Zależności antagonistyczne: drapieżnictwo, roślinożerność

Drapieżniki i ich ofiary uczestniczą w stałej relacji, w której rolą drapieżnika jest poszukiwanie ofiary, zabijanie jej i zjadanie, zaś rolą ofiary – ucieczka lub aktywna obrona. Zarówno drapieżnik, jak i ofiara są do swoich ról przystosowane. Jednak do przetrwania konieczne jest wykształcanie kolejnych przystosowań, co określa się mianem ewolucyjnego wyścigu zbrojeń. Na czym polega ten wyścig? Jakie strategie obronne wykształciły ofiary? Odpowiedź na te i inne pytania znajdziesz w niniejszym materiale.

RysiZtsejAdKd

Fotografia przedstawia zieloną ważkę (husarza władcę) oplecioną nićmi pajęczyny. Na jej grzbiecie siedzi biało‑żółty pająk w czarne paski. To tygrzyk paskowany. Pająk wpuszcza enzymy trawienne do ciała ważki.

Roślinożerność to odżywianie się pokarmem roślinnym

Roślinożerność jest zależnością antagonistycznąantagonistyczne oddziaływaniezależnością antagonistyczną, w której roślinożerca odnosi korzyści, a rośliny, które są jego ofiarami, ponoszą straty. Wśród roślinożerców jest wiele owadów, ryb, ptaków i ssaków.

Pokarmem roślinożerców mogą być miękkie pędy traw i krzewów, mięsiste lub twarde owoce różnych gatunkówgatunekgatunków roślin, płynny nektar kwiatów czy też twarde łuski nasion i zdrewniała kora drzew.

Pokarm roślinny, chociaż jest stosunkowo łatwy do zdobycia, jest trudny do strawienia, ze względu na brak u większości zwierząt enzymówenzymenzymów rozkładających celulozę. Porcja pokarmu roślinnego dostarcza także znacznie mniej energii w porównaniu z taką samą porcją pokarmu pochodzenia zwierzęcego. Aby go w pełni wykorzystać, zwierzęta roślinożerne wykształciły specjalne przystosowania.

Cechą roślinożerców jest długi i rozbudowany przewód pokarmowy, w którym pożywienie może długo przebywać i długo podlegać trawieniu. U niektórych gatunków w układzie pokarmowym bytują mikroorganizmy, które mają zdolność do trawienia celulozy. Tak jest np. u przeżuwaczyprzeżuwaczeprzeżuwaczy, takich jak sarny, jelenie, żyrafy czy krowy i owce. Przystosowanie do odżywiania się pokarmem roślinnym uwidacznia się w budowie ciała tych zwierząt: mają zwykle duże brzuchy, ponieważ musi się w nich znaleźć miejsce na bardzo długie jelita.

RUOqdRwaK6RWe

Ilustracja przedstawia sylwetkę krowy i kota. Na ich tle zaznaczone są układy pokarmowe. Układ pokarmowy krowy stanowi ok. 1/3 sylwetki, kota ok. 1/10. Żołądek krowy jest bardzo duży, a jelito długie. U kota, żołądek jest mały, a jelito jest krótsze niż u ssaka roślinożernego.

Do innych przystosowań roślinożerców do zjadanego pokarmu należą m.in:

• aparat gębowy typu gryzącego (pasikoniki) zdolny do odcinania liści, drążenia drewna czy wyjadania owoców;

• aparat gębowy typu ssącego (motyle) umożliwiający pobieranie płynnego nektaru z kwiatów;

• krótkie, grube i mocne dzioby (niektóre ptaki, np. grubodziób) służące do miażdzenia twardych łupin nasion lub owoców;

• ostre i stale rosnące siekacze (gryzonie) umożliwiające odcinanie gałęzi, kory drzew i rozłupywanie twardych nasion;

• szerokie i płaskie zęby trzonowe (ssaki trawożerne) ułatwiające miażdzenie i rozcieranie liści i pędów roślin 

• wargi i język odporne na ukłucia ciernicierniecierni (żyrafy) przystosowane do zjadania kolczastych krzewów i gałęzi.

Galeria zdjęć roślinożerców:

RoTbImVg5gkO0

Fotografia przedstawia kolibra, który zawisł w powietrzu przy różowych kwiatach znajdujących się na szczycie łodygi. Koliber wkłada swój długi, wąski dziób do wnętrza jednego z rurkowatych kwiatów.

RM9itBdt0kvZi

Fotografia przedstawia motyla z rozwiniętą trąbką, unoszącego się nad kwiatem. Jego skrzydła się poruszają, dlatego na zdjęciu są rozmazane. Motyl wysysa nektar z pomarańczowego kwiatu.

RtgS4yw1ntWw2

Ilustracja przedstawia liść rośliny, na którym siedzi czarna mszyca widziana z przodu. Kłujka mszycy wbita jest w liść. Biała strzałka wskazuje miejsca wkłucia się mszycy w liść.

R1Bjx0ptZdi1R

Na fotografii widać grubodzioba siedzącego na brzegu naczynia, w którym znajdują się nasiona słonecznika. Ptak jest rudobrązowy, ma gruby, masywny dziób.

RYjuEQeYe7Mhn

Fotografia przedstawia brązową mrówkę zwróconą bokiem, stojącą na poziomej łodydze. Na jej głowie widać ostre, zakrzywione szczęki.

R1Oy4je6Rogxp

Fotografia przedstawia nutrię wynurzającą łeb z wody. Z pyska nutrii wystają dwa pomarańczowe górne zęby – siekacze.

Rośliny bronią się przed roślinożercami

Rośliny objadane przez zwierzęta produkują mniej pokarmu, a tym samym słabiej rosną i wydają mniej nasion. Dlatego wykształciły różne strategie obrony przed roślinożercami:

• obrona mechaniczna – rośliny zabezpieczają się przed zgryzaniem, wytwarzając twarde liście (np. świerk), które odpowiadają tylko nielicznym zwierzętom, liście pokryte gęstymi włoskami (np. dziewanna), które są barierą nie do przebycia dla małych organizmów, albo tworząc kolcekolcekolce i ciernie zniechęcające do ich dotykania (np. jeżyna, tarnina).

• obrona chemiczna – niektóre rośliny mają nieprzyjemny smak (np. owoce papryki), powodują zatrucia (np. tojad mocny) albo wydzielają nieprzyjemną woń (np. pelargonia).

• obrona biernaobrona biernaobrona bierna – upodobnienie się do gatunków trujących lub wydzielających drażniące substancje (np. upodobnienie się jasnoty do pokrzywy).

Galeria zdjęć przedstawiająca strategie obronne roślin:

R1CFoS29Y2nj5

Fotografia przedstawia rosnącą ukośnie do góry gałązkę tarniny z fioletowymi, kulistymi owocami. Z gałązki sterczą długie, ostre, twarde ciernie. Są to przekształcone fragmenty pędu.

R1LcXTs9zl4YG

Fotografia przedstawia w zbliżeniu zielony pęd maliny z trzema dojrzałymi, malinowymi owocami. Na pędzie są liczne, drobne, fioletowe kolce.

RRC3UDNEwbnrZ

Fotografia przedstawia w zbliżeniu wzniesiony pęd ostu. Na łodydze, liściach i koszyczku kwiatowym znajdują się liczne kolce. Kwiat jest złożony, barwy fioletowej.

R1a8WqI7NM5sk

Fotografia przedstawia w zbliżeniu brązowe nasiona (pestki) kasztana jadalnego. Są one okryte łupiną z licznymi, białymi, długimi kolcami.

RjCmBd6nDBJ6L

Fotografia przedstawia zbliżenie liścia pokrzywy. Ze zgrubień blaszki liściowej, czyli nerwów, wyrastają małe, cienkie kolce. U podstawy mają kroplę parzącej substancji.

Drapieżnictwo jest międzygatunkową zależnością antagonistyczną

Drapieżnictwo można zdefiniować jako zjadanie w części lub całości jednych żywych organizmów (ofiar) przez inne (drapieżniki). Wśród drapieżników wyróżnia się:

• roślinożerców, którzy odżywiają się pokarmem roślinnym;

• mięsożerców, którzy odżywiają się pokarmem zwierzęcym;

• wszystkożerców, którzy odżywiają się zarówno pokarmem pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego.

Mięso jest pokarmem wysokokalorycznym, dlatego żywiące się nim zwierzęta nie muszą cały czas jeść i mogą dużo odpoczywać. Jest też łatwiejsze do strawienia niż pokarm roślinny, dlatego zwierzęta mięsożerne mają słabiej rozbudowany układ pokarmowy niż roślinożercy.

Drapieżniki stosują różne strategie, które pozwalają im na schwytanie i pożarcie swoich ofiar. Niektórzy drapieżcy poszukują zdobyczy w sposób aktywny. Takie polowania mogą się odbywać samotnie, jak w przypadku większości kotowatych lub stadnie, np. wilki lub w grupie jak u niektórych ptaków, np. kormoranów oraz ssaków wodnych - orek i delfinów.

Inne drapieżniki polują w sposób bierny. Tak postępują niektóre pająki, konstruujące sieci łowne i płaszczki zagrzebane w mule.

Do lokalizacji ofiar służą drapieżnikom świetnie rozwinięte narządy zmysłów: węchu, wzroku i słuchu. Niektóre węże, pozbawione ucha zewnętrznego, o słabym wzroku, orientują się za pomocą termoreceptorów. Wykrywają w ten sposób zwierzęta stałocieplne. EcholokacjąecholokacjaEcholokacją posługują się nietoperze i walenie, a ryby korzystają z narządu linii nabocznej, by wykryć w otoczeniu potencjalny pokarm lub zagrożenie.

Wiele drapieżnych zwierząt zaopatrzonych jest w silne i ostre pazury lub szpony służące do pochwycenia i przytrzymania zwierzyny. Podobną funkcję mogą pełnić kły u ssaków. U ptaków szponiastych zakrzywiony dziób służy tylko do rozrywania zdobyczy, nigdy do jej chwytania czy przenoszenia. Wśród niektórych grup zwierząt najważniejszym narządem służącym do polowania jest język. Tak jest np. u dzięcioła, żab, kameleona i mrówkojada. Niektóre ryby, węże, sowy połykają ofiary w całości.

Galeria zdjęć przystosowań drapieżników:

R1QfsSKmPQnDg

Fotografia przedstawia głowę sępa zwróconego w prawo. Jego głowa pokryta jest białym puchem. Ptak ma potężny, haczykowaty dziób.

RmGJj1gvJYfW7

Fotografia przedstawia wypreparowaną czaszkę psa, oglądaną z boku. W czaszce widać potężne zęby. Najbardziej masywne są trzonowce. Jeden z górnych trzonowców podpisany jest jako łamacz kości.

R1aysDYsfuduU

Fotografia przedstawia wypreparowane szczęki rekina pokryte kilkoma rzędami stożkowatych białych zębów. Szczęki znajdują się w dużej, szklanej, muzealnej gablocie.

Zwierzęta bronią się przed drapieżnikami

Potencjalne ofiary drapieżników wykształciły różne sposoby obrony przed drapieżnikami: obronę bierną, np. kamuflażkamuflażkamuflaż oraz czynną poprzez walkę, ucieczkę lub wykorzystanie nieprzyjemnych związków chemicznych.

Galeria zdjęć przystosowań obronnych zwierząt przed drapieżnictwem:

RkVTphvZS4WOP

Na zielonej gałązce z liśćmi siedzi liściec olbrzymi. Jego kształt i zielony kolor do złudzenia przypomina liść.

R1LQKzDtayjPv

Fotografia przedstawia pająka na korze drzewa. Zarówno pająk, jak i kora mają szary kolor. Dzięki temu zwierzę wtapia się w tło.

RpFWYR6BHfzN9

Fotografia przedstawia ptaka siedzącego na pniu drzewa. Kształt ptaka i kolor upierzenia sprawiają, że wydaje się on częścią drzewa, widocznego w tle.

R1Nm03c5o7VLW

Fotografia przedstawia pomarańczowego pławikonika australijskiego na tle zielonych glonów. Kształt płetw tej ryby przypomina kształt glonów w tle.

Drapieżniki regulują liczebność innych populacji, co wpływa na zachowanie równowagi w ekosystemach

Drapieżniki wybierają na ofiary najczęściej osobniki stare lub bardzo młode, chore, osłabione przez pasożyty czy głód, czyli te, które łatwo schwytać. Dzięki temu przy życiu pozostają jednostki najsilniejsze, które wydadzą zdrowe i silne potomstwo. Eliminacja najsłabszych powoduje, że dla pozostałych organizmów danego gatunku pozostanie więcej zasobów środowiska.

Zmiany w liczebności drapieżników i ofiar zachodzą zazwyczaj cyklicznie. Okresy wzrostu jednej populacjipopulacjapopulacji prowadzą do wzrostu populacji drugiej, co z kolei może prowadzić do spadku liczebności pierwszej populacji i tak dalej. Te cykle pomagają utrzymać równowagę w ekosystemieekosystemekosystemie. Należy jednak pamiętać, że na te cykle mogą wpływać różne, nieprzewidziane zdarzenia. W niektórych przypadkach zmiany te mogą być drastyczne i prowadzić do lokalnego wyginięcia gatunku lub nawet do załamania się całego ekosystemu.

RsTkWhyvOEVO3

Wykres przedstawia zmianę liczebności populacji w relacji drapieżnik–ofiara w czasie. Duża liczba ofiar jest powodem wzrostu liczby drapieżników. Jeśli populacja drapieżników intensywnie poluje na ofiary, to liczba ofiar spada. Prowadzi to jednak również do zmniejszenia się liczby drapieżników. Spadek liczebności drapieżników powoduje wzrost liczby ofiar, czyli odrodzenie się ich populacji. Zmiana liczebności populacji ofiar i drapieżników jest cykliczna.

To ważne!

• Drapieżnictwo i roślinożerność to oddziaływania antagonistyczne.

• Układ pokarmowy roślinożerców jest rozbudowany, przystosowany do pobierania i rozkładania niskokalorycznego i trudnego do strawienia pokarmu roślinnego; u niektórych gatunków zasiedlają go mikroorganizmy zdolne do trawienia celulozy.

• Rośliny bronią się przed roślinożercami m.in. poprzez wytwarzanie cierni i kolców, tworzenie parzących włosków, wytwarzanie substancji trujących, upodabnianie się do roślin trujących i parzących.

• Pokarm mięsożerców jest wysokokaloryczny i łatwy do strawienia, dlatego ich układ pokarmowy jest krótki.

• Przystosowania drapieżników do chwytania i pożerania ofiar obejmują m.in. dobrze rozwinięte zmysły i muskulatura ciała, silne i ostre pazury, dzioby i kły oraz chwytny język.

• W celu ochrony przed drapieżnikami zwierzęta stosują obronę bierną (kamuflaż, toksyny, pancerze lub kolce) albo czynną (ucieczkę lub przybieranie postawy grożącej).

• Drapieżnictwo przyczynia się do eliminacji z populacji osobników starych, chorych i słabych.

• Zjadający i zjadani wzajemnie regulują swoją liczebność.

Na pożegnanie

Ćwiczenie 9

R7e8v6AhJ2nZ5

Grafika przedstawia rysunek mrówkojada. Jego futro jest trzykolorowe: kończyny i brzuch są biało‑czarne, od strony grzbietu dominuje brązowy. Głowa zwierzęcia jest wąska i wydłużona, podobnie jak widoczny na grafice długi język. Palce mrówkojada zakończone są długimi, ostrymi pazurami.

R1FiHJnmhGRZS

Możliwe odpowiedzi: 1. dobrze rozwinięty zmysł węchu, 2. grube futro, 3. cztery kończyny, 4. długie pazury, 5. lepki język, 6. długi ogon