Конкуренция — тип межвидовых и внутривидовых взаимоотношений, при котором популяция или особи в борьбе за питание, место жительства и другие необходимые для жизни условия, влияющие друг на друга отрицательно. Выделяют внутривидовой, межвидовой, прямую и косвенную конкуренции.
Внутривидовая конкуренция
Внутривидовая конкуренция — это соперничество между особями одного вида за жизненно важные ресурсы. Конкуренция между особями одного вида может уменьшать выживание и плодовитость животных, она тем сильнее, чем больше плотность. Конкурирующие особи не равноценны, поскольку имеют разный генотип. Такое взаимодействие асимметрична.
Примеры конкуренции: взаимное затенение растений, борьба за самку, борьба за территорию в территориальных животных.
Межвидовая конкуренция
Эволюция каждой отдельной популяции происходила во взаимодействии с другими популяциями, с которыми они образовывали определенные группировки. Одновидовых группировки может существовать только в идеальной изоляции от внешнего мира и, пожалуй, не долго. Жизненный потенциал вида, который дожил до наших дней, сформировался в процессе длительной межвидовой борьбы за существование. Конкурентные отношения являются одним из важнейших механизмов регулирования видового состава каждой группировки, пространственного размещения видов и их численности. Американские ученые Е.Пианка (1981), А.Лотка (1922) и В.Вольтерра (1926, 1931) были первыми, кто разработал сравнительно прочную, хотя и очень упрощенную, теоретическую основу изучения конкуренции.Миж растениями и животными существуют две отмены, которые имеют большое значение для изучения конкуренции. Во-первых, только у незначительного числа растений период генерации длится меньше года, поэтому во многих случаях экологи растений не имеют возможности совершать длительные эксперименты, которые позволили продемонстрировать конкурентное исключение. Во-вторых, на рост и выживаемость растений большое влияние оказывают различные условия, в которых они живут. Например, в условиях большой скученности рост растений замедляется, и они не достигают полного развития, хотя и могут производить семена. В отличие от этого популяции животных обычно отвечают на перенаселенность повышением смертности и задержкой росту.Основою для наблюдений конкурентных отношений могут служить трех пробные модели, которые описывают: 1) несовершенную конкуренцию, когда межвидовая конкуренция является лимитирующим фактором, но не ведет к полной элиминации (устранение) одного из конкурентов с арены взаимодействия; 2) совершенную конкуренцию, описанную моделями Гаузе и Лотки-Вольтерра, когда один вид постепенно выводится в процессе конкуренции за общий ресурс; 3) сверхсовершенных конкуренцию, когда эффект подавления очень сильный и проявляется немедленно, например, при выделении антибиотиков (аллелопатия). Наглядным примером такой "сверхсильной" конкуренции может быть также хищничество.
Для лучшего понимания межвидовой конкуренции стоит остановиться на таких понятиях, как сосуществование и конкурентное исключение, экологическое замещения видов, экологическая компрессия и высвобождения, сосуществование и распределение ресурсов, а также эволюционная дивергенция.
Сосуществование и конкурентное исключение — одно из интереснейших и слабо изученных экологических явлений. Исследование их в полевых условиях и в лаборатории дают противоположные данные о природе. Наблюдая за жизнью растительного и животного мира, мы чаще становимся свидетелями того, как сосуществуют виды, а не как они борются за существование. На Шацких озерах, на Волыни, рядом плавают со своими выводками несколько видов уток, дикие гуси, лебеди, которые питаются рыбой. В свежей Грабовой Бучине на Расточье вблизи Львова живут рядом, сосуществуя, 19 видов деревьев, 24 кустарников и кустарничков, 72 травяных растений. На самом деле это далеко не так: конкурентная борьба за использование ресурсов, а значит, за существование идет непрерывно, но в природе она не так заметна, как в условиях лаборатории.
Г.Ф.Гаузе первому удалось в лаборатории создать условия для сосуществования двух похожих видов, правда, используя одно и то же питательную середовище.Згодом аналогичные исследования Г.Ф.Гаузе совершил и с мучным Хрущиком (Tribolium). Эти мелкие жуки весь свой жизненный цикл могут завершить в банке с мукой, которая служит для них одновременно и местом произрастания, и кормом для личинок и имаго. Когда в это однородная среда поместили два разных вида Хрущик, то оказалось, что один из них победил и успешно развивается, вытеснив другое. Результаты лабораторных экспериментов по конкуренции привели к формулировке принципа конкурентного исключения, который еще называют законом Гаузе: два вида не могут сосуществовать, если они зависят от одного и того же лимитирующего среды. Подчеркиваем — лимитирующего среды, поскольку только те ресурсы, которые лимитируют рост популяции, могут создавать основу конкуренции.Конкуренция связана со специфической взаимодействием между видами, которая редко проявляется при отдельном наблюдении за каждым из них. Примером этого явления может служить совместное и раздельное роста двух видов дуба — обычного (Quercus robur) и скального (Q.petraea). В свежих типах можно увидеть эти два вида рядом, в сухих типах, особенно с каменистой подстилающей породой, дуб обыкновенный замещается дубом скальным. Экологическое высвобождения и экологическая компрессия — явления, противоположные по своему содержанию. Экологическое высвобождения заключается в устранении конкурента и получении таким образом дополнительных ресурсов. Немало примеров экологического высвобождение получено лесоводами, которые изучали влияние рубок ухода на формирование качественной древесины. Изымая особи, которые отстали в росте, а также "нежелательные" виды, создаем благоприятные условия (освещение, влажности, минеральной подкормки) для "желаемых" видов.
Экологическая компрессия обусловлена введением конкурента. Явления экологической компрессии часто наблюдаются на удаленных от материка островах с их ограниченным видовым составом как растений, так и животных. Когда сюда попадают виды, которые были вытеснены с материка, они быстро адаптируются к новым условиям произрастания с незначительным разнообразием конкурентов и быстро распространяются (кролики и кактусы в Австралии). Сосуществование и распределение ресурсов. В предыдущих вариантах конкуренция рассматривалась как исключение и успех, элиминация и выживания, достоинства и подавления. Этими терминами описываются процессы, которые наблюдались в группировках в прошлом, тогда как сосуществование — состояние, имеем сегодня. В течение десятилетий экологи изучают условия, необходимые для сосуществования видов. Математический анализ межвидовой конкуренции гласит, что если данный вид ограничивает своей численности популяции другого вида, и наоборот, то между такими двумя видами возможно сосуществование. Эти условия выполняются в том случае, если каждый вид использует несколько иной ресурс, чем другой. Известно, что виды избегают экологического перекрытия, распределяя между собой имеющиеся ресурсы в соответствии с их размеров и формы, химического состава, места, где они случаются, а также их сезонности. Как видим, результат конкуренции в значительной степени зависит от того, как конкурирующие виды используют (удачно или неудачно) чрезвычайно неоднородно среду, в основном состоит из отдельных участков ("пятен") с благоприятными и неблагоприятными условиями. Устойчивость к неблагоприятным условиям дает возможность отдельным видам находить пищу в то время, когда другие погибают. Конкурирующие виды, как правило, не встречаются в одном мисцезростання и делят между собой не только кормовые ресурсы, но и пространство. Например, каждый из пяти видов американских славок (Dendroica), которые гнездятся в американском штате Мэн, кормится на разных частях деревьев и характеризуется некоторыми различиями отыскания насекомых среди ветвей и листя.Английський эколог Д.Лек (1971) описал сосуществования пяти видов синиц в широколиственных лесах вблизи Оксфорда и пришел к выводу, что в течение большей части года они отделены из-за разделенности их кормовых участков, отмены в размерах насекомых и прочности семян, которым они питаются. Экологическая обособленность связана с различием в массе синиц, размерах и форме клюва. Несмотря на сходство синиц (рис. 4.30), каждый вид по-разному использует свои кормовые ресурсы. Большая синица кормится преимущественно на земле, поедая насекомых длиной более 6 мм, лесные орехи, желуди, семена пшеницы, буковые орешки. Болотная гаичка держится выше, чем большая синица, но ниже голубой синицы, питаясь в кустарнике, в нижних ярусах деревьев и на траве насекомыми размером 3-4 мм, семенами лопуха, брусники, жимолости и кислицы. Вертлявая небольшая голубя синица кормится преимущественно в кронах дубов, поскольку малая масса и ловкость позволяют ей удерживаться на мелких веточках и листьях. В ее рацион входят насекомые, размеры которых обычно не превышают 2 мм. Она достает их из-под коры. Как правило, голубя синица НЕ питается семенами (за исключением березового). Московка, в отличие от лазоревка, держится чаще всего больших ветвей дуба или ели, которые отходят от ствола. Питается преимущественно насекомыми длиной менее 2 мм. И наконец, буроголовых гаичка, которая очень похожа на болотной гаички, кормится на берегу, бузине и травяном покрове; в отличие от болотной гаички практически не случается на дубах, поедает очень малое семян. М.Бигон, Дж.Харпер и К.Таунсенд (1991) представляют три возможных варианта объяснения такого сосуществования видив.Перше базируется на так называемой "текущей конкуренции" (curent competition). Например, синицы являются конкурирующими видами. их сосуществования является следствием разрешения экологических ниш. Однако в случае отсутствия конкурента они могут расширить свои ниши, то есть осваивать фундаментальные ниши. Второе — это эволюционно обусловлено ухода конкуренции, которое Коннел (Connell, 1980) назвал "призраком конкурентного прошлого". Пять упомянутых выше видов синиц, домом которых стали леса вблизи Оксфорда, давно уже "притерлись" между собой, и их конкуренция осталась в далеком эволюционном прошлом. их фундаментальные экологические ниши уже давно перекрываются. Третье объяснение можно обосновать той же ситуацией с синицами. В ходе своей эволюции эти виды синиц по-разному и независимо друг от друга реагировали на естественный отбор, поскольку это разные виды, которые имеют различные признаки. Однако они не конкурируют в данный момент и никогда не конкурировали в прошлом, потому что просто оказались разными. Нет сомнения в том, что эти три объяснения, взятые вместе или в отдельности, не могут однозначно истолковать какой-то из приведенных примеров сосуществования видов. Эколог должен провести немало аналитических расчетов, чтобы установить, какое из трех объяснений может быть вероятным для конкретной ситуации.
Видео уроки (демонстрация): http://www.youtube.com/playlist?list=PLho0jPYl5RAGkZNhRC_GYHyNrq9pT57Mf
Электронный учебник по экологии http://ekol-ush.narod.ru/
Хищничество - прямые пищевые связи между организмами, при которых одни организмы уничтожаются другими организмами. Примеры: поедание лисицей зайцев, синицей - гусениц.
Конкуренция - тип взаимоотношений, возникающий между видами со сходными экологическими потребностями из-за пищи, территории и др. Пример: конкуренция между лосями и зубрами, обитающими в одном лесу, из-за пищи. Отрицательное влияние конкуренции на оба конкурирующих вида (например, уменьшение численности лосей и зубров вследствие недостатка корма) .
Симбиоз - тип межвидовых отношений, при котором оба организма получают взаимную пользу. Примеры симбиоза: рак-отшельник и актиния, клубеньковые растения и бактерии, шляпочные грибы и деревья, лишайники (симбиоз гриба и водоросли) .
Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп.
Симбиоз
Симбиоз1 - сожительство (от.греч.сим - вместе, биос - жизнь) - форма взаимоотношения, из которых оба партнера или хотя бы один извлекают пользу.
Симбиоз подразделяется на мутуализм, протокооперацию и комменсализм.
Мутуализм2 - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.
Типичный пример мутуализма - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.
Протокооперация3 - форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. В этих случаях отсутствует связь именно этой, конкретной пары партнеров.
Комменсализм - форма симбиоза, при которой один из сожительствующих видов получает какую-либо пользу, не принося другому виду ни вреда, ни пользы.
Комменсализм, в свою очередь, подразделяется на квартиранство, сотрапезничество, нахлебничество.
"Квартиранство"4 - форма комменсализма, при которой один вид использует другой (его тело или его жилище) в качестве убежища или своего жилья. Особую важность приобретает использование надежных убежищ для сохранения икры или молоди.
Пресноводный горчак откладывает икру в мантийную полость двухстворчатых моллюсков - беззубок. Отложенные икринки развиваются в идеальных условиях снабжения чистой водой.
"Сотрапезничество"5 - форма комменсализма, при которой несколько видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса.
"Нахлебничество"6 - форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого.
Примером перехода нахлебничества в более тесные отношения между видами служат взаимоотношения рыбы-прилипалы, обитающей в тропических и субтропических морях, с акулами и китообразными. Передний спинной плавник прилипалы преобразовался в присоску, с помощью которой та прочно удерживается на поверхности тела крупной рыбы. Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении их передвижения и расселения.
Нейтрализм
Нейтрализм7 - тип биотической связи, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно.
Например, белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.
Антибиоз
Антибиоз - тип биотической связи, когда обе взаимодействующие популяции(или одна из них) испытывают отрицательное влияние друг друга.
Аменсализм8 - форма антибиоза, при которой один из совместно обитающих видов угнетает другой, не получая от этого ни вреда, ни пользы.
Пример: светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затемнения, в то время как сами на дерево никак не влияют.
Хищничество9 - тип антибиоза, при котором представители одного вида питаются представителями другого вида. Хищничество широко распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Примеры: насекомоядные растения; лев, поедающий антилопу и т.д.
Кокуренция - тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же обычно ограниченных ресурсов. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.
Внутривидовая кокуренция10 - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяции. Примеры: птицы одного вида конкурируют из-за места гнездования. Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьей.
Межвидовая кокуренция11 - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями разных видов. Примеры межвидовой кокуренции многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех другого.
Например, миноги нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Многие рыбы погибают от нанесенных ею многочисленных ран.
Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в сообществе, определяя его устойчивость.
Различные формы взаимодействия между особями и популяциями:
Урок 14, 15
Практическая работа № 1, 2 Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах своей местности
Мир живой природы удивительно разнообразен. То же самое можно сказать об отношениях между всеми видами, населяющими планету. Как и люди, животные могут эксплуатировать, вмешиваться в дела друг друга или же вовсе никак не взаимодействовать между собой. Примеры конкуренции в природе - это довольно частое и естественное явление. Какие из них являются наиболее яркими и интересными?
Примеры конкурентных отношений в природе
Межвидовая конкуренция всегда была сложной для демонстрации в полевых условиях, и поэтому можно наблюдать не так много конкретных примеров. Если два вида пользуются одним и тем же ресурсом, это еще не значит, что они конкурируют. Животным просто незачем вступать в борьбу там, где все, что необходимо для выживания, имеется в неограниченном количестве. Подобные примеры можно найти в естественных системах.
Чтобы сказать, что виды конкурируют, они должны занимать одну и ту же экосистему и использовать общий ресурс, и в результате это должно привести к снижению числа одной из популяций или даже к полному ее уничтожению или изгнанию. Как правило, гораздо легче продемонстрировать интерференционную конкуренцию. Это когда один вид непосредственно препятствует доступу другого вида к ограниченному ресурсу, и это приводит к снижению выживаемости.
Одним примером конкуренции организмов в природе является аргентинский муравей. Его родина - Южная Америка, и это один из худших видов инвазивных муравьев во всем мире. Когда колония находит продовольственный ресурс, они физически и химически защищают его, не позволяя коренным муравьям получать доступ к пищевому ресурсу. Они часто нападают и вытесняют другие колонии собратьев в этом районе. Это приводит к снижению численности популяций муравьев. Поскольку они физически взаимодействуют с другими колониями муравьев, это классический пример межвидовой конкуренции в природе.
Невидимая конкуренция
Гораздо сложнее обнаружить примеры конкуренции в природе у животных, которые напрямую не взаимодействуют друг с другом. Черепахи едят только кустарники, до которых они могут дотянуться, вытягивая шею. Козы также едят кусты, но выбор у них пошире, чем у черепах. В результате вторым достается меньше растительности, которая нужна для выживания и процветания. Этот пример межвидовой конкуренции в природе доказывает тот факт, что одни животные могут уменьшать численность других даже без непосредственного физического взаимодействия.
Эксплуатация и вмешательство (интерференция)
Межвидовая конкуренция возникает, когда разные типы видов в экосистеме конкурируют за одни и те же ресурсы: пищу, кров, свет, воду и другие важные потребности. Такая борьба может снизить численность конкретного вида, более того, увеличение популяции конкурентов также имеет тенденцию ограничивать рост конкретного вида. Таким образом, конкуренция может осуществляться двумя способами на уровне отдельных организмов, а именно: эксплуатационная конкуренция и интерференционная конкуренция.
Примеры конкуренции в природе первого типа включают в себя часто невидимую борьбу за ограниченные ресурсы. В результате использования их определенным видом они становятся недостаточными для других. Вмешательство или интерференция означает прямое взаимодействие для получения ресурсов.
Примеры внутривидовой конкуренции в природе, так же как и межвидовой, могут включать в себя борьбу между хищниками за добычу. Так, может возникать жестокое противостояние внутри вида (между двумя тиграми), так и между несколькими видами (между львом и гиеной).
Возможные эффекты
- В результате этого могут быть ограничения в размерах популяции, а также изменения в сообществах и эволюции видов.
- Согласно принципу конкурентного исключения, ни один из двух видов, использующих одни и те же ограниченные ресурсы одинаковым образом и в одном и том же пространстве, не могут существовать вместе.
- Хотя локальное вымирание встречается редко по сравнению с конкурентным исключением и дифференциацией ниш, это также происходит.
Примеры конкурентных отношений
В густом лесу между древовидными растениями может возникать межвидовая конкуренция. Это связано с тем, что когда есть смешанные виды деревьев, доступ к ресурсам для некоторых из них может быть проще, чем для других. Например, более высокие деревья способны поглощать больше солнечного света, что делает его менее доступным для более низких видов деревьев.
Дикие животные, такие как львы и тигры, также являются яркими примерами конкуренции в природе. Они охотятся за одной и той же добычей, что может вызвать меньшую доступность продовольственных ресурсов для одного из них. Кроме того, пятнистые гиены конкурируют с африканским львом за еду. То же самое происходит и с бурыми медведями и тиграми. Зебры и газели борются за траву.
Конкурентные отношения можно наблюдать в океанах, например, это могут быть губки и кораллы, соперничающие за пространство. В пустынных районах койот и гремучая змея яростно сражаются за еду и воду. Межвидовая конкуренция также наблюдается у мелких животных, таких как белки и бурундуки, которые склонны конкурировать за орехи и другие продукты.
Там, где оба организма живут в одной нише и находятся в конкуренции за ресурсы или пространство, неизбежно будет отрицательный результат для каждого организма, поскольку будет уменьшаться доступный ресурс для обеих сторон.
Внутривидовая борьба за существование
Эта конкуренция является наиболее ожесточенной и особенно упорной. Это противостояние предполагает угнетение и насильственное вытеснение, изгнание или уничтожение менее адаптированных индивидов. Природа не любит слабых в борьбе за ресурсы и жизненное пространство. Одними из самых кровопролитных считаются бои за самку в брачный период.
Примеры конкуренции в природе могут быть самые разные, в том числе конкуренция при выборе сексуального партнера для продолжения рода (олени), борьба за жизненное пространство и пищу (более сильная ворона заклюет слабую) и так далее.
Межвидовая борьба за существование
Если за что-то прямо или косвенно сражаются особи различных видов, то здесь речь идет о межвидовой конкуренции. Особенно упорное противостояние наблюдается между близкородственными существами, например:
- Крыса серого цвета вытесняет из своего жизненного пространства черную.
- Дрозд деряба становится причиной уменьшения численности популяции певчего дрозда.
- Таракан прусак успешно превосходит и ущемляет черного сородича.
Конкуренция и борьба за существование являются важными движущими силами эволюции. Важную роль при этом играют естественный отбор и наследственная изменчивость. Сложно себе представить, насколько разнообразными и сложными являются отношения между живыми существами, населяющими нашу планету. Внутривидовая и межвидовая конкуренция имеют огромное, если не решающее значение в формировании биологического разнообразия и регуляции численного состава популяций.
Конкуренция – это соревнование организмов одного трофического уровня (между растениями, между фитофагами, между хищниками и т.д.) за потребление ресурса, имеющегося в ограниченном количестве.
особую роль играет конкуренция за потребление ресурсов в критические периоды их дефицита (например между растениями за воду в период засухи или хищниками за жертвы в неблагоприятный год).
Принципиальных различий у межвидовой и внутривидовой (внутрипопуляционной) конкуренции нет. Возможны как случаи, когда внутривидовая конкуренция является более острой, чем межвидовая, так и наоборот. При этом интенсивность конкуренции внутри популяции и между популяциями может меняться в различных условиях. Если условия неблагоприятны для одного из видов, то конкуренция между его особями может усиливаться. В этом случае он может быть вытеснен (или чаще – потеснен) видом, для которого эти условия оказались более подходящими.
Однако в многовидовых сообществах пар «дуэлянтов» чаще всего не образуется, и конкуренция носит характер диффузной: много видов одновременно конкурируют за один или несколько факторов среды. «Дуэлянтами» могут быть лишь массовые виды растений, которые делят один и тот же ресурс (например, деревья – липа и дуб, сосна и ель и т.д.).
У растений возможна конкуренция за свет, за ресурсы почвы и за опылителей. На почвах, богатых ресурсами минерального питания и влагой, формируются густые сомкнутые растительные сообщества, где лимитирующим фактором, за который конкурируют растения, является свет.
При конкуренции за опылителей побеждает тот вид, который более привлекателен для насекомого.
У животных конкуренция происходит за ресурсы пищи, например травоядные конкурируют за фитомассу При этом конкурентами крупных копытных могут быть насекомые, подобные саранче, или мышевидные грызуны, способные в годы массового размножения уничтожить большую часть травостоя. Хищники конкурируют за жертвы.
Поскольку количество пищи зависит не только от экологических условий, но и от площади, где воспроизводится ресурс, конкуренция за пищу может перерастать в конкуренцию за занимаемое пространство.
Как и в отношениях между особями одной популяции, конкуренция между видами (их популяциями) может быть симметричной или асимметричной. При этом ситуация, когда условия среды одинаково благоприятны для конкурирующих видов, встречается довольно редко, и потому отношения асимметричной конкуренции возникают чаще, чем симметричной.
При флюктуирующих ресурсах, что обычно в природе (увлажнение или элементы минерального питания для растений, первичная биологическая продукция для разных видов фитофагов, плотность популяций жертв для хищников), поочередно получают преимущества разные конкурирующие виды. Это также ведет не к конкурентному исключению более слабого, а к сосуществованию видов, которые поочередно попадают в более выгодную и менее выгодную ситуацию. При этом ухудшение условий среды виды могут переживать при снижении уровня метаболизма или даже перехода в состояние покоя.
Влияет на исход конкуренции и то, что победить в конкурентной борьбе больше шансов имеет популяция, в составе которой больше особей и которая, соответственно, будет более активно воспроизводить «свою армию» (так называемый масс эффект).
23 .Взаимоотношение растение фитофаг и жертва хищник
ВЗАИМООТНОШЕНИЕ "РАСТЕНИЕ-ФИТОФАГ".
Взаимоотношения «фитофаг – растение» – это первое звено пищевой цепи, в котором вещество и энергия, накопленные продуцентами, передаются консументам.
Для растений в равной мере «невыгодно», чтобы их съели до конца или не съели вовсе. По этой причине в естественных экосистемах проявляется тенденция формирования экологического равновесия между растениями и поедающими их фитофагами. Для этого растения:
– защищаются от фитофагов колючками, образуют розеточные формы с прижатыми к земле листьями, малодоступными для пасущихся животных;
– защищаются от полного выедания биохимическим путем, продуцируя при усилении поедания токсичные вещества, которые делают их менее привлекательными для фитофагов (это особенно характерно для медленно растущих патиентов). У многих видов при их поедании образование «невкусных» веществ усиливается;
– выделяют запахи, отпугивающие фитофагов.
Защита от фитофагов требует значительных затрат энергии, и потому во взаимоотношениях «фитофаг – растение» прослеживается трейдофф: чем растение быстрее растет (и соответственно, чем лучше условия для его роста), тем оно лучше поедается, и наоборот, чем растение медленнее растет, тем оно менее привлекательно для фитофагов.
В то же время эти средства защиты не обеспечивают полную сохранность растений от фитофагов, так как это повлекло бы за собой ряд нежелательных последствий для самих растений:
– несъеденная степная трава превращается в ветошь – войлок, который ухудшает условия жизни растений. Появление обильного войлока ведет к накоплению снега, задержке начала развития растений весной и как итог – к разрушению степной экосистемы. Вместо степных растений (ковылей, типчака) обильно развиваются луговые виды и кустарники. У северной границы степи после этой луговой стадии вообще может восстановиться лес;
– в саванне уменьшение потребления побегов деревьев веткоядными животными (антилопами, жирафами и др.) приводит к тому, что их кроны смыкаются. В итоге учащаются пожары и деревья не успевают восстанавливаться, саванна перерождается в заросли кустарников.\
Кроме того, при недостаточном потреблении растений фитофагами не освобождается место для поселения новых поколений растений.
«Несовершенство» отношений «фитофаг – растение» приводит к тому, что достаточно часто случаются кратковременные вспышки плотности популяций фитофагов и временное угнетение популяций растений, вслед за которыми следует и снижение плотности популяций фитофагов.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ "ЖЕРТВА-ХИЩНИК".
Взаимоотношения «хищник – жертва» представляют звенья процесса передачи вещества и энергии от фитофагов к зоофагам или от хищников низшего порядка к хищникам высшего порядка.
Как и при отношениях «растения – фитофаг», ситуации, при которой все жертвы будут съедены хищниками, что в конечном итоге приведет и к их гибели, в природе не наблюдается. Экологическое равновесие между хищниками и жертвами поддерживается специальными механизмами, исключающими полное истребление жертв. Так жертвы могут:
– убегать от хищника. В этом случае в результате адаптации повышается подвижность и жертв, и хищников, что особенно характерно для степных животных, которым негде прятаться от преследователей («принцип Тома и Джерри»);
– приобретать защитную окраску («притворяться» листьями или сучками) или, напротив, яркий (например красный цвет, предупреждающий хищника о горьком вкусе. Общеизвестно изменение окраски зайца в разные времена года, что позволяет ему маскироваться летом в листве, а зимой на фоне белого снега;
– распространяться группами, что делает их поиск и промысел для хищника более энергоемким;
– прятаться в укрытия;
– переходить к мерам активной обороны (травоядные, имеющие рога, колючие рыбы), иногда совместной (овцебыки могут занимать «круговую оборону» от волков и т.д.).
В свою очередь хищники развивают не только способность к быстрому преследованию жертв, но и обоняние, позволяющее по запаху определить место нахождения жертвы.
В то же время сами они делают все возможное для того, чтобы не обнаружить своего присутствия. Этим объясняется чистоплотность мелких кошачьих, которые для устранения запаха много времени тратят на туалет и закапывают экскременты.
При интенсивной эксплуатации популяций фитофагов человек нередко исключает из экосистем хищников (в Великобритании, к примеру, есть косули и олени, но нет волков; в искусственных водоемах, где разводят карпа и другую прудовую рыбу, нет щук). В этом случае роль хищника выполняет сам человек, изымая часть особей популяции фитофага.
>> Конкурентные взаимодействия
1. Какая борьба называется внутривидовой?
2. Какая борьба называется межвидовой?
3. В чем особенности внутри- и межвидовой борьбы?
В общем смысле слово «конкуренция» означает сталкивание, соперничество, соревнование. Конкуренция чрезвычайно широко распространена в природе .
Конкурентное взаимодействие может касаться пространства, пищи, света, зависимости от хищников и других врагов, подверженности болезням и действию различных экологических факторов.
Необходимо иметь в виду, что конкуренцией нельзя считать просто использование организмами одного и того же природного ресурса. Об отрицательном взаимодействии можно говорить только в том случае, когда этого ресурса не хватает и когда его совместное потребление неблагоприятно отражается на популяции .
Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.
Как внутривидовая, так и межвидовая конкуренция могут иметь большое значение в формировании разнообразия видов и регуляции численности
каждого из них.
Внутривидовая конкуренция. Борьбу за одни и те же ресурсы, происходящую между особями одного и того же вида, называют внутривидовой конкуренцией. Это важный фактор саморегулирования популяций.
У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за пространство сформировался интересный тип поведения. Его называют территориальностью.
Территориальность свойственна многим видам птиц, некоторым рыбам, другим животным.
У птиц территориальный тип поведения проявляется следующим образом, В начале сезона размножения самец выбирает участок обитания (территорию) и защищает его от вторжения самцов того же вида. Заметим, что громкие голоса самцов, которые мы слышим весной, сигнализируют лишь о праве собственности на приглянувшийся участок, а вовсе не ставят себе задачу привлекать самку, как это обычно считается.
Самец, строго охраняющий свой участок, имеет больше шансов успешно спариться и построить гнездо, тогда как самец, неспособный обеспечить себе территорию, размножаться не будет. Иногда в охране территории принимает участие и самка. В результате на охраняемой территории сложное дело заботы о гнезде и молоди не нарушается присутствием других родительских пар.
Таким образом, территориальное поведение можно считать экологическим регулятором, поскольку оно позволяет одинаково избегать как перенаселения, так и недонаселениости.
Яркий пример внутривидовой конкуренции, который каждый мог видеть в лесу, так называемое самоизреживание у растений .
Начинается этот процесс с захвата территории. Например, где-нибудь на открытом месте, недалеко от большой ели, дающей множество семян, появляется несколько десятков всходов - маленьких елочек. Первая задача выполнена - популяция выросла и захватила территорию, необходимую ей для выживания. Таким образом, территориальность у растений выражается иначе, нежели у животных: участок занимает не особь, а группа.
Молодые деревца растут, попутно затеняя и угнетая находящиеся под их кронами травянистые растения (это уже межвидовая конкуренция). С течением времени между деревцами появляется неизбежная разница в росте - одни, послабее, отстают, другие обгоняют. Поскольку ель очень светолюбивая порода (ее крона поглощает почти весь падающий на нее свет), то более слабые елочки начинают все больше испытывать затенение со стороны более высоких и постепенно засыхают, отмирают.
В конце концов, через много лет на поляне от нескольких десятков елочек остается два-три дерева (а то и одно) - наиболее сильные особи из всего поколения (рис. 128).
Высокая плотность животных является фактором угнетения, снижающим воспроизводство даже при изобилии пищевых ресурсов. Например, при большой численности головастиков те из них, что растут быстрее, выделяют в воду вещества, подавляющие развитие тех головастиков, которые растут медленнее.
Межвидовая конкуренция.
Конкуренция между особями разных видов чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически каждого вида, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны организмов иных видов. Однако экология рассматривает межвидовую конкуренцию в конкретном, узком смысле - только как взаимно отрицательные отношения совместно проживающих близкородственных или экологически сходных видов.
Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть весьма различными: от жестокой борьбы до почти мирного сосуществования. Но, как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой.
Классическим примером межвидовой конкуренции являются описанные русским биологом Г, Ф. Гаузе опыты. В этих опытах культуры двух видов инфузорий-туфелек со сходным характером питания помещали по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещенный отдельно, успешно размножался, достигая оптимальной численности. При помещении же обеих культур в один сосуд численность одного из видов постепенно уменьшалась и он исчезал из настоя (рис. 129).
Выведенное из этих опытов правило, так называемый принцип Гаузе, заключается в том, что два одинаковых в экологическом отношении вида сосуществовать не могут. Конкуренция особенно сурова между организмами, обладающими сходными экологическими потребностями.
В результате конкуренции в сообществе совместно уживаются только те виды, которые сумели хотя бы немного разойтись в экологических требованиях. Так, насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.
Таким образом, межвидовая конкуренция может иметь два итога: либо вытеснение одного из двух видов из сообщества, либо расхождение обоих видов по экологическим нишам. Конкурентные отношения - один из важнейших факторов формирования видового состава и регуляции численности популяций в сообществе.
Межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Порождая и закрепляя разнообразие организмов, конкуренция способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию имеющихся ресурсов.
Внутривидовая конкуренция. Межвидовая конкуренция.
1. Какие виды конкуренции вам известны?
2. Что такое территориальность? Какую роль она играет в сообществе?
3. Почему нередко виды со сходным образом жизни могут жить на одной территории?
4. Чем можно объяснить длительное сосуществование конкурирующих видов в природе?
5. Какой тип конкуренции имеет наибольшее значение в формировании видового состава природных сообществ?
Понаблюдайте в природе проявления внутривидовой и межвидовой конкуренции. Постарайтесь объяснить, в чем их различие, а в чем - сходство.
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
