If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Drapieżnictwo i roślinożerność

Drapieżniki i ofiary. Adaptacje drapieżników ułatwiające złapanie ofiary oraz adaptacje ofiar ułatwiające ucieczkę przed drapieżnikami.

Kluczowe informacje

  • Drapieżnictwo to interakcja, w której jeden organizm, drapieżnik, zjada w całości lub częściowo inny organizm, ofiarę.
  • Roślinożerność to forma drapieżnictwa, w której ofiara jest rośliną.
  • Populacje drapieżników i ofiar wzajemnie wpływają na swoją dynamikę. Rozmiary populacji drapieżników i ofiar często rosną i zmniejszają się w powiązanych cyklach.
  • Drapieżniki i ofiary często posiadają adaptacje — korzystne cechy będące wynikiem selekcji naturalnej — które mają związek z ich interakcją. W przypadku ofiar obejmują one różne sposoby obrony i sygnały ostrzegawcze, np. jaskrawe ubarwienie.

Wprowadzenie

Gdyby ktoś poprosił cię o wymienienie jednego sposobu, w jaki różne gatunki oddziałują na siebie wzajemnie w przyrodzie, drapieżnictwo mogłoby być odpowiedzią, która jako pierwsza przyszłaby ci do głowy. W końcu wielu z nas oglądało na kanale przyrodniczym niedźwiedzie łapiące łososie, lwy zjadające zebry i ośmiornice łapiące swoje ofiary. Właściwie był to jedyny kanał telewizyjny, jaki mogłem oglądać jako dziecko — myślałem, że jest świetny!
W przypadku drapieżnictwa drapieżnik zjada całość lub część ciała swojej ofiary, co ma pozytywny (+) wpływ na drapieżnika i negatywny (-) na ofiarę. Telewizyjne programy przyrodnicze często pokazują dramat zabijania jednego zwierzęcia przez inne zwierzę, ale drapieżnictwo może też przyjąć mniej oczywistą formę. Na przykład, kiedy komar wysysa odrobinę twojej krwi, może to być uznane za formę drapieżnictwa. Tak samo jest w przypadku roślinożerności, kiedy zwierzę — na przykład krowa lub owad — zjada część rośliny.1
W tym artykule przyjrzymy się drapieżnictwu: różnym formom, jakie może przyjmować, w jaki sposób może wpływać na populacje drapieżników i ofiar, a także w jaki sposób selekcja naturalna ukształtowała cechy drapieżników i ofiar.

Co można uznać za formę drapieżnictwa?

Drapieżnik to organizm, który zjada częściowo lub w całości ciało innego — żywego lub niedawno zabitego — organizmu, który jest jego ofiarą. Sformułowanie "żywy lub niedawno zabity" odróżnia drapieżników od destruentów, takich jak grzyby i bakterie, które rozkładają pozostałości organizmów, które umarły.2
Jeśli zobaczymy lwa zjadającego zebrę, możemy spokojnie powiedzieć, że lew jest drapieżnikiem. Jednak jeśli posłużymy się szerszą definicją, zebra również jest drapieżnikiem!1 Ofiarą drapieżnika może być nie tylko zwierzę, ale również roślina lub grzyb. Drapieżnik nie musi też zabijać swojej ofiary. Zamiast tego, jak w przypadku pasącej się krowy czy komara pijącego krew, może on zabrać tylko część ciała ofiary i zostawić ją przy życiu.1 Relację drapieżnik-ofiara, w której zwierzę lub owad zjada roślinę nazywamy roślinożernością.

Dynamika populacji drapieżników i ofiar

Populacje drapieżników i ofiar w biocenozie nie zawsze są stałe. Zamiast tego, w wielu przypadkach zmieniają się one w cyklach, które wydają się być ze sobą powiązane. Najczęściej przytaczanym przykładem jest dynamika drapieżnik-ofiara, którą można zaobserwować w cyklu rysia, drapieżnika, i zająca amerykańskiego, jego ofiary. Ten cykl jest wręcz uderzająco widoczny w niemal 200-letnich danych opierających się na liczbie skór zwierząt znalezionych przez myśliwych w lasach Ameryki Północnej.
Górna część: wykres przedstawia liczbę zwierząt wyrażoną w tysiącach w zależności od czasu wyrażonego w latach. Liczba zajęcy waha się od 10 000 w najniższych punktach wykresu i sięga od 75 000 aż do 150 000 w najwyższych punktach. Na ogół występuje mniej rysi niż zajęcy, ale tendencja liczby rysi jest zależna od liczby zajęcy.
Dolna część: zdjęcia przedstawiające rysia i zająca
Cykle populacji rysia i zająca powtarzają się średnio co 10 lat, z populacją rysia opóźnioną o rok lub dwa w stosunku do populacji zająca. Typowe uzasadnienie to: kiedy wzrasta liczebność zajęcy, jest więcej pokarmu dostępnego dla rysi, co pozwala na wzrost liczebności populacji rysi. Kiedy populacja rysi wzrasta do poziomu granicznego, zabija ona tak dużo zajęcy, że populacja zajęcy zaczyna maleć. Następnie maleje populacja rysi z powodu niedoboru pożywienia. Kiedy populacja rysi jest mniejsza, populacja zajęcy zaczyna wzrastać — z powodu, przynajmniej częściowo, małej presji drapieżników — rozpoczynając cykl od nowa.
Obecnie ekolodzy nie uważają już, że cykl dwóch populacji jest całkowicie kontrolowany przez drapieżnictwo. Na przykład, okazuje się, że dostępność pokarmu roślinnego zjadanego przez zające — która maleje wskutek konkurencji, kiedy zające są zbyt liczne — również może odgrywać rolę w tym cyklu.3 Niektóre z ostatnich badań pokazały również, że stres, czy to związany z drapieżnictwem, z niską dostępnością pokarmu, czy też z innymi czynnikami zależnymi od zagęszczenia, mogą bezpośrednio zmniejszać płodność — więc i rozrodczość — samic zajęcy.4 Mimo to interakcja drapieżnik-ofiara pomiędzy rysiem a zającem zdecydowanie jest kluczowym elementem cyklu.

Mechanizmy obronne przeciwko drapieżnictwu

Kiedy badamy biocenozę, musimy wziąć pod uwagę siły ewolucyjne, które wpływały — i nadal wpływają! — na przedstawicieli różnych populacji biocenozy. Gatunki nie są statyczne, lecz zmieniają się na przestrzeni pokoleń i mogą przystosowywać się do swojego otoczenia na drodze selekcji naturalnej.
Zarówno gatunki pełniące funkcję drapieżnika, jak i te będące ofiarami posiadają adaptacje — korzystne cechy powstające na drodze selekcji naturalnej — które pomagają im lepiej odgrywać ich role. Na przykład, gatunki ofiar posiadają adaptacje obronne, które pomagają im w ucieczce przed drapieżnikiem. Obrona ta może być mechaniczna, chemiczna, fizyczna lub związana z zachowaniem.
Mechanizmy obrony mechanicznej, takie jak obecność kolców na powierzchni roślin lub twardych skorup u żółwi, zapobiegają drapieżnictwu i roślinożerności, wywołując ból lub uniemożliwiając drapieżnikowi zjedzenie ofiary. Ochrona chemiczna jest wytwarzana zarówno przez wiele zwierząt, jak i roślin, na przykład przez naparstnicę, która w przypadku zjedzenia jest wyjątkowo trująca. Krocionóg przedstawiony w dolnej części obrazu znajdującego się poniżej używa zarówno ochrony chemicznej, jak i mechanicznej: w przypadku zagrożenia zwija się w kulkę i wytwarza szkodliwą substancję, która podrażnia oczy i skórę.
Obraz w lewym górnym rogu przedstawia długie, ostre kolce glediczji trójcierniowej. Obraz w prawym górnym rogu przedstawia kopulastą skorupę żółwia lądowego. Obraz w lewym dolnym rogu przedstawia różowe, dzwonowate kwiaty naparstnicy. Obraz w prawym dolnym rogu przedstawia zwiniętego w kulkę krocionoga.
Obraz: Community ecology: Figure 3, OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; lewy górny róg - Huw Williams, praca zmodyfikowana; prawy górny róg - “JamieS93”/Flickr, praca zmodyfikowana; lewy dolny róg - Philip Jägenstedt, praca zmodyfikowana; prawy dolny róg - Cory Zanker, praca zmodyfikowana
Wiele gatunków używa swojego kształtu ciała lub ubarwienia, aby uniknąć odnalezienia przez drapieżniki. Na przykład, pająk ukośnikowaty ma ubarwienie i kształt ciała przypominający kształt płatka kwiatu, co utrudnia dostrzeżenie go, kiedy stanie nieruchomo na tle prawdziwego kwiatu. Czy widzisz go na poniższym zdjęciu? Odnalezienie go chwilę mi zajęło! Innym znanym przykładem jest kameleon, który może zmieniać kolor, aby dopasować się do otoczenia. Oba przypadki są przykładami kamuflażu, czyli unikania znalezienia przez wtopienie się w tło.
Obraz: Community ecology: Figure 4, fotografia - David Rintoul CC BY 4.0
Niektóre gatunki używają ubarwienia w inny sposób — jako sposobu na ostrzeżenie drapieżników, że nie nadają się do zjedzenia. Na przykład, drzewołaz karłowaty przedstawiony poniżej ma jaskrawe ubarwienie, które ostrzega drapieżników, że jest toksyczny, a skunks zwyczajny Mephitis mephitis wykorzystuje swój wyraźny pasiasty wzór, aby ostrzec drapieżników przed nieprzyjemnym zapachem, jaki wydziela.
Obraz po lewej stronie przedstawia jaskrawoczerwoną żabę siedzącą na liściu. Obraz po prawej stronie przedstawia skunksa.
Obraz: Community ecology: Figure 5, fotografia - OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; po lewej - Jay Iwasaki, praca zmodyfikowana; po prawej - Dan Dzurisin, praca zmodyfikowana
Poza tymi dwoma przykładami, wiele gatunków wykorzystuje jaskrawe lub rzucające się w oczy ubarwienie, aby ostrzec przed okropnym smakiem, toksyczną substancją lub możliwością użądlenia czy ugryzienia. Drapieżniki, które zignorują to ubarwienie i zjedzą taki organizm, doświadczając złego smaku lub toksycznej substancji, mogą nauczyć się, aby nie jeść tego gatunku w przyszłości. Ten typ mechanizmu obronnego nazywany jest ubarwieniem aposematycznym, czyli ubarwieniem ostrzegawczym.
Niektóre gatunki wyewoluowały w taki sposób, że naśladują aposematyczne ubarwienie innego gatunku — chociaż same nie mają złego smaku ani nie wytwarzają substancji toksycznych. W mimikrze Batesa, nieszkodliwy gatunek naśladuje ubarwienie ostrzegawcze szkodliwego gatunku. Jeśli polują na nie te same drapieżniki, takie ubarwienie chroni nieszkodliwy gatunek, nawet jeśli jego przedstawiciele w rzeczywistości nie posiadają fizycznych czy chemicznych mechanizmów obronnych, jakie posiadają zwierzęta, które przypominają. Na przykład, wiele niejadowitych, nieżądlących owadów naśladuje ubarwienie os czy pszczół.
Obraz: Community ecology: Figure 6, OpenStax College, Biology CC BY 4.0; autor pracy: Cory Zanker, obrazy zmodyfikowane
W mimikrze Müllera, liczne gatunki mają takie samo ubarwienie ostrzegawcze, ale wszystkie z nich naprawdę posiadają mechanizmy obronne. Na przykład, poniższy obraz przedstawia pary motyli o nieprzyjemnym smaku, które mają podobne ubarwienie. Kiedy drapieżnik napotka jednego z przedstawicieli takiej pary i odkryje nieprzyjemny smak, w przyszłości prawdopodobnie będzie unikał obu gatunków. Podobny wygląd mógł być ewolucyjnie preferowany, ponieważ kiedy dwa gatunki wyglądają podobnie, oba są zjadane rzadziej — dzięki ochronie zapewnionej przez to, że drapieżnik uczy się unikać obu.
Obraz: Community ecology: Figure 6, OpenStax College, Biology CC BY 4.0; obraz pochodzi z pracy Joron M., Papa R., Beltrán M., Chamberlain N., Mavárez J., et al.
To tylko kilka przykładów wielu adaptacji, jakie wykształciły się u ofiar na drodze ewolucji w celu zminimalizowania drapieżnictwa. Oczywiście drapieżniki posiadają swoje własne zestawy adaptacji, które zwiększają szanse na złapanie ofiary, na przykład ostre pazury i zęby, duża prędkość biegu i ubarwienie, które zapewnia kamuflaż, pozwalając drapieżnikowi na leżenie w oczekiwaniu na ofiarę.5 W pewnym sensie jest to ewolucyjny wyścig zbrojeń, w którym obie strony muszą podnosić stawkę tylko po to, żeby pozostać w grze.1

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.