Raft Master » Научная библиотека » Биоэкология » Разнообразие форм молекулярных сенсорных связей в сообществах


  • 5-01-2013, 05:25
  • | Views: 765


Разнообразие форм молекулярных сенсорных связей в сообществах

Разнообразие форм молекулярных сенсорных связей в сообществах

Экологический метаболизм в сообществах построен на связях и отношениях в основном трофических. Однако, обширная группа веществ, прижизненно выделяемых организмами во внешнюю среду, трофической ценности для других организмов не представляют уже потому, что выделяются в очень малых количествах и для узкоспецифических целей - предать соседям по сообществу важную информацию. Выделяемые количества сенсорных метаболитов очень малы, но велика их физиологическая активность при ничтожно малых концентрациях в среде обитания.

Поясним это примерами из жизни насекомых. Отношения между самцами и самками требуют участия веществ, называемых феромонами. Это обширная группа разных органических соединений; каждое оказывает узко специализированное действие. Известны феромоны извещающие самца или самку о присутствии в некотором отдалении особей противоположного пола. Известны "призывные" феромоны, способствующие сближению половых партнеров - отдельно вещества самцов и вещества самок. Есть феромоны, предотвращающие подлет избыточных самцов и т.д. Сообщалось, что из 500 ООО бабочек тутового шелкопряда было выделено всего 12 мг феромона - бомбикола. Его действие проявляется при ничтожно малой концентрации в среде - 10~12 мкг/см3 (Остроумов, 1986). Другой феромон из той же группы действует при концентрации 10~14 мкг/см3. Такие действующие концентрации типичны для большинства феромонов.

В отношениях между обитателями наземных сообществ используется огромное разнообразие биологически активных веществ, в том числе фитонцидов, действующих также при очень малых концентрациях в среде (Фитонциды, 1981). Среди множества специализированных веществ высших растений известны две большие группы - привлекающие и отталкивающие, отвращающие соседей. Некоторые вещества выполняют две разные функции. Выделяемые растениями в почву растворимые органические метаболиты могут информировать нежелательных поселенцев предотвращая их поселение в данном ценозе. Концентрации таких веществ в теле лежат в широком диапазоне, но они на порядки величин меньше, чем содержание феромонов в теле животных. Понятно, что распространение узко специализированных запахов, предназначенных для восприятия столь же специализированными химическими рецепторами половых партнеров, не идет ни в какое сравнение с переносом больших масс вещества, что требует выполнения значительной работы.

В растительных сообществах всегда очень важны отношения и связи между растениями и насекомыми-опылителями. В них участвуют вещества одновременно и пахучие (аттрактанты - информаторы), и трофически полезные опыляющим насекомым. Речь идет о веществах, входящих в состав цветочной пыльцы, нектара, растительных восков. Типичное содержание белка в пыльце составляет 16 - 30%, имеется до 15% легко усвояемых Сахаров; жиров - 4 - 12%. Нектар ценен опыляющим насекомым, прежде всего высоким содержанием Сахаров (17 - 80% по массе) и аминокислот, набор которых практически полон. По некоторым подсчетам, бабочке достаточно всего 12 - 25 результативных подлетов к цветку, чтобы обеспечить себе суточную потребность а азоте.

Понятно, что такие метаболические связи следует относить не столько к сфере информационно-регуляторных отношений, сколько к сфере пищевой трофоди-намики. Сбор нектара - это в полном смысле слова перенос пищевой массы на значительные расстояния. Насекомые затрачивают при этом свою энергию, тогда как действие сигнальных веществ таких затрат не требует.

Для сравнения с наземной средой приведем некоторые сведения о составе фонда разных молекулярно растворенных веществ, в том числе метаболитов. Сообщим также их характерные концентрации в природных водах. В океанских, морских, озерных водах в растворенном состоянии обнаружены представители всех основных классов биоогранических веществ, начиная от низкомолекулярных (моносахара, низшие органические кислоты, аминокислоты и др.) и до высокомолекулярных и частично гидролизованных белков и нуклеиновых кислот. Концентрации растворенных органических веществ (РОВ) в природных водах в целом сравнительно малы, но различаются в диапазоне нескольких порядков величин. Концентрация РОВ в верхнем, наиболее обитаемом, стометровом слое вод Черного моря составляет в среднем 2 - 4 мг С/л (Скопинцев, Тимофеева, 1960). В глубинной океанической толще она снижается до десятых долей миллиграмма в литре. Сумма трофически ценных веществ составляет десятую или несколько сотых долей от общего углерода РОВ. В прибрежных морских экосистемах, но не в скоплениях донных растений или животных, средняя концентрация РОВ лежит в диапазоне 4 - 6 мг С/л, а доля трофически ценных веществ значительно больше, чем в открытых водах. Наконец, непосредственно в воде, которую можно считать внутренней средой прибрежных сообществ, общая концентрация РОВ достигает 10 - 15 мг С/л, в отдельных случаях значительно больше (Биохимическая трофодинамика, ... 1974).

  • Почвоутомление и "биосфероутомление"

Резюмируя изложенное выше, можно сказать, что в наземных и водных сообществах сложные сети молекулярных трофических и сенсорных связей и отношений между организмами соединяются с трофическими сетями типа хищник-жертва. В результате этого во внутренней среде экосистем при участии всех их обитателей формируется межорганизменный обмен веществ с множеством регуляторных механизмов. Добавим к этому, что феномен почвоутомления - это наглядный аналог глобальной ситуации, которая сложилась в обитаемой области Земли в результате антропогенной перестройки, нарушения естественных связей и отношений между людьми и всеми другими группами обитателей биосферы. По аналогии с почвоутомлением "экологический кризис" можно было бы назвать "биосфероутом-лением", но лучше этого не делать. Достаточно понять лишь смысл такого сравнения.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Молекулярная экология


    Экологический метаболизм


    Молекулярные связи и отношения в наземных сообществах


    Косные и живые тела в потоках воды и воздуха


    Внешняя и внутренняя среды в биоэкологических объектах

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры