Zjadający i zjadani
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.
do czego potrzebny jest zwierzętom pokarm;
jakie cechy budowy i funkcjonowania organizmu oraz jakie cechy zachowania związane są z trybem życia zwierząt.
Rozpoznasz i omówisz przystosowania zwierząt do zdobywania pokarmu.
Wyjaśnisz, od czego zależy liczba drapieżników i ich ofiar w ekosystemie.
Wskażesz cechy będące przystosowaniami do obrony przed drapieżnikami.
Opiszesz zależność między rodzajem pokarmu (roślinnym, zwierzęcym) a budową układu pokarmowego.
Podasz przykłady i rozpoznasz cechy roślin będące przystosowaniami do obrony przed roślinożercami.
1. Istota drapieżnictwa
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.
Odżywianie się pokarmem pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego wymaga różnych przystosowań behawioralnychbehawioralnych i fizjologicznych, dlatego ewolucja obu tych grup miała nieco inny przebieg.
2. Roślinożercy
Dla roślinożerców źródłem pożywienia są rośliny. Pokarm roślinny jest stosunkowo łatwy do zdobycia, ale trudny do strawienia. Głównym jego składnikiem jest celuloza (wielocukier budujący ściany komórkowe komórek roślinnych), której ssaki nie potrafią rozłożyć samodzielnie, ponieważ brakuje im odpowiednich enzymów trawiennych. Porcja pokarmu roślinnego dostarcza znacznie mniej energii w porównaniu z taką samą porcją pokarmu pochodzenia zwierzęcego.
Wśród roślinożerców jest wiele owadów. Należy do nich też część ryb, ptaków i ssaków, głównie kopytnych. Co ciekawe, wśród płazów prawie nie ma gatunków roślinożernych, rzadko też spotykane są gady roślinożerne. Pobieranie pokarmu pochodzenia roślinnego wymaga odpowiednich przystosowań (adaptacjiadaptacji).
Przystosowania do pobierania pokarmu roślinnego można prześledzić na przykładzie ssaków roślinożernych, które pasą się całymi dniami i mają długi, rozbudowany przewód pokarmowy, w którym pożywienie może długo przebywać i długo podlegać trawieniu. 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.
Duży słoń afrykański spożywa dziennie ok. 200 kg trawy, liści, drobnych gałązek i owoców. Z tego prawie połowa zostaje usunięta z odchodami. Żyrafa pobiera podobny pokarm, ale w stosunku do masy ciała zjada go 10 razy mniej niż słoń. Dzieje się tak, ponieważ żyrafa jest przeżuwaczem, a trawienie ułatwiają jej mikroorganizmy znajdujące się w jej żołądku. Dzięki nim żyrafa lepiej wykorzystuje pożywienie.
Wyjaśnij, dlaczego długie przebywanie pokarmu w układzie pokarmowym umożliwia jego dokładniejsze trawienie.
Jednym ze zwierząt, które potrafi samodzielnie strawić celulozę, jest rybik cukrowy. Zwierzęta, które jej nie trawią i nie wykorzystują, wydalają ją wraz z odchodami. To dlatego odchody koni wykorzystuje się do hodowli pieczarek, które żywią się celulozą. A odchody słonia, które składają się w znacznej mierze z czystej celulozy, mogą być wykorzystywane np. do produkcji papieru.
3. Przystosowania do roślinożerności
Większość roślinożerców żywi się różnorodnym pokarmem. Mogą to być miękkie pędy traw i krzewów, mięsiste lub twarde owoce różnych gatunków roślin, płynny nektar kwiatów czy też twarde łuski nasion i zdrewniała kora drzew. W zależności od rodzaju pobieranego pokarmu roślinnego organizmy wykształciły różnorodne przystosowania do zjadania roślin:
Twardy roślinny pokarm wymaga od owadów posiadania narządów gębowych typu gryzącego, zdolnych do odcinania liści, drążenia drewna czy wyjadania owoców. Narządy te mają szerokie i płaskie krawędzie podobne do nożyc;
Płynny nektar, którym żywią się np. motyle, jest pobierany za pomocą aparatu gębowego typu ssącego w kształcie rozwijanej rurki; z jego pomocą owady pobierają pokarm z głębi kwiatów. Nektar kwiatów stanowi również pokarm kolibra, on jednak posługuje się długim, wąskim i stosunkowo miękkim dziobem;
Twarde owoce i nasiona – ptaki roślinożerne, np. grubodziób, mają krótkie, mocne i grube dzioby. Dzięki temu mogą miażdżyć twarde łupiny. Szczęki krzyżodzioba są skrzyżowane, ponieważ uległy przystosowaniu do wydobywania nasion z szyszek;
Gałęzie, orzechy i kora drzew są przez gryzonie zjadane za pomocą ostrych siekaczy. Ich zęby stale rosną, co zapobiega ich ścieraniu się w kontakcie z twardym materiałem roślinnym;
Liście i pędy roślin – przednie zęby ssaków żywiących się trawą są łopatowate i ułożone w jednej linii, dzięki czemu tworzą ostrą krawędź tnącą. Tylne zęby z kolei są szerokie i mają płaską koronę, pokrytą ostrymi fałdami przypominającymi tarkę. Służą do rozcierania pokarmu. Zęby trawożerców zużywają się z czasem i ścierają nawet aż do dziąseł. Dodatkowo czterokomorowy żołądek i wydłużone jelito cienkie ułatwiają trawienie pokarmu roślinnego. W przewodzie pokarmowym przeżuwaczy oraz termitów żyją symbiotyczne bakterie i protisty, które rozkładają celulozę.
Liście na gałęziach z cierniami – szczególne przystosowania pokarmowe wykształciła żyrafa. Objada ona liście kolczastych krzewów, dlatego ma ruchliwe wargi i język o długości 50 cm. Narządy te są odporne na ukłucia cierni.
Galeria zdjęć:
Górna warga krowy i innych trawożerców jest aż po nozdrza pokryta nagą, wilgotną, bardzo wrażliwą skórą. Wyjaśnij, jaką funkcję pełni ona w pobieraniu pokarmu.
4. Przystosowania obronne roślin
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 kolcekolce i ciernieciernie zniechęcające do ich dotykania (np. jeżyna, tarnina).
Obrona chemiczna – Niektóre rośliny mają nieprzyjemny, piekący smak (np. owoce papryki), powodują zatrucia (np. tojad mocny) albo wydzielają nieprzyjemną woń (np. pelargonia).
Obrona bierna – Jeszcze inne przystosowanie obserwuje się u bezbronnej jasnoty białej. Polega ona na upodobnieniu się do pokrzywy, która – dzięki zaopatrzeniu w parzące włoski – jest unikana przez roślinożerców. W ten sposób również jasnota biała zmniejsza zagrożenie z ich strony.
Galeria zdjęć:
Rodzaj obrony | Mechanizmy obronne | Przykłady |
|---|---|---|
obrona aktywna – mechaniczna | Kolce lub ciernie, które mają zniechęcić roślinożercę. | kaktus, wilczomlecz głóg, róża |
obrona aktywna – chemiczna | Produkcja substancji trujących, odstraszających zapachem, pogarszających walory smakowe lub parzących. | tytoń (nikotyna), mak lekarski (morfina), pokrzyk wilcza jagoda (atropina), pokrzywa (substancje drażniące) |
obrona bierna | Upodabnianie się do otoczenia lub gatunków unikanych przez roślinożerców. | litopsy upodabniające się do kamieni, jasnota biała przypominająca pokrzywę |
Zaobserwuj rośliny w klasie, w domu lub w otoczeniu. Rozpoznaj ich przystosowania obronne.
5. Przystosowania pokarmowe drapieżników
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.
Niektórzy drapieżcy poszukują zdobyczy w sposób aktywny. Podkradają się do niej i zabijają ją. Takie polowania mogą się odbywać samotnie, jak w przypadku większości kotowatych. Inne drapieżniki czekają w ukryciu. Tak postępują niektóre pająki, konstruujące dodatkowo sieci łowne, i płaszczki zagrzebane w mule.
Wiele drapieżników żyje i poluje stadnie. Dzięki dużej liczebności mogą otoczyć ofiarę lub wpędzić ją w zasadzkę. Polujące stado wilków stosuje następującą strategię – dwa lub trzy osobniki wybierają potencjalną zdobycz, oddzielają ją od stada, a następnie zaganiają w stronę czekających na nią pobratymców. Polować w grupie mogą też niektóre ptaki, np. kormorany, oraz ssaki wodne – orki i delfiny.
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 receptorów reagujących na temperaturę ciała ofiar. Wykrywają w ten sposób zwierzęta stałocieplne. Echolokacją posługują się nietoperze i walenie, a ryby korzystają z narządu linii bocznej, 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 dziób służy tylko do rozrywania zdobyczy, nigdy do jej chwytania czy przenoszenia. Wśród niektórych grup zwierząt najważniejszym narządem służącym do polowania jest język. U dzięcioła jest długi i ostro zakończony, zaopatrzony w skierowane do tyłu ząbki. Ptak wsuwa go do korytarza wydrążonego przez ofiarę w drzewie, zahacza o nią językiem i wyciąga. Zwierzęta takie jak żaby, kameleony i mrówkojady chwytają drobne bezkręgowce lepką końcówką wyjątkowo długiego języka. Taka strategia doskonale sprawdza się u zwierząt, których ofiary są liczne i drobne. Niektóre kręgowce połykają ofiary w całości. Robią tak niektóre ryby, węże i sowy. Trawienie dużej porcji pokarmu trwa bardzo długo.
Galeria zdjęć:
Wyszukaj informacje na temat przystosowań psa ułatwiających mu polowanie.
6. Przystosowania obronne zwierząt
Potencjalne ofiary drapieżników również mają sposoby na przetrwanie.
Jednym z nich jest kamuflażkamuflaż. Wiele zwierząt ma ubarwienie maskujące, pozwalające im wtopić się w środowisko, w którym żyją. Doskonałym przykładem jest paszczak australijski – ptak blisko spokrewniony z naszym rodzimym lelkiem. Niektóre zwierzęta, w szczególności owady, np. patyczaki i liśćce, mają kształt upodabniający je do części roślin. Maskujące ubarwienie i kształt przybierają zarówno roślinożercy, jak i drapieżniki. Te ostatnie wykorzystują je jako formę obrony przed większymi od siebie mięsożercami lub maskują się, czekając w ukryciu na ofiary.
Odwrotną strategię stosują zwykle zwierzęta, których obroną jest trucizna. Mają jaskrawe ubarwienie, które informuje o tym, że są niejadalne. Toksyczne zwykle bywają owady oraz płazy, takie jak salamandry i drzewołazy. Niektóre bezbronne gatunki podszywają się pod jadowite. Tak jak one są jaskrawo ubarwione i do złudzenia przypominają niebezpieczne zwierzęta.
Wymienione strategie obrony przed drapieżnikami, podobnie jak pancerz żółwia i kolce jeża, są przykładami obrony biernejobrony biernej. Zwierzęta mogą stosować także obronę czynnąobronę czynną. Korzystają z niej zaopatrzone w żądła pszczoły, osy czy szerszenie, bawoły atakujące potężnymi rogami, myszy kaleczące napastnika ostrymi zębami czy skunksy rozlewające na przeciwnika cuchnącą substancję.
Innym sposobem obrony jest ucieczka. Stosujące tę strategię zwierzęta mają długie nogi, zdolne do szybkiego biegu lub gwałtownych skoków.
Formą obrony przed drapieżnikami jest też wydawanie potomstwa przez samice żyjące w stadach w tym samym czasie. Nowo narodzone młode (lub jaja) są celem ataków drapieżników tylko przez krótki czas, kiedy są nieporadne. Ptaki ponosiłyby większe straty, gdyby młode pojawiały się przez cały rok, a drapieżniki miały dzięki nim obfitość pokarmu.
Galeria zdjęć:
Chrząszcz zwany bombardierem w sytuacji zagrożenia tryska cieczą o temperaturze 100 °C. Jej temperatura podnosi się w momencie wytrysku. Jest bronią w walce z naturalnymi wrogami tego chrząszcza – ropuchami.
rodzaj obrony | mechanizmy obronne | przykłady |
|---|---|---|
ucieczka | Rozwinięte narządy zmysłów (wzroku, słuchu, węchu) umożliwiające szybkie wykrywanie niebezpieczeństwa, rozwinięte mięśnie – skuteczna ucieczka. | antylopy, zebry, sarny, zające, gryzonie |
obrona mechaniczna | Obecność struktur obronnych takich jak muszle, pancerze, kolce, łuski, chroniących miękkie ciała ofiar. | pancerniki, kraby, jeże, ślimaki, węże, żółwie |
obrona chemiczna | Wystrzeliwanie lub wyrzucanie w kierunku drapieżnika substancji toksycznych lub odstraszających. | skunksy, drzewołaz, zaskroniec |
mimetyzm | Upodabnianie się kształtem lub barwą do otoczenia, aby stać się niewidocznym. | głowonogi, patyczaki |
mimikra | Upodabnianie się przez gatunki nieszkodliwe barwą i kształtem do zwierząt niebezpiecznych. | motyl przeziernik osowiec, wąż królewski |
autotomia | Odruchowe odrzucanie części ciała w momencie ataku przez drapieżnika. | gady, pajęczaki, rozgwiazdy |
Wymień przystosowania obronne kota.
7. Znaczenie drapieżników 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.
Zdarza się, że drapieżniki nadmiernie trzebią jeden gatunek. Powoduje to znaczne zmniejszenie liczby potencjalnych ofiar. Coraz trudniej je wytropić i upolować, więc wiele łowów kończy się niepowodzeniem. W efekcie drapieżniki zaczynają głodować. Najsłabsze zwierzęta mięsożerne giną z braku pokarmu lub są atakowane przez choroby i pasożyty, więc drapieżników jest coraz mniej. Gdy liczba polujących spada, ich ofiary stają się bezpieczniejsze. Mogą spokojniej żerować, rozmnażać się i wkrótce ich liczba wzrasta. Powoduje to, że ofiary stają się łatwo dostępne, są często chwytane przez drapieżniki, które dzięki nim mnożą się i zwiększają swoją liczebność.
Wyjaśnij, dlaczego myśliwi co roku prowadzą odstrzał takich zwierząt, jak sarny, jelenie, łosie czy dziki.
Podsumowanie
Drapieżnictwo i roślinożerność to oddziaływania antagonistyczne.
Drapieżnictwo przyczynia się do eliminacji z populacji osobników starych, chorych i słabych.
Roślinożerność wpływa na zmniejszenie się konkurencji wśród roślin oraz sprzyja rozsiewaniu nasion.
Układ pokarmowy roślinożerców jest rozbudowany, przystosowany do trawienia pokarmu roślinnego.
Pokarm mięsożerców jest wysokokaloryczny i łatwy do strawienia, dlatego ich układ pokarmowy jest krótki.
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 oraz niejadalnych elementów środowiska, np. kamieni.
Przystosowania obronne zwiększają szansę przeżycia.
Zwierzęta stosują obronę bierną (kamuflaż, toksyny, pancerze lub kolce) albo czynną (ucieczkę lub przybieranie postawy grożącej).
Zjadający i zjadani wzajemnie regulują swoją liczebność.
Praca domowa
Wybierz roślinożercę i drapieżnika, który na niego poluje. Wskaż przystosowania obronne u ofiary i przystosowania ułatwiające polowanie u drapieżnika.
Wymień rośliny spotykane w ogrodzie, parku lub lesie, które mają przystosowania zniechęcające do kontaktu z nimi.
Słownik
przystosowanie; cecha budowy, funkcjonowania organizmu lub zachowania zwiększająca szansę przetrwania w określonych warunkach środowiskowych
kierunek w psychologii XX w. głoszący, że przedmiotem badań psychologicznych może być tylko dostrzegalne zachowanie się ludzi i zwierząt
skrócone, twarde, ostro zakończone pędy pełniące funkcję obronną
sposób obrony biernej polegający na dostosowaniu barwy ciała i jego kształtu do otoczenia
u roślin wytwory skórki służące do obrony przed roślinożercami
ochronne upodabnianie się niektórych zwierząt kształtem lub barwą do otaczającego środowiska
upodabnianie się organizmów bezbronnych do osobników zdolnych do obrony
przystosowanie obronne przejawiające się w budowie ciała: maskujący kształt lub ubarwienie, ubarwienie informujące o obecności drażniących substancji, posiadanie twardego pancerza lub kolców, zastyganie w nieruchomej pozycji
reakcja na zagrożenie, polegająca na ucieczce lub ataku bądź wydzielaniu nieprzyjemnych i odstraszających substancji
Zadania
Wskaż przystosowania obronne.
- brązowe ubarwienie samicy pawia
- szarozielone, nakrapiane jaja skowronka
- jasny brzuch i ciemny grzbiet płoci
- jaskrawożółty z czarnymi plamami brzuch kumaka
- pręgowane futro kota
- gruczoły jadowe ropuchy
- gęste, grube futro niedźwiedzia
- wielkość i masa płetwala błękitnego
- skóra krokodyla pokryta tarczkami kostnymi
- barwne pióra i okazały ogon samca pawia
- białe jaja dzięcioła
- białe futro kota
- opływowy kształt płoci
- długa szyja żyrafy
- chwytne dłonie szympansa
Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Roślinożercy nie stosują obrony czynnej przed drapieżnikami. | □ | □ |
| Drapieżniki posiadają ubarwienie maskujące. | □ | □ |
| Drapieżniki muszą stale żerować, by zapewnić sobie odpowiednią ilość energii. | □ | □ |
| Przewód pokarmowy roślinożerców jest dłuższy niż mięsożerców. | □ | □ |
Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Róża dzięki kolcom nie jest zjadana przez roślinożerców. | □ | □ |
| Przystosowaniem obronnym pokrzywy są włoski parzące. | □ | □ |
| Kolczaste pędy wytwarzają tylko rośliny suchych środowisk. | □ | □ |
| Barszcz Sosnowskiego posiada przystosowania obronne. | □ | □ |