Экология Лекция 7.

реклама
.
Лекция 7.
Тема 4. Взаимодействие популяций.
Часть 2. Эксплуатация и симбиоз.
Экология
Заведующий кафедрой общей экологии
Дмитрий Геннадьевич Замолодчиков
dzamolod@mail.ru
Взаимодействие (+,-): эксплуататция
Хищник-жертва
 Паразит-хозяин
 Фитофаг-растение

Модель хищник-жертва базируется на
экспоненциальном уравнении
dN
 rN
dt
Модель хищник-жертва базируется на
экспоненциальном уравнении
dN
 rN
dt
dN1
 r1 N1  p1 N1 N 2
dt
Модель хищник-жертва Лотка-Вольтерра (1925, 1926)
dN
KN
 rN (
)
dt
K






dN1
 r1 N1  p1 N1 N 2
dt
dN 2
 p 2 N1 N 2  d 2 N 2
dt
Нахождение условий равновесия для популяции 1
dN1
0
dt
r1 N1  p1 N1 N 2  0
r1 – p1N2 = 0
N2 = r1/p1
Нахождение условий равновесия для популяции 1
(жертва)
dN1
0
dt
N
2
r1 N1  p1 N1 N 2  0
r1 – p1N2 = 0
r 1 /p 1
N2 = r1/p1
N1
Нахождение условий равновесия для популяции 2
(хищник)
dN 2
0
dt
N
2
p 2 N1 N 2  d 2 N 2  0
p2N1 – d2= 0
N1 = d2/p2
d 2 /p
2
N
1
Фазовый портрет модели хищник-жертва
N2
r 1/p 1
d 2 /p 2
N1
Исход 1 – равномерные колебания
N2
r 1/p 1
d 2/p 2
N1
Исход 1 – равномерные колебания
N2
N
1
r 1/p 1
2
d 2/p 2
N1
t
Исход 2 – постоянные численности
N2
N
1
r 1/p 1
2
d 2/p 2
N1
t
Исход 3 – эффективный хищник
N2
N
r 1/p 1
2
1
d 2/p 2
N1
t
Исход 4 – неэффективный хищник
N2
N
r 1/p 1
1
2
d 2/p 2
N1
t
Опыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум
Опыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум
N
2
1
t
Опыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум с добавлением
песка
N
1
2
t
Опыты Г. Гаузе: туфелька и дидиниум с добавлением
туфельки
N
1
2
t
Опыты Хаффейкера на двух видах клещей (1958).
N
Растительноядный клещ Eotetranychus
sexmaculaus
Хищный клещ Typhiodromus occidentalis
Манипуляции с расположением и преградами
между апельсинами, являющимися пищей для
первого клеща
1
2
t
Колебания в природе: статистика пушной компании
Гудзонова залива
Биологические методы борьбы с вредителями: поиск
эффективного хищника (паразита).
Использование миксоматоза для контроля численности
кроликов в Австралии.
Еще один пример из Австралии: кактус опунция и
кактусовая огневка (1913-1925)
Использование наездника Agrypon и мухи Cyzenis для контроля
численности зимней пяденицы в Канаде (1955-1965)
Неэффективный хищник: около 50% интродукций с целью биологического
контроля заканчивается неудачей

Известно около 300 видов насекомых и паукообразных, являющихся
энтомофагами колорадского жука. Ни один из них не стал эффективным
способом контроля жука в Евразии.
Специфика взаимодействия паразит-хозяин



Кроме питания, паразит использует тело хозяина как среду
обитания.
Это приводит к упрощению строения паразита.
Паразитами чаще становятся представители просто устроенных
групп организмов (прокариоты, протисты, черви,
членистоногие).
Группы паразитов

Эктопаразиты и эндопаразиты

Временные и постоянные паразиты
Специфические варианты паразитизма
Клептопаразитизм – присвоение пищевого или гнездового ресурса
Крапивник кормит кукушонка
Пчела-кукушка (Epeolus cruciger) является
паразитом земляных пчел рода Colletes.
Растения-паразиты
Заразиха (Orobanche sp.)
Омела (Viscum album)
Контроль численности жертвы
Хищники более эффективны при низких уровнях
численности жертвы.
 Паразиты более эффективны при высоких уровнях
численности хозяев.

Поражение саранчевых
энтомофильным грибком
Empusa grylli
Симбиоз (взаимодействие + +)
Облигатный симбиоз (мутуализм)
 Факультативный симбиоз (протокооперация)

Рак-отшельник - актиния
Рыба-клоун - актиния
Животные – кишечная микрофлора
Кишечная палочка
Escherichia coli
Желудок коровы
Сохранение аппендикса – следствие значимости
кишечной микрофлоры
Бобовые и азотфиксирующие бактерии
Клубеньки на корнях фасоли
Микориза: растения и грибы
Лишайники: грибы и водоросли
Уснея бородатая
Usnea barbata
Ягель
группа видов Cladonia
Рифовые кораллы и зооксантеллы (пирофитовые водоросли)
Symbiodinium sp.
Турбеллярия и зоохлорелла (зеленая водоросль)
Symsagittifera roscoffensis
Tetraselmis convolutae
Скачать