, kteří se živí jinými živočichy, kteří jsou systematicky blízko (v rámci obratlovců, hmyzu, měkkýšů atd.), ale někdy mluví o masožravých rostlinách, které se živí hmyzem, jako jsou rosnatky nebo dravé houby, které se živí červi apod. Přesnější definice a klasifikace způsobů krmení je pravděpodobně obtížná z toho důvodu, že tyto způsoby jsou vytvářeny nezávisle u různých zvířat ve zcela odlišných formách, na různém morfologickém základě a nemají žádnou genetickou souvislost.
Z tohoto důvodu je vytvoření přirozeného systému nutričních forem jen stěží možné. Systém bude vždy víceméně umělý. Je to možné snad jen v rámci malých homogenních skupin.
Živočichové lze rozlišit i podle způsobu zachycování potravy – filtrační krmítka1 (houby, mlži, vlamky, plejtváci atd.), zemní požírači a různé skupiny živočichů se selektivní schopností při krmení – zrní a hmyzožraví ptáci, predátoři, atd.
1 Filtrační podavače jsou živočichové, kteří propouštějí velké množství vody speciálními dutinami a filtrují plankton.
Mezi zvířaty patřícími do stejné mořské bentické biocenózy existuje často mozaikový vzor ve využívání potravinových zdrojů: filtrační krmítka mohou žít vedle požíračů a sběračů a někdy se specializují na jednotlivé položky potravy. Obvykle se takto vybírají zvířata v biocenóze na základě způsobu jejich krmení. V Kaspickém moři se tedy jeseter živí téměř výhradně měkkýšem Syndesmia a hvězdicovitý jeseter se živí téměř výhradně mnohoštětinatcem nereis. Před druhou světovou válkou byly oba tyto organismy přeneseny do Kaspického moře z Azovského moře a získaly zde obrovský rozvoj.
Na základě potravin lze zvířata také rozdělit na monofágy a polyfágy (tj. živí se jedním nebo více předměty).
V systému biologických vazeb mezi živočišnými organismy lze rozlišit několik typů s postupným posilováním biologické vazby – komenzalismus, symbióza a parazitismus.
Komenzalismus neboli freeloading je u sociálního hmyzu velmi častým jevem. Komenzálové jsou zvláště hojní v hnízdech mravenců, kde se živí zásobami nahromaděnými majiteli hnízd. Mezi nimi je více druhů brouků čeledí Staphylinidae, Pselaphinidae aj. Typickými komenzály jsou pilotky a lepkavé, které doprovázejí žraloky, brouky v mravenčích hnízdech apod.
Fenomén symbiózy je extrémně rozmanitý, který může být oboustranně užitečný (mutualismus2), jednostranně užitečný nebo oboustranně neutrální. Klasický příklad oboustranně výhodné symbiózy poskytuje krab poustevník a sasanka sedící na jeho krunýři. Sasanka využívá zbytky ze stolu svého majitele, který je navíc jejím řidičem, a krab poustevník (Eunagurus) má ochránce – sasanku, která straší nepřátele. Sasanka sasanky aktivně vyhledává, svými drápy je odstraňuje z podkladu, na kterém sedí, a přesazuje je do krunýře, ve kterém žijí.
Mezi některými mořskými živočichy a jednobuněčnými řasami jsou běžné různé formy symbiózy – tzv. zoochlorella (zelená) a zooxanthellae (žlutá). Protoplazma některých radiolariánů je vyplněna zooxanthelami, tkáně některých korálů jsou jimi vyplněny, a pokud se korály ze zooxanthel zbaví, pak je normální fungování korálů narušeno. Nedávno se ukázalo, že zooxantely jsou mladá stádia vývoje jednobuněčných peridinských řas.
2 Mutualismus je oboustranně prospěšná symbióza z latinského slova mutuus – vzájemný.
Největší měkkýš Tridacna, dosahující velikosti 1/4 m a hmotnosti 200-300 kg, ukrývá obrovskou masu jednobuněčných řas, bez kterých nemůže existovat. Turbellaria Convoluta, která se v obrovských počtech vyvíjí v pobřežních zónách Anglie a Normandie, má jasně zelenou barvu díky jednobuněčné řase Carteria (zoochlorella), která vyplňuje její tkáň. Jde také o obousměrnou aolickou symbiózu: živočich řasy chrání, dává jim oxid uhličitý a sloučeniny dusíku a sám z řas přijímá kyslík a částečně je využívá jako potravu. Je známo, že pokud mladý konvolut nedostane část řasy pro další vývoj, zemře.
Různé typy symbióz, i když nejsou tak výrazné, jsou velmi četné. Hejna mladých ryb nacházejí úkryt mezi chapadly některých medúz, což je příklad jednosměrně prospěšné symbiózy. Zadní střevo holothuriana Holothuria tubulosa obývá malá ryba Teraster umberis; vyplave z mořské okurky, ale v případě nebezpečí se okamžitě schová do svého úkrytu.
Zcela zvláštní skupinu biologických spojení mezi organismy představuje fenomén parazitismu. Parazitismus je velmi rozšířený mezi mnoha skupinami zvířat. Parazitismus je rozšířen zejména mezi prvoky, červy a členovci.
Existuje mnoho tříd zvířat, která vedou výhradně parazitickou existenci. Patří mezi ně sporozoáni, motolice, tasemnice, ostnohlaví a někteří další červi, z korýšů – sac-thorax (Ascothoracida). Na druhou stranu žádná skupina zvířat není prostá parazitů a symbiontů. Existuje mnoho pokusů o obecnou definici a klasifikaci jevů parazitismu, ale úspěšné řešení tohoto problému dosud nebylo nalezeno. Fenomény parazitismu vznikly v živočišné říši mnohokrát a nezávisle na sobě. Vzhledem k extrémní rozmanitosti jevů parazitismu a mnohosti způsobů výskytu je jejich klasifikace umělá.
Definice parazitismu obsahuje dvě ustanovení: 1) tělo hostitele slouží parazitovi jako životní prostor (parazit žije na těle hostitele nebo uvnitř něj) a vnější prostředí ve vztahu k tělu hostitele je parazitem vnímáno nepřímo prostřednictvím tělo hostitele, 2) parazit využívá hostitele jako zdroj výživy, živí se tkáněmi hostitele nebo jím strávenou potravou.
Je přirozené položit si otázku: jak vzniká parazitická existence? Co nutí volně žijící organismus přejít k parazitismu a existenci uvnitř jiného organismu, zdánlivě ve velmi složitých a obtížných podmínkách? Tato otázka je podobná stejné otázce týkající se hlubokomořské fauny, jeskynní fauny a půd. Správnou odpověď na tuto otázku můžeme najít pouze tehdy, vezmeme-li v úvahu schopnost živých bytostí usazovat se a rozvíjet nové biotopy a nové biologické rysy. Tato vlastnost je tak výrazná, že mnoho organismů prostřednictvím dlouhého procesu adaptace osídluje abnormální biotopy, které jsou jim cizí, a jejich organizace se podle toho mění. Vývoj těchto biotopů během přechodu k parazitické existenci obvykle probíhá několika kanály.
Parazit velmi často proniká do těla hostitele a spolu s potravou se dostává do jeho trávicího systému v larválním stavu. Nekonečně opakovaná invaze může skončit úspěchem a invazní organismus si vyvine schopnost existovat a následně se živit, růst a rozmnožovat ve střevech jiného zvířete. Predace může vést k parazitické existenci, pokud je predátor ve srovnání s kořistí – hostitelem – velmi malý. Sám se může dostat do stále bližšího kontaktu s povrchem těla hostitele a nakonec do něj proniknout. Zvířata sající krev (mouchy, komáři, štěnice, klíšťata) mohou do těla oběti zanést parazity. Na těle velkých zvířat se často usazují drobní živočichové, kteří se stávají jejich stálými společníky, později také pronikají pod kryty jejich těla do vnitřních orgánů.
Existují samozřejmě i jiné způsoby formování parazitismu. Pravděpodobně postupnou adaptací na hostitele mohou komenzálové a symbionti přejít do parazitismu.
Jevy parazitismu jsou spojeny s množstvím pozoruhodných a jedinečných rysů. Nervový systém a smyslové orgány, stejně jako svaly a orgány pohybu, obvykle u parazitů prožívají regresní jevy. Vlivem všech těchto změn někdy dospělý parazit ztrácí veškerou podobnost s příbuznými skupinami, jako například u některých plžů (Parenteroxenos) nebo korýšů (z veslonnožců a vilhelnatců, včetně slavné Sacculina).
Orgány přichycení k tělu hostitele se silně vyvinou. (háčky, přísavky, sosáky) a ochranné tělesné útvary od hostitele, ale nejcharakterističtějším rozdílem je silný a často kolosální vývoj plodnosti. Často se z jednoho oplozeného vajíčka vytvoří (partenogeneticky) tisíce, statisíce a miliony jedinců. Počet vajíček produkovaných jednou samicí turbellaria (volně žijících ploštěnek) se počítá v jednotkách nebo desítkách a v blízce příbuzných trematodes – mnoho tisíc a dokonce desetitisíce. Je zajímavé poznamenat, že trematody a cestody navzájem příbuzné mají další mechanismy pro zvýšení počtu potomků, přičemž jsou zcela odlišné ve dvou nepochybně příbuzných formách. U tasemnic se zvyšuje počet reprodukčních systémů vznikajících pučením a jejich počet v jednom červu může dosáhnout několika tisíc.
Plodnost motolic se zvyšuje zcela jiným způsobem – u sporocyst a redií (viz část o motolicách) dochází v raných fázích vývoje k partenogenetickému rozmnožování vajíček (drcení kuliček). Organismus často vede parazitickou existenci pouze během určitých období svého životního cyklu: buď v raném larválním věku nebo v dospělosti. Zbytek času existuje ve vnějším prostředí jako volně žijící organismus (různé háďátka). V jiných, dosti četných případech je parazit volný pouze ve stadiu vajíčka (trematoda, tasemnice a hlístice) a nakonec ve volném stavu nemusí vůbec existovat (malarický parazit, trichina atd.). Složitost biologie parazita vzniká v důsledku změny hostitelů: parazit stráví část cyklu v jednom hostiteli, část v jiném.
Za hlavního hostitele se v tomto případě považuje organismus, ve kterém dochází k oplození samičích gamet, neboli vajíček, a druhý hostitel se nazývá mezihostitel. V nejsložitějších cyklech mohou být dva mezihostitelé, například tasemnice široká. Prvním mezihostitelem je sladkovodní korýš Cyclops a druhým jsou ryby. Zvláštní komplikací parazitického životního cyklu u sporozoanů je mnohonásobné opakování nepohlavního rozmnožování (schizogonie). Schizogonie – vícenásobné dělení; z řeckých slov schizein – rozdělit a goia – rozmnožování.
Velmi zajímavé formy superparazitismu jsou pozorovány u hmyzu (mouchy a Hymenoptera): hmyz klade vajíčka do parazitické larvy jiného hmyzu, která se nachází uvnitř larvy třetího.
Neméně zajímavá je otázka hostitelské specifičnosti u jevů parazitismu.
Někteří paraziti mohou existovat v těle pouze jednoho nebo dvou hostitelů. Některé druhy sporozoanů rodu Plasmodium se tak mohou vyvíjet pouze v těle komára Anopheles, kde procházejí pohlavním cyklem, a v lidském těle, kde dochází k nepohlavnímu vývoji (schizogonii). Původce spavé nemoci – Trypanosoma gambiense – běžně žije v krvi antilopy, pro kterou zřejmě není patogenní, jejím přenašečem je moucha tse-tse (Glossina morsitans), dalším, náhodným přenašečem je člověk.
Prasečí tasemnice se může vyvinout pouze v těle prasete (mezihostitel) a člověka (primární hostitel). Konečně, hostitel často není specifický a parazit se může vyvinout u různých zvířat.
Echinokoky tedy mohou existovat jak ve stádiu dospělého, tak ve stádiu finca u různých zvířat, včetně lidí. Existují paraziti s ještě širším spektrem hostitelů.
Velmi pozoruhodné, i když stále málo prozkoumané, jsou jevy fyziologických a biochemických spojení mezi hostitelem a parazitem. Není pozoruhodné, že při normální malárii se cykly schizogonie parazita sedícího v bezpočtu červených krvinek hostitele shodují (počátek záchvatu) a že mikrofilárie se objevují v periferních cévách v noci, když je člověk napaden? krev sajícím hmyzem, který přenáší mikrofilárie na jiného hostitele.
Fenomény parazitismu, symbiózy a komenzalismu jsou zajímavým odvětvím biologie, mající velké vyhlídky na další studium, plné hlubokého vědeckého významu a obrovského praktického významu.
Fáze odpočinku, hibernace a pozastavená animace u zvířat. Zvířata ve stavu normálního fungování mohou existovat v různých podmínkách. V arktických mořích existuje mnoho forem, jejichž celý život a rozmnožování probíhá při teplotách pod nulou a někdy 1,5-1,8 ° C pod nulou, například měkkýš Roctlandia arctica, křehké hvězdy – Ophiopleura borealis a Gorgonocephalus arcticus, hvězdy – Asterias panopla a Pontaster tenuispinus, krevety Sclerocrangon ferox, mořský šváb Mesidothea sabini atd.
Na druhou stranu se korálové útesy nemohou vyvíjet při teplotách nižších než 21,5 °C. Oba patří mezi tzv. stenotermní1 organismy.
Mnoho sladkovodních organismů zahyne, když se slanost zvýší, což se děje po miliony let u ústí řek, když se jejich vody vlévají do moří. Zároveň ale v přesolených (hyperhalinních) jezerech s téměř maximálním nasycením solemi v obrovském množství existují a rozvíjejí se listonohý korýš Artemia salina a bičíkovec Dunaliella, který mu slouží jako potrava. Na druhé straně je fauna horkých pramenů – to jsou zvířata, jejichž životně důležitá aktivita může nastat při teplotách až 40-50 ° (háďátka, larvy much, plži).
Totéž lze říci o schopnosti zvířat snášet snížené množství kyslíku. Naprostá většina živočichů může existovat pouze tehdy, je-li prostředí dostatečně nasyceno kyslíkem. Jsou i tací, kteří nesnesou ani nepatrný pokles obsahu kyslíku. Například turbelární Planaria alpina nebo korýš Bythotrephes jsou organismy stenoxybiont3. Existují však živočichové z různých skupin, kteří mohou existovat s velmi malým množstvím kyslíku v prostředí nebo zcela bez něj, jako jsou některé vodní larvy dvoukřídlých, někteří nižší korýši, háďátka atd.
- Buněčná teorie
- Evoluční teorie
- Procesy jaderné transformace
- Euklidova a Ptolemaiova optika
- Vývoj buněčné teorie v 19. a 20. století
- Pozadí kvantové teorie
- Věta E. Noethera
Mezi obrovskou rozmanitostí vztahů mezi živými bytostmi se rozlišují určité typy vztahů, které mají mnoho společného mezi organismy různých systematických skupin.
1.Symbióza
– soužití (z řeckého sim – spolu, bios – život) je forma vztahu, ze kterého mají prospěch oba partneři nebo alespoň jeden.
Symbióza se dělí na mutualismus, protokooperaci a komenzalismus.
– forma symbiózy, ve které se přítomnost každého z obou druhů stává pro oba povinnou, každý ze spolubydlících získává relativně stejné výhody a partneři (nebo jeden z nich) bez sebe nemohou existovat.
Typickým příkladem mutualismu je vztah mezi termity a bičíkatými prvoky, kteří žijí v jejich střevech. Termiti jedí dřevo, ale nemají enzymy na trávení celulózy. Bičíkovci produkují takové enzymy a přeměňují vlákninu na cukry. Bez prvoků – symbiontů – hynou termiti hladem. Kromě příznivého mikroklimatu bičíkovci sami přijímají potravu a podmínky pro rozmnožování ve střevech.
– forma symbiózy, ve které je soužití výhodné pro oba druhy, ale ne nutně pro ně. V těchto případech neexistuje žádné spojení mezi touto konkrétní dvojicí partnerů.
Příkladem protokooperace je vztah mezi malými rybami z čeledi pyskounců a velkými dravými murénami. Mezi pyskouny jsou tzv. čistší ryby, které zbavují velké ryby vnějších parazitů umístěných na kůži, v žábrách a ústních dutinách. Velcí predátoři, včetně murén, trpících parazity, vplouvají do obydlí pyskounů a dávají jim možnost ničit parazity i v tlamě, ačkoli by je mohli snadno spolknout.
– forma symbiózy, ve které jeden ze spolubydlících druhů získává nějaký užitek, aniž by to druhému druhu přineslo jakoukoli újmu nebo užitek.
Komensalismus se zase dělí na nájem, společné krmení a volné nakládání.
– forma komenzalismu, ve kterém jeden druh používá jiný (své tělo nebo svůj domov) jako úkryt nebo domov. Zvláště důležité je použití spolehlivých úkrytů pro uchování vajec nebo mláďat.
Hořčík sladkovodní klade vajíčka do plášťové dutiny mlžů – bezzubý. Snesená vajíčka se vyvíjejí za ideálních podmínek čisté vody.
– forma komenzalismu, ve kterém několik druhů konzumuje různé látky nebo části stejného zdroje.
– forma komenzalismu, kdy jeden druh konzumuje zbytky potravy druhého.
Příkladem přechodu freeloadingu do užších vztahů mezi druhy je vztah mezi rybou lepkavou, která žije v tropických a subtropických mořích, se žraloky a kytovci. Přední hřbetní ploutev samolepky se proměnila v přísavku, s jejíž pomocí pevně drží na povrchu těla velké ryby. Biologický význam uchycení tyčinek spočívá v usnadnění jejich pohybu a usazení.
2. Neutralismus
– druh biotického vztahu, ve kterém se organismy žijící společně na stejném území navzájem neovlivňují. V neutralismu nejsou jedinci různých druhů navzájem přímo příbuzní.
Například veverky a losy ve stejném lese se navzájem nekontaktují.
3.Antibióza
– druh biotického vztahu, kdy obě interagující populace (nebo jedna z nich) zažívají vzájemný negativní vliv.
Antibióza se dělí na amensalismus, predaci, kompetice a parazitismus.
– forma antibiózy, ve které jeden ze spolubydlících druhů utlačuje druhého, aniž by tím utrpěl újmu nebo z toho měl prospěch.
Příklad: světlomilné byliny rostoucí pod smrkem trpí silným ztmavnutím, přičemž samy o sobě strom nijak neovlivňují.
– druh antibiózy, kdy se příslušníci jednoho druhu živí příslušníky jiného druhu. Predace je v přírodě rozšířená jak mezi zvířaty, tak mezi rostlinami. Příklady: masožravé rostliny; lev žere antilopu atd.
– druh biotického vztahu, ve kterém organismy nebo druhy mezi sebou soutěží o spotřebování stejných, obvykle omezených zdrojů. Konkurence se dělí na vnitrodruhovou a mezidruhovou.
– soutěž o stejné zdroje, ke které dochází mezi jedinci stejného druhu. To je důležitý faktor seberegulace populace. Příklady: Ptáci stejného druhu soutěží o hnízdiště. V období rozmnožování mezi sebou samci mnoha druhů savců (například jeleni) soutěží o možnost založit rodinu.
– soutěž o stejné zdroje, ke které dochází mezi jedinci různých druhů. Příklady mezidruhové konkurence jsou četné. Vlci i lišky loví zajíce. Mezi těmito predátory proto vzniká konkurence o potravu. Neznamená to, že se přímo dostávají do vzájemného konfliktu, ale úspěch jednoho znamená selhání druhého.
– forma antibiózy, kdy zástupci jednoho druhu využívají živiny nebo tkáně jedinců jiného druhu i sebe sama jako dočasné nebo trvalé stanoviště.
Například mihule napadají tresky, lososy, jesetery a další velké ryby a dokonce i velryby. Poté, co se mihule připojila k oběti, živí se šťávami svého těla několik dní, dokonce týdnů. Mnoho ryb umírá na četná zranění, která způsobí.
Všechny uvedené formy biologických vazeb mezi druhy slouží jako regulátory počtu živočichů a rostlin ve společenstvu, určující jeho stabilitu.
10 Vnitrodruhová konkurence
11 Mezidruhová konkurence
