Koncept konkurencije se sve više obrađuje u oblasti ekonomije, ali njegovo porijeklo i dalje potiče iz biologije. Šta ovaj koncept znači? Koja je uloga konkurencije u divljini? O vrstama i mehanizmima konkurencije pročitajte kasnije u članku.
Različiti efekti na organizme
Nijedan živi organizam ne postoji u izolaciji. Okružena je mnogim živim i nežive prirode. Stoga, na ovaj ili onaj način, stalno je u interakciji s okolinom, drugim organizmima. Prije svega na Živo biće Biosfera utiče, njene komponente uključuju litosferu, hidrosferu, a takođe i atmosferu. Vitalna aktivnost biljaka i životinja direktno je povezana s količinom sunčeva svetlost, pristup vodni resursi itd.
Organizmi takođe doživljavaju značajan uticaj međusobne interakcije. Ovaj uticaj se zove biotički faktori, koji se manifestuju kao uticaj živih organizama na biljke, što zauzvrat utiče na stanište. U biologiji se dijele na trofičke (prema odnosi sa hranom među organizmima), aktuelni (u vezi sa promenama u životnoj sredini), fabrički (u zavisnosti od mesta stanovanja), forički (mogućnost ili nemogućnost transporta od jednog organizma do drugog) faktori.
Interakcija živih organizama
Obavljajući svoju vitalnu aktivnost, živi organizmi svakako utječu na "lični prostor" drugih organizama. To se može dogoditi između predstavnika iste vrste i različitih. U zavisnosti od toga da li interakcija šteti organizmima ili ne, postoje neutralni, pozitivni i negativni tipovi odnosa.
Odnos u kojem oba organizma ne dobijaju ništa naziva se neutralizam. Pozitivna interakcija je mutualizam - obostrano korisna kohabitacija pojedinaca. Alelopatija se može nazvati potpuno negativnim odnosom, kada kohabitacija šteti oba sudionika. Ovo takođe uključuje intraspecifičnu i interspecifičnu konkurenciju.
Važan faktor za normalan život životinja, biljaka, mikroorganizama je resurs životne sredine i prostora. Sa njihovim nedostatkom između živih organizama, pojavljuje se konkurencija. Ovo je vrsta antibioze - antagonistički odnos u kojem su različite osobe prisiljene da se bore za svoju egzistenciju.
Rivalstvo među divljim životinjama često se javlja kada pojedinci imaju slične potrebe. Ako se borba odvija među jedinkama iste vrste, radi se o unutarvrsnom nadmetanju, ako prema različitim - o interspecifičnom.
Živi organizmi mogu se otvoreno takmičiti, direktno ometajući život protivnika. Na primjer, kada korijenje nekih biljaka ugnjetava druge, ili neke životinje tjeraju druge sa žarišta. Konkurencija može biti i indirektna. To se manifestira kada protivnik aktivnije uništi potreban resurs.
intraspecifična konkurencija
Primjeri su prilično česti. Ova vrsta konkurencije se opaža između pojedinaca jedne ili više populacija. glavni razlog jer ovo je ista struktura organizama, a samim tim i iste potrebe za faktorima okruženje i hranu.
Intraspecifična konkurencija je oštrija od interspecifične. Manifestacija takve borbe može se uočiti u razgraničenju teritorije između pojedinaca. Dakle, medvjedi ostavljaju tragove kandži na stablima drveća, upozoravajući na njihovo prisustvo. Za odvajanje prostora često se koristi miris, glasan signalni krik. Ponekad pojedinci jednostavno napadaju jedni druge.
Ako se takmičenje odvija za resurse, onda je ponekad asimetrično. U ovom slučaju, jedna strana pati više od druge. Kao rezultat intraspecifična konkurencija na kraju jedna od populacija može nestati ili se promijeniti.
Zašto postoji konkurencija?
Jedan od najvažnijih zadataka živih organizama je opstanak, a potom prenošenje najboljeg genetskog materijala. U idealnim uslovima, ekološkom vakuumu, za to nema prepreka, a samim tim ni rivalstva.
Intraspecifična konkurencija nastaje u nepovoljnim uslovima životne sredine, kada su organizmi primorani da se bore za svetlost, vodu ili hranu. Teški uslovi mogu dovesti do promjena životni ciklus vrste, kako bi se ubrzao njen razvoj. Međutim, to nije potrebno. Ponekad se rivalstvo javlja kada se pojedinci takmiče za dominaciju u krdu, čoporu ili ponosu. Ovo ponašanje se opaža kod životinja koje imaju razvijenu društvenu hijerarhiju.
Važnu ulogu igra prekomjeran rast populacije jedne vrste tokom vremena dovodi do nedostatka resursa, što može dovesti do izumiranja vrste. Da bi se to izbjeglo, neke vrste, poput glodara, čak razvijaju šok bolest. Sposobnost životinja da se razmnožavaju naglo se smanjuje, ali se povećava osjetljivost na različite bolesti.
Uloga i mehanizmi konkurencije
Konkurencija je najvažnije oruđe prirode. Prije svega, dizajniran je da reguliše broj pojedinaca. Svaka vrsta ima svoje dozvoljene vrijednosti gustine, a kada ima previše jedinki unutar jedne populacije, aktiviraju se kontrolni mehanizmi. Da bi ispunila ovu ulogu, priroda koristi razne načine: porast mortaliteta, podjela teritorije.
U uslovima velikog broja i ograničenog prostora, neke jedinke mogu napustiti svoje uobičajeno stanište i razviti drugo. Dakle, dva različita se izdvajaju iz jedne populacije. To osigurava široku rasprostranjenost vrste i visoku preživljavanje. Kod određenih vrsta ovaj proces je privremen, na primjer kod ptica selica.
Kao rezultat intraspecifične konkurencije, otpornije i održivije jedinke na kraju opstaju. Njihove fiziološke osobine prenose se genetski, što znači da doprinose poboljšanju vrste.
Primjeri intraspecifične i interspecifične konkurencije
Nije uvijek lako razlikovati dvije glavne vrste konkurencije. Bolje je ovo shvatiti vizuelno. može poslužiti kao "pobjeda" sivog pacova nad crnim. Pripadaju istom rodu, ali su različite vrste. Sivi štakor je agresivniji i prevladava po veličini, pa bi lako mogao protjerati crnog štakora iz ljudskih domova. Ali crni je bio čest gost na brodovima navigatora.
Kao model unutarvrsnog nadmetanja može se navesti kanibalizam, koji se uočava kod oko 1300 životinjskih vrsta. Ženka bogomoljke će pojesti mužjaka odmah nakon parenja. Isto ponašanje je uočeno i kod pak-karakurta. Škorpioni i daždevnjaci pojedu dio svog potomstva. Kod mnogih buba, larve jedu svoje bližnje.
Vrsta interne konkurencije je teritorijalnost. Vidi se kod riba, pingvina i većine drugih ptica. Tokom sezone parenja ne puštaju predstavnike svoje vrste na svoju teritoriju, koja je pažljivo čuvana.
Takmičenje biljaka
Biljke, iako ne mogu otvoreno napasti protivnika i uplašiti ga, također imaju svoje metode rivalstva. Bore se uglavnom za svjetlost, vodu i slobodan prostor. U teškim uslovima postojanja, intraspecifična konkurencija biljaka manifestuje se u obliku samorazređivanja.
Ovaj proces počinje širenjem sjemena i zauzimanjem teritorije od strane biljke. Proklijale sadnice se ne mogu razvijati na isti način, neke rastu aktivnije, druge sporije. Visoko drveće raširenom krošnjom zasjenjuju druga stabla, uzimajući svu sunčevu energiju za sebe, a njihovo snažno korijenje blokira put do hranjivih tvari. Tako se male i slabe biljke osuše i umiru.
Konkurs je prikazan na izgled biljke. Predstavnici jedne vrste mogu se značajno razlikovati, ovisno o stepenu njihove izolacije od drugih jedinki. Ovu pojavu možete uočiti u hrastu. Odvojeno raste, ima široku, raširenu krošnju. Donje grane su jake i dobro razvijene, ne razlikuju se od gornjih. U šumi, između ostalog drveća, niže grane ne mogu dobiti dovoljno svjetla i odumiru. Hrast umjesto sfernog poprima uski, izdužen oblik krošnje.
Zaključak
Konkurencija je jedna vrsta odnosa. Javlja se između svih živih organizama bez izuzetka. Osnovni cilj takmičenja je regulisanje gustine jedinki, kao i povećanje njihove sposobnosti za preživljavanje. Često je konkurencija posljedica borbe za hranu, vodu, svjetlo ili teritoriju. To može biti rezultat ozbiljnog nedostatka jednog od ovih resursa.
Rivalstvo se obično javlja između vrsta koje imaju slične potrebe. Što je više sličnosti u živim organizmima, to je borba jača i agresivnija. Jedinke iste ili različite vrste mogu se takmičiti za resurs. Unutarspecifična konkurencija se često javlja kako bi se uspostavila dominantna jedinka i kako bi se osiguralo da populacija ne raste pretjerano.
Kompetitivna interakcija može uključivati prostor, hranu, svjetlo, sklonište i sve druge resurse okoliša. Ishod takmičenja je od velikog interesa ne samo za ekologe koji proučavaju procese formiranja sastava prirodnih zajednica, već i za evolucioniste koji proučavaju mehanizme prirodne selekcije.
Za vrstu pod pritiskom konkurencije, to znači da će se njena gustina naseljenosti, kao i uloga koju igra u prirodnoj zajednici, smanjiti ili regulirati djelovanjem konkurencije.
Razlikujte konkurenciju intraspecifično i interspecific. I intraspecifična i interspecifična konkurencija može igrati važnu ulogu u formiranju raznolikosti vrsta i dinamici broja organizama.
Intraspecifična konkurencija je borba za iste resurse između jedinki iste vrste; ovo je važan faktor u samoregulaciji veličine populacije.
Kod nekih organizama (ptice, ribe i druge životinje), pod uticajem unutarvrsnog nadmetanja za prostor, formiran je tip ponašanja tzv. teritorijalnosti. Na primjer, kod ptica na početku sezone parenja mužjak otkriva stanište - teritorij. On je štiti od invazije mužjaka iste vrste.
Intraspecifična konkurencija reguliše rast populacije.
Međuvrsna konkurencija je izuzetno rasprostranjena u prirodi, jer rijetko koja vrsta doživi barem mali pritisak od organizama drugih vrsta.
Oblici manifestacije nadmetanja među vrstama mogu biti vrlo različiti: od žestoke borbe do gotovo mirne koegzistencije. Ali, po pravilu, od dvije vrste sa istim ekološkim potrebama, jedna nužno istiskuje drugu.
Na primjer, u evropskim ljudskim naseljima, sivi štakor je u potpunosti zamijenio drugu vrstu istog roda, crni štakor, koji danas živi u stepskim i pustinjskim područjima. Sivi štakor je veći, agresivniji, bolje pliva, pa je uspio pobijediti. U Rusiji je relativno mali crveni pruski žohar istisnuo većeg crnog žohara samo zato što se mogao bolje prilagoditi specifičnim uvjetima ljudskog stanovanja.
Nakon istraživanja međuspecifično takmičenje u laboratorijskim eksperimentima o zajedničkom održavanju dvije vrste cilijata-cipela sa sličnom prirodom ishrane, naš domaći naučnik G. F. Gauze došao je do zaključka da je dugotrajna koegzistencija vrsta sa bliskim ekološkim zahtjevima nemoguća. Ovaj zaključak se zove pravila o isključenju iz konkurencije.
U prirodi koegzistiraju samo one konkurentske vrste koje su se uspjele barem malo raspršiti ekološki zahtjevi. Da, u Afričke savane kopitari koriste hranu za pašnjake na različite načine: zebre odrežu vrhove trave, gnu jedu biljke određenih vrsta, gazele čupaju samo nižu travu, a topi antilope se hrane visokim stabljikama.
U našoj zemlji insektojedne ptice koje se hrane drvećem zbog toga izbjegavaju međusobnu konkurenciju drugačiji karakter tražiti plijen različitim dijelovima drvo.
Konkurentski odnosi kao faktor životne sredine igraju izuzetno važnu ulogu u formiranju sastava vrsta i regulisanju broja vrsta u zajednici.
Jasno je da se oštra konkurencija može naći samo između vrsta koje zauzimaju slične ekološke niše. U pravilu se radi o srodnim vrstama. Poznato je da organizmi koji vode sličan način života, imaju sličnu građu, žive na različitim mjestima, a ako žive u blizini, koriste različite resurse i aktivni su u različito vrijeme. Čini se da se njihove ekološke niše razilaze u vremenu ili prostoru.
Ekološko odvajanje blisko srodnih vrsta fiksira se tokom evolucije. U srednjoj Evropi, na primjer, postoji pet blisko srodnih vrsta sisa, čija je izolacija jedna od druge posljedica razlika u staništu, ponekad u područjima ishrane i veličini plijena, kao i u malim detaljima. vanjska struktura. Promjene u strukturi organizama koje prate procese divergencije njihovih ekoloških niša omogućavaju nam da kažemo da interspecifična konkurencija je jedan od najvažnijih faktora evolucionih transformacija.
Uloga konkurencije u podjeli staništa može se ilustrovati jednostavnim dijagramom. U prisustvu konkurencije sa blisko povezanim ili ekološki slične vrste područje staništa je svedeno na optimalne granice. Odnosno, vrsta je raspoređena u najpovoljnijim zonama za nju, gdje ima prednosti u odnosu na svoje konkurente. Ako je međuvrsna konkurencija slabo izražena, onda pod utjecajem intraspecifične konkurencije, populacije date vrste proširuju granice svog staništa. Dakle, međuvrsto natjecanje može igrati važnu ulogu u oblikovanju izgleda prirodna zajednica. Stvaranjem i konsolidacijom raznolikosti organizama, pomaže da se poveća otpornost zajednica, više efikasno korišćenje dostupnim resursima.
Interakcije vrsta u sastavu biocenoze karakteriziraju ne samo veze duž linije direktnih trofičkih odnosa, već i brojne indirektne veze koje ujedinjuju vrste istog i različitog trofičkog nivoa.
Konkurencija- ovo je oblik odnosa koji se javlja kada dvije vrste koriste iste resurse(prostor, hrana, sklonište, itd.).
Razlikovati 2 oblika takmičenja:
- direktna konkurencija, u kojoj se razvijaju usmjereni antagonistički odnosi između populacija vrsta u biocenozi, izražene u različite forme ugnjetavanje: tuče, hemijsko suzbijanje takmičara, itd.;
- indirektna konkurencija, izražena u činjenici da jedna od vrsta pogoršava stanišne uslove za postojanje druge vrste.
Konkurencija može biti unutar jedne vrste i između nekoliko vrsta istog roda (ili više rodova):
Intraspecifična konkurencija se javlja između jedinki iste vrste. Ova vrsta nadmetanja suštinski se razlikuje od međuvrsne konkurencije i izražava se uglavnom u teritorijalnom ponašanju životinja koje štite svoja gnijezdilišta i određeno područje u tom području. To su mnoge ptice i ribe. Odnosi pojedinaca u populacijama (unutar vrste) su raznoliki i kontradiktorni. A ako su specifične adaptacije korisne za cijelu populaciju, onda za pojedine pojedince mogu biti štetne i uzrokovati njihovu smrt. S prekomjernim povećanjem broja jedinki, intraspecifična borba se intenzivira. Odnosno, intraspecifična borba je praćena smanjenjem plodnosti i smrću nekih jedinki vrste. Postoji niz prilagodbi koje pomažu pojedincima iste populacije da izbjegnu direktnu konfrontaciju jedni s drugima - možete naići na međusobnu pomoć i saradnju (zajednička ishrana, podizanje i zaštita potomstva);
Interspecifična konkurencija je svaka interakcija između populacija koja negativno utječe na njihov rast i opstanak. Između populacija različitih vrsta uočava se međuvrsna borba. To se odvija vrlo brzo ako su vrsti potrebni slični uslovi i pripadaju istom rodu. Interspecifična borba za postojanje uključuje jednostrano korištenje jedne vrste od strane druge, odnosno odnos "predator-plijen". Oblik borbe za egzistenciju u širem smislu je favorizovanje jedne vrste drugoj bez nanošenja štete sebi (npr. ptice i sisari raznose plodove i sjemenke); uzajamno favoriziranje jedne vrste drugoj bez predrasuda za sebe (na primjer, cvijeće i njihovi oprašivači). Borba nepovoljni uslovi okruženje se posmatra u bilo kom delu opsega, kada spoljni uslovi okruženje se pogoršava: sa dnevnim i sezonskim oscilacijama temperature i vlažnosti. Biotičke interakcije između populacija dvije vrste klasificirane su u:
neutralizam - kada jedna populacija ne utiče na drugu;
konkurencija - suzbijanje obe vrste;
amensalizam - jedna populacija potiskuje drugu, ali sama ne doživljava negativan uticaj;
grabežljivac - jedinke grabežljivaca su veće od jedinki plijena;
komenzalizam – populacija ima koristi od druženja sa drugom populacijom, a ova druga je indiferentna;
proto-saradnja - interakcija je povoljna za obje vrste, ali ne nužno;
uzajamnost - interakcija mora nužno biti povoljna za obje vrste.
Primjer modela međupopulacijskih interakcija je „širenje jedinki „morskog žira“ - balyanusa, koje se naseljavaju na stijenama iznad međuplimne zone, jer ne mogu izdržati sušenje. Manji Chthameclus se, s druge strane, javlja samo iznad ove zone. Iako se njihove larve naseljavaju u zoni naselja, direktna konkurencija balanusa, koji su u stanju da ometaju konkurente sa supstrata, onemogućava njihovu pojavu na ovoj teritoriji. Zauzvrat, balyanuse se mogu zamijeniti dagnjama. Ali ipak, kasnije, kada dagnje zauzmu cijeli prostor, balanusi se počinju taložiti na njihovim školjkama, opet povećavajući njihov broj. U konkurenciji za skloništa za gniježđenje, velika sjenica dominira nad manjom sjenicom, hvatajući kutije za gniježđenje s ulazom veća veličina. Van konkurencije plava sjenica preferira ulaz od 32 mm, a u prisustvu velike sjenice se smjesti u šupljine sa ulazom od 26 mm, neprikladne za takmičara. U šumskim biocenozama konkurencija šumskih miševa i voluharica dovodi do redovitih promjena u biotopskoj distribuciji vrsta. U godinama sa povećanim brojem, šumski miševi naseljavaju različite biotope, ističući voluharice na manje povoljna mjesta.
Glavne vrste međupopulacijskih odnosa ("predator - plijen", uzajamnost, simbioza)
Takmičarski odnosi mogu biti vrlo različiti – od direktne fizičke borbe do mirnog suživota. A u isto vrijeme, ako se dvije vrste sa istim ekološkim potrebama nađu u istoj zajednici, onda će jedan konkurent definitivno istisnuti drugog. Ovo ekološko pravilo se zove "zakon konkurentsko isključenje", formulisano G.F. Gause. Prema rezultatima njegovih eksperimenata, može se reći da među vrstama sa sličnom prirodom ishrane nakon nekog vremena ostaju živi jedinke samo jedne vrste, preživljavajući u borbi za hranu, jer je njena populacija brže rasla i množila se. On je pobjednik takmičenja. pogled, koji u ovom ekološka situacija ima barem male prednosti u odnosu na druge, a samim tim i veću prilagodljivost uvjetima okoline.
Konkurencija je jedan od razloga zašto dvije vrste koje se malo razlikuju po specifičnostima ishrane, ponašanja, načina života itd. rijetko kohabitiraju u istoj zajednici. U ovom slučaju konkurencija je direktnog neprijateljstva. Najžešća konkurencija, sa nepredviđenim posljedicama, nastaje kada čovjek uvede životinjske vrste u zajednice bez obzira na već uspostavljene odnose. Ali često se konkurencija manifestuje indirektno, beznačajne je prirode, jer različite vrste različito percipiraju iste faktore okoline. Što su mogućnosti organizama raznovrsnije, konkurencija će biti manje intenzivna.
Mutualizam(simbioza) - jedna od faza u razvoju zavisnosti dvije populacije jedna od druge, kada dođe do asocijacije između vrlo različitih organizama i najvažniji mutualistički sistemi nastaju između autotrofa i heterotrofa. Klasični primjeri mutualističkih odnosa su anemone i ribe koje žive u vijencu njihovih pipaka; rakovi pustinjaci i morske anemone. Poznati su i drugi primjeri ove vrste odnosa. Dakle, Aspidosifonov crv mlada godina skriva svoje tijelo u maloj, praznoj školjki puževa.
Mutualistički oblici odnosa poznati su i u biljnom svijetu: u korijenskom sistemu viših biljaka uspostavljaju se veze sa gljivama koje stvaraju mikorizu, bakterijama koje fiksiraju dušik. Simbioza s mikoriznim gljivama osigurava biljke minerali, i gljive - šećeri. Slično, bakterije koje fiksiraju dušik, opskrbljujući biljku dušikom, iz nje primaju ugljikohidrate (u obliku šećera). Na osnovu takvih odnosa formira se kompleks adaptacija koji osigurava stabilnost i funkcionalnu efikasnost mutualističkih interakcija.
Bliži i biološki značajni oblici veza nastaju u tzv endosimbioza -kohabitacija, u kojoj se jedna od vrsta nastani unutar tijela druge. Takvi su odnosi viših životinja s bakterijama i protozoama crijevnog trakta.
Mnoge životinje sadrže fotosintetske organizme (uglavnom niže alge) u svojim tkivima. Poznato je naseljavanje zelenih algi u vunu lenjivca, dok alge koriste vunu kao supstrat, a za lenjivca stvaraju zaštitnu boju.
Simbioza mnogih dubokomorske ribe sa usijanim bakterijama. Ovaj oblik mutualizma daje svjetlosnu obojenost koja je toliko važna u mraku stvaranjem svjetlećih organa - fotofora. Tkiva svijetlećih organa obilno su opskrbljena hranjivim tvarima neophodnim za život bakterija.
Predation. Zakoni sistema "predator-plijen".
Predator -je slobodnoživući organizam koji se hrani drugim životinjskim organizmima ili biljna hrana, tj. organizmi jedne populacije služe kao hrana organizmima druge populacije. Predator, u pravilu, prvo uhvati plijen, ubije ga, a zatim ga pojede. Za to ima posebne uređaje.
At žrtve takođe istorijski razvijena zaštitna svojstva u obliku anatomskih, morfoloških, fizioloških, biohemijskih karakteristika, na primjer: izrasline tijela, šiljci, bodlje, školjke, zaštitna boja, otrovne žlezde, sposobnost ukopavanja u zemlju, brzog skrivanja, izgradnje skloništa nepristupačnih grabežljivcima, pribjegavanja signaliziranju opasnosti.
Kao rezultat takvih međuzavisnih adaptacija, izvjesno grupacije organizama kao specijalizovani grabežljivci i specijalizovani plen. Obimna literatura posvećena je analizi i matematičkoj interpretaciji ovih odnosa, počevši od klasični model Volterra-Lotchi (A Lotka, 1925; V. Volterra, 1926, 1931) i njegovim brojnim modifikacijama.
Zakoni sistema "predator - plijen" (V. Volterra):
- zakon periodični ciklus - proces uništavanja plijena od strane grabežljivca često dovodi do periodičnih fluktuacija u veličini populacije obje vrste, ovisno samo o stopi rasta populacija grabežljivca i plijena, te o početnom omjeru njihovog broja;
- zakon očuvanje prosjeka - prosječna veličina populacije za svaku vrstu je konstantna, bez obzira na početni nivo, pod uslovom da su specifične stope porasta populacije, kao i efikasnost grabežljivaca, konstantne;
- zakon kršenja prosjeka - sa sličnim kršenjem populacije grabežljivaca i plijena (na primjer, riba tijekom ribolova proporcionalno njihovom obilju), prosječan broj populacije plijena se povećava, a populacija grabežljivaca smanjuje.
Volterra-Lotka model. Model grabežljivac-plijen se vidi kao prostorna struktura. Strukture se mogu formirati u vremenu i prostoru. Takve strukture se nazivaju "prostorno-vremenski".
Primjer vremenskih struktura je evolucija broja planinskih zečeva i risova, koju karakteriziraju fluktuacije u vremenu. Risovi se hrane zečevima, a zečevi jedu biljnu hranu, koja je dostupna u neograničenim količinama, pa se broj zečeva povećava (povećanje ponude dostupne hrane za risove). Kao rezultat toga, broj grabežljivaca se povećava sve dok ih ne postane značajan broj, a onda se uništavanje zečeva događa vrlo brzo. Kao rezultat toga, broj plijena se smanjuje, rezerve hrane risova ponestaju i, shodno tome, njihov broj se smanjuje. Zatim se opet povećava broj zečeva, odnosno, risovi se počinju brzo razmnožavati i sve se ponavlja iz početka.
Ovaj primjer se u literaturi smatra Lotka-Volterra modelom, koji opisuje ne samo populacijske fluktuacije u ekologiji, već je i model neprigušenih koncentričnih fluktuacija u hemijskim sistemima.
Ograničavajući faktori
Koncept ograničavajućih faktora zasniva se na dva zakona ekologije: zakonu minimuma i zakonu tolerancije.
Zakon minimuma. Sredinom pretprošlog veka, nemački hemičar Y. Liebig(1840), proučavajući uticaj hranljive materije na rast biljaka utvrdili da prinos ne zavisi od onih hranljivih materija koje su potrebne u velikim količinama i koje su prisutne u izobilju (npr. CO 2 i H 2 0), već o onima koje, iako su biljci potrebne u manjim količinama , ali praktički odsutan u tlu ili nepristupačan (na primjer, fosfor, cink, bor). Liebig je ovaj obrazac formulirao na sljedeći način: "Rast biljke ovisi o elementu ishrane koji je prisutan u minimalnoj količini." Ovaj zaključak je kasnije postao poznat kao Liebigov zakon minimuma i proširen je na mnoge druge. faktori životne sredine.
Toplota, svjetlost, voda, kisik i drugi faktori mogu ograničiti ili ograničiti razvoj organizama ako njihova vrijednost odgovara ekološkom minimumu.
Na primjer, tropske ribe "angelfish„umire ako temperatura vode padne ispod 16°C. A razvoj algi u dubokomorskim ekosistemima ograničen je dubinom prodiranja sunčeve svjetlosti: u donjem sloju nema algi.
Liebigov zakon minimuma opšti pogled može se formulisati ovako:rast i razvoj organizama zavise, prije svega, od onih faktora prirodnog okruženja čije se vrijednosti približavaju ekološkom minimumu.
Istraživanja su pokazala da zakon minimuma ima 2 ograničenja koja treba uzeti u obzir u praksi:
- Prvo ograničenje je da je Liebigov zakon samo striktno primjenjiv u uslovima stacionarno stanje sistema.
Na primjer, u određenom vodnom tijelu rast algi je ograničen na vivo nedostatak fosfata. U isto vrijeme, dušikovi spojevi su sadržani u vodi u višku. Ako se otpadna voda s visokim sadržajem mineralnog fosfora ispušta u takav rezervoar, tada rezervoar može "procvjetati". Ovaj proces će napredovati sve dok se jedan od elemenata ne iskoristi do graničnog minimuma. Sada bi mogao biti dušik ako fosfor nastavi da teče. U prijelaznom trenutku (kada je dušika još nedovoljno, ali je fosfora već dovoljno), ne uočava se učinak minimuma, tj. nijedan od ovih elemenata ne utiče na rast algi;
- drugo ograničenje povezano sa interakcija više faktora. Ponekad je tijelo u stanju zamijenite neispravan element drugi, hemijski povezani .
Dakle, na mjestima gdje ima puno stroncijuma, u školjkama mekušaca, može zamijeniti kalcij s nedostatkom potonjeg. Ili, na primjer, potreba za cinkom u nekim biljkama se smanjuje ako rastu u sjeni. Stoga će niska koncentracija cinka manje ograničiti rast biljaka u sjeni nego ja na jakom svjetlu. U tim slučajevima, ograničavajući učinak čak i nedovoljne količine jednog ili drugog elementa se možda neće manifestirati.
Zakon tolerancije(od lat. tolerancije- strpljenje) otkrio je engleski biolog W. Shelford(1913), koji je skrenuo pažnju na činjenicu da ne samo oni faktori okoline čije su vrijednosti minimalne, već i oni koje karakteriziraju ekološki maksimum. Višak topline, svjetlosti, vode, pa čak i hranljivih materija može biti jednako poguban kao i njihov nedostatak. W. Shelford je raspon ekološkog faktora između minimuma i maksimuma nazvao "graničnom tolerancijom".
Granica tolerancijeopisuje amplitudu fluktuacija faktora, čime se osigurava najpotpunija egzistencija populacije.
Kasnije su uspostavljene granice tolerancije za različite faktore okoline za mnoge biljke i životinje. Zakoni J. Liebiga i W. Shelforda pomogli su u razumijevanju mnogih pojava i distribucije organizama u prirodi. Organizmi se ne mogu svuda distribuirati jer populacije imaju određenu granicu tolerancije u odnosu na fluktuacije faktora okoline.
W. Shelfordov zakon tolerancije je formulisan ovako: rast i razvoj organizama ovise prije svega o onim okolišnim faktorima čije se vrijednosti približavaju ekološkom minimumu ili ekološkom maksimumu. Utvrđeno je sljedeće:
Organizmi sa širokim rasponom tolerancije na sve faktore su široko rasprostranjeni u prirodi i često su kosmopolitski (na primjer, mnoge patogene bakterije);
Organizmi mogu imati širok raspon tolerancije za jedan faktor i uski raspon za drugi (na primjer, ljudi su tolerantniji na odsustvo hrane nego na odsustvo vode, tj. granica tolerancije za vodu je uža nego za hranu);
Ako uslovi za jedan od faktora životne sredine postanu suboptimalni, onda se može promeniti i granica tolerancije za druge faktore (na primer, sa nedostatkom azota u tlu, žitaricama je potrebno mnogo više vode);
Prave granice tolerancije uočene u prirodi manje su od potencijala organizma da se prilagodi ovom faktoru. Ovo se objašnjava činjenicom da su u prirodi granice tolerancije u odnosu na fizičkim uslovima sredine mogu biti sužene biološkim odnosima: konkurencija, nedostatak oprašivača, grabežljivaca, itd. Svaka osoba bolje ostvaruje svoj potencijal
mogućnosti u povoljnim uslovima (npr. okupljanja sportista za specijalne treninge pre važnih takmičenja). Potencijalna ekološka plastičnost organizma, definisana u laboratorijskim uslovima, više realizovanih mogućnosti in vivo. Shodno tome, razlikovati potencijal i implementirano ekološke niše;
- granice tolerancije kod rasplodnih jedinki i ima manje potomaka nego kod odraslih, odnosno ženki tokom sezone parenja i njihovo potomstvo je manje otporno od odraslih organizama.
Dakle, geografska rasprostranjenost ptica divljači je češće određena utjecajem klime na jaja i piliće, a ne na odrasle ptice. Brigu o potomstvu i poštovanje majčinstva diktiraju zakoni prirode. Nažalost, ponekad su društvena „dostignuća“ u suprotnosti sa ovim zakonima;
Ekstremne (stresne) vrijednosti jednog od faktora dovode do smanjenja granice tolerancije za druge faktore.
Ako se zagrijana voda baci u rijeku, onda ribe i drugi organizmi troše gotovo svu energiju na suočavanje sa stresom. Nemaju dovoljno energije za dobivanje hrane, zaštitu od grabežljivaca, razmnožavanje, što dovodi do postepenog izumiranja. Psihološki stres može uzrokovati i mnoge somatske (od grč. soma-.tjelesne) bolesti ne samo kod ljudi, već i kod nekih životinja (na primjer, kod pasa). Sa stresnim vrijednostima faktora adaptacija na njega postaje sve teža.
Mnogi organizmi su u stanju da promene toleranciju na pojedinačne faktore ako se uslovi postepeno menjaju. Možete se, na primjer, naviknuti visoke temperature vode u kadi, ako se popnete vruća voda a zatim postepeno dodavati vruće. Ova adaptacija na sporu promjenu faktora je korisna zaštitno svojstvo. Ali to može biti i opasno. Neočekivano, bez signala upozorenja, čak i mala promjena može biti kritična. Dolazim efekat praga. Na primjer, tanka grančica može slomiti već preopterećena leđa kamile.
Ako se vrijednost barem jednog od faktora sredine približi minimumu ili maksimumu, postojanje i razvoj organizma, populacije ili zajednice postaje zavisan od ovog faktora, koji ograničava životnu aktivnost.
Ograničavajući faktor jebilo koji faktor okoline koji se približava ili prelazi ekstremne vrijednosti granica tolerancije. Takvi snažno odstupajući faktori postaju od najveće važnosti u životu organizama i biološki sistemi. Oni su ti koji kontrolišu uslove postojanja.
Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora leži u činjenici da vam omogućava razumijevanje složenih odnosa u ekosistemima. Imajte na umu da svi mogući faktori životne sredine ne regulišu odnos između životne sredine, organizama i ljudi. Prioritet u datom vremenskom periodu su različiti ograničavajući faktori. Upravo na njih treba usmjeriti pažnju u proučavanju ekosistema i upravljanja njima. Na primjer, sadržaj kisika u kopnenim staništima je visok i toliko je dostupan da gotovo nikada ne služi kao ograničavajući faktor (s izuzetkom velike visine, antropogeni sistemi). Kiseonik malo zanima kopnene ekologe. A u vodi je često faktor koji ograničava razvoj živih organizama („ubija“ ribe, na primjer). dakle hidrobiolog mjeri sadržaj kisika u vodi, za razliku od veterinara ili ornitologa, iako kisik nije ništa manje važan za kopnene organizme nego za vodene.
Ograničavajući faktori određuju i geografsko područje vrsta. Dakle, kretanje organizama prema sjeveru je po pravilu ograničeno nedostatkom toplota.
Širenje određenih organizama često je ograničeno i biotic faktori.
Na primjer, smokve donesene sa Mediterana u Kaliforniju nisu tamo dale plodove sve dok nisu pogodili da tamo donesu određenu vrstu osa, jedinog oprašivača ove biljke.
Identifikacija ograničavajućih faktora je veoma važna za mnoge aktivnosti, posebno Poljoprivreda. Ciljanim uticajem na ograničavajuće uslove moguće je brzo i efikasno povećati prinos biljaka i produktivnost životinja.
Dakle, kod uzgoja pšenice na kiselim tlima nikakve agronomske mjere neće imati efekta ako se ne koristi vapnenje, što će smanjiti ograničavajuće djelovanje kiselina. Ili ako uzgajate kukuruz na zemljištu sa vrlo niskim sadržajem fosfora, onda čak i sa dovoljno vode, azota, kalijuma i drugih hranljivih materija, prestaje da raste. Fosfor u ovaj slučaj je ograničavajući faktor. A samo fosfatna đubriva mogu spasiti usjev. Biljke također mogu umrijeti od previše vode ili viška: gnojiva, koji su u ovom slučaju ograničavajući faktori.
Poznavanje ograničavajućih faktora daje ključ za upravljanje ekosistemom. Međutim, u različiti periodiživota organizma iu različitim situacijama različiti faktori djeluju kao ograničavajući faktori. Stoga, samo vješto regulisanje uslova postojanja može dati efektivne rezultate upravljanja.
Slične informacije.
Neutralizam
Neutralizam - organizmi koji žive zajedno na istoj teritoriji ne utiču jedni na druge, pojedinci različitih vrsta nisu direktno povezani jedni s drugima.
Na primjer, vjeverice i elk koji žive u istoj šumi ne kontaktiraju jedni druge.
Hare i jelen , dabar i patka, labud i lokvanj, medvjed i djetlić.
Amensalizam
Amensalizam je vrsta međuvrsnog odnosa u kojem jedna od kohabitirajućih vrsta ugnjetava drugu, ne primajući od toga nikakvu štetu ili korist.
primjer: bilje koje voli svjetlo, raste ispod smreka , pate od jakog zamračenja, a sami ni na koji način ne utiču na drvo.
Odnosi bakterije i gljivice plijesni .
plavo zelene alge , što uzrokuje cvjetanje vode, a time i trovanje riba .
mahovine sphagnum, postupno zakopavajući u njihovu debljinu višegodišnje cveće .
Stanovanje u jazbinama gophers bube može biti izvor distribucije zarazne bolesti među gofovima.
Komensalizam
Komensalizam je odnos u kojem jedan partner ima koristi, a da ne šteti drugom.
Neki daju jasan primjer komenzalizma barnacles pričvršćena za kožu kit . U isto vrijeme dobijaju prednost - brže kretanje, a kit ne uzrokuje gotovo nikakve neugodnosti.
Na primjer, odnosi lavovi i hijene , skupljajući ostatke napola pojedene hrane, možete dati primjer odnosa ajkule sa ljepljivom ribom.
Drugi primjer su životinje čija jazbina služi kao utočište raznim "gostima", na primjer, u jazbinama alpski marmot do 110 vrsta Zhukov .
Odnosi čaplje i bivol .
Simbioza
Simbioza je oblik interakcije između dva ili više različitih organizama, od koje svi partneri imaju koristi, svi imaju koristi.
Najbolji primjer je odnos između rakovi pustinjaci i morske anemone . Anemone se naseljavaju na ljusci, u kojoj rak pustinjak skriva svoj trbuh. Ubodne ćelije pipaka anemona služe kao pouzdana odbrana za oboje. Anemona se hrani ostacima hrane koju aktivno izdvaja rak.
Odnosi mravi i lisne uši , koje oni "krste", primajući zauzvrat slatke produkte izlučivanja.
Odnosi murena i škampi.
Stilt prilagođen da traži hranu u zubima strašnog nilski konji i krokodili.
Veza termiti i flagelarne protozoe koji žive u njihovim crevima.
Na primjer, lampuge napad bakalar, losos, mirisna riba, jesetra i druge velike ribe, pa čak i dalje kitovi . Nakon što se zalijepi za žrtvu, lampuga se hrani sokovima svog tijela nekoliko dana, pa i sedmica. Mnoge ribe umiru od brojnih rana nanesenih njime.
jetrena metilja živi u jetri krave.
Svinjska trakavica u organizmima svinje i čovjek .
uši, buhe, živi u vuni životinje .
GPhytophthora rib štrajkovi paradajz .
Predation
Predacija je vrsta antibioze u kojoj se pripadnici jedne vrste hrane pripadnicima druge vrste.
lav lov za antilopa,
anakonda jedenje miševi ,
biljke, jedenje insekti ,
ris , kojima služe kao hrana zečevi ,
vuk, lov za srndać.
Konkurencija
Konkurencija je vrsta biotičkog odnosa u kojem se organizmi ili vrste takmiče jedni s drugima za potrošnju istih normalno oskudnih resursa.
Wolverine može pokušati oduzeti ris požnjeveni zec.
Ista situacija može nastati u sup i leopard ko je uhvatio plen.
Postoji konkurencija između životinjskih vrsta, ona traje između risovi , jer za njih objekti lova ostaju isti. Postoji konkurencija za teritoriju, na primjer, između jelen .
takmiče jedni s drugima a lisica i vuk zbog hrane.
>> Konkurentske interakcije
1. Koja vrsta borbe se naziva intraspecifičnom?
2. Koja vrsta borbe se naziva interspecies?
3. Koje su karakteristike intra- i interspecifične borbe?
AT opšti smisao riječ "takmičenje" znači sučeljavanje, rivalstvo, nadmetanje. Konkurencija je izuzetno rasprostranjena u priroda.
Kompetitivne interakcije mogu uključivati prostor, hranu, svjetlost, ovisnost o grabežljivcima i drugim neprijateljima, izloženost bolesti i različite okolišne faktore.
Mora se imati na umu da se konkurencija ne može posmatrati jednostavno kao korištenje istih od strane organizama prirodni resurs. O negativnoj interakciji možemo govoriti samo kada ovaj resurs nije dovoljan i kada njegova zajednička potrošnja negativno utiče populacije.
Konkurencija je podijeljena na intraspecifičnu i interspecifičnu.
I intraspecifična i interspecifična konkurencija može biti od velike važnosti u formiranju raznolikosti vrsta i regulaciji brojevi svaki od njih.
Intraspecifično takmičenje. Borba za iste resurse između jedinki iste vrste naziva se intraspecifična konkurencija. Ovo je važan faktor u samoregulaciji populacije.
Kod nekih organizama, pod uticajem unutarvrsnog nadmetanja za prostor, formirao se zanimljiv tip ponašanja. To se zove teritorijalnost.
Teritorijalnost je karakteristična za mnoge vrste ptica, nekih riba i drugih životinja.
Kod ptica se teritorijalni tip ponašanja manifestira na sljedeći način: Na početku sezone parenja mužjak bira stanište (teritorij) i štiti ga od invazije mužjaka iste vrste. Imajte na umu da glasni glasovi mužjaka koje čujemo u proljeće signaliziraju samo vlasništvo nad parcelom koja nam se sviđa, a nikako ne postavljaju sebi zadatak da privučemo ženu, kako se obično vjeruje.
Mužjak koji striktno čuva svoju teritoriju vjerojatnije će se uspješno pariti i izgraditi gnijezdo, dok mužjak koji nije u stanju da sebi osigura teritoriju neće se razmnožavati. Ponekad i ženka učestvuje u zaštiti teritorije. Kao rezultat toga, u zaštićenom području, kompleksan posao brige o gnijezdu i mladunčadi ne remeti prisustvo drugih roditeljskih parova.
Stoga se teritorijalno ponašanje može smatrati ekološkim regulatorom, jer omogućava da se podjednako izbjegnu i prenaseljenost i nedovoljna populacija.
Živopisan primjer intraspecifične konkurencije, koju su svi mogli vidjeti u šumi, je takozvano samorazrjeđivanje u biljke.
Ovaj proces počinje oduzimanjem teritorije. Na primjer, negdje na otvorenom prostoru, nedaleko od velike smreke koja daje puno sjemena, pojavljuje se nekoliko desetina izdanaka - malih božićnih drvca. Prvi zadatak je završen - stanovništvo je poraslo i zauzelo teritoriju koja mu je potrebna da preživi. Dakle, teritorijalnost se kod biljaka izražava drugačije nego kod životinja: mjesto ne zauzima pojedinac, već grupa.
Mlada stabla rastu, usput zasjenjujući i ugnjetavajući zeljaste biljke pod svojim krošnjama (ovo je već međuvrstno nadmetanje). S vremenom se između stabala pojavljuje neizbježna razlika u rastu - neka, slabija, zaostaju, druga prestižu. Budući da je smreka vrsta koja voli svjetlost (njena krošnja upija gotovo svu svjetlost koja pada na nju), slabije božićne jelke počinju doživljavati sve više sjenčanja od viših i postepeno se suše i umiru.
Na kraju, nakon mnogo godina na čistini, od nekoliko desetina jelki ostaju dva ili tri stabla (ili čak jedno) - najjače jedinke iz cijele generacije (Sl. 128).
Velika gustina životinja je faktor ugnjetavanja koji smanjuje reprodukciju čak i uz obilje prehrambenih resursa. Na primjer, kod velikog broja punoglavaca, oni koji brže rastu otpuštaju tvari u vodu koje inhibiraju razvoj onih punoglavaca koji sporije rastu.
Interspecies takmičenje.
Konkurencija između jedinki različitih vrsta izuzetno je rasprostranjena u prirodi i pogađa gotovo svaku vrstu, jer rijetko koja vrsta ne doživi barem mali pritisak organizama drugih vrsta. Međutim, ekologija posmatra međuvrsnu konkurenciju u specifičnom, užem smislu - samo kao međusobno negativne odnose blisko povezanih ili ekološki sličnih vrsta koje žive zajedno.
Oblici ispoljavanja međuvrsnog nadmetanja mogu biti veoma različiti: od žestoke borbe do gotovo mirne koegzistencije. Ali, u pravilu, od dvije vrste sa istim ekološkim potrebama, jedna nužno istiskuje drugu.
Rus je opisao klasičan primjer međuvrsnog natjecanja biolog G, F. Gause eksperimenti. U ovim eksperimentima kulture dvije vrste cilijata-cipela slične prirode ishrane stavljane su odvojeno i zajedno u posude s infuzijom sijena. Svaka vrsta, odvojeno smještena, uspješno se razmnožava, dostižući optimalnu brojnost. Kada su obje kulture stavljene u jednu posudu, broj jedne od vrsta se postepeno smanjivao i ona je nestajala iz infuzije (Sl. 129).
Pravilo izvedeno iz ovih eksperimenata, takozvani Gauseov princip, je da dvije ekološki identične vrste ne mogu koegzistirati. Posebno je žestoka konkurencija između organizama sa sličnim ekološkim potrebama.
Kao rezultat konkurencije u zajednici, koegzistiraju samo one vrste koje su se uspjele barem malo razlikovati u ekološkim zahtjevima. Tako ptice insektojede koje se hrane drvećem izbjegavaju međusobnu konkurenciju zbog različite prirode potrage za plijenom u različitim dijelovima stabla.
Dakle, međuvrsna konkurencija može imati dva ishoda: ili izmještanje jedne od dvije vrste iz zajednice, ili divergenciju obje vrste u ekološkim nišama. Kompetitivni odnosi su jedan od najvažnijih faktora u formiranju sastava vrsta i regulisanju broja populacija u zajednici.
Međuvrsna konkurencija može igrati važnu ulogu u oblikovanju izgleda prirodne zajednice. Stvaranjem i konsolidacijom raznolikosti organizama, konkurencija doprinosi povećanju stabilnosti zajednica i efikasnijem korištenju raspoloživih resursa.
Intraspecifično takmičenje. Interspecies takmičenje.
1. Koje vrste takmičenja poznajete?
2. Šta je teritorijalnost? Kakvu ulogu ona igra u zajednici?
3. Zašto vrste sa sličnim načinom života često mogu živjeti na istoj teritoriji?
4. Kako objasniti dugoročnu koegzistenciju konkurentskih vrsta u prirodi?
5. Koja vrsta takmičenja radi najveća vrijednost u formiranju specijskog sastava prirodnih zajednica?
Posmatrajte u prirodi manifestacije unutarvrsnog i međuvrsnog nadmetanja. Pokušajte objasniti koje su njihove razlike, a koje sličnosti.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologija 10. razred
Poslali čitatelji sa web stranice
