6. Конкуренция как механизм возникновения экологического разнообразия
Не все взаимоотношения между популяциями равноценны в экологическом отношении: одни из них встречаются редко, другие необязательны, третьи, например конкуренция, являются главным механизмом возникновения экологического разнообразия.
Конкуренция (от лат. concurrere — сталкиваться) — взаимодействие, при котором две популяции (или две особи) в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно, т.е. взаимно угнетают друг друга.
Следует отметить, что конкуренция может проявляться и тогда, когда какого — либо ресурса достаточно, но его доступность снижается из — за активного противодействия особей, что приводит к снижению выживаемости конкурирующих особей.
Организмы, которые потенциально могут использовать одни и те же ресурсы, называются конкурентами. Растения и животные конкурируют друг с другом не только за корм, но и за влагу, жизненное пространство, убежища, гнездовья — за все, от чего может зависеть благополучие вида.
Если конкуренты принадлежат к одному виду, то взаимоотношения между ними называют внутривидовой конкуренцией. Конкуренция между особями одного вида является наиболее острой и жесткой в природе, поскольку они имеют одинаковые потребности в экологических факторах. Внутривидовую конкуренцию можно наблюдать в колониях пингвинов, где происходит борьба за жизненное пространство. Каждая особь удерживает свой участок территории и агрессивно настроена по отношению к соседям. Это приводит к четкому разделению территории внутри популяции.
Внутривидовая конкуренция на том или ином этапе существования вида встречается почти всегда, поэтому в процессе эволюции у организмов выработались приспособления, снижающие ее интенсивность. Наиболее важные из них — способность к расселению потомков и охрана границ индивидуального участка (территориальность), когда животное защищает место своего гнездовья или определенный участок. Так, в период размножения птиц самец охраняет определенную территорию, на которую, кроме своей самки, не допускает ни одной особи своего вида. Такую же картину можно наблюдать и у некоторых рыб.
Если конкурирующие особи относятся к разным видам, то это межвидовая конкуренция. Объектом конкуренции может служить любой ресурс, запасы которого в данной среде недостаточны: ограниченная территория распространения, пища, участок для гнезда, элементы питания для растений.
Результатом конкуренции может быть расширение области распространения одного вида за счет сокращения численности или исчезновения другого. В качестве примера можно привести активное расширение с конца XIX в. ареала длиннопалого рака, который постепенно захватил весь Волжский бассейн и добрался до Беларуси и Прибалтики. Здесь он начал вытеснять родственный вид — рака широкопалого.
Конкуренция может носить достаточно острый характер, например, в борьбе за гнездовую территорию. Такой тип называется прямой конкуренцией. В большинстве случаев эти конфликты происходят между особями одного вида. Однако часто конкурентная борьба протекает внешне бескровно. Например, на многих хищных животных, конкурирующих за пищу, другие хищники влияют не прямо, а опосредованно, через уменьшение количества пищи. То же происходит в мире растений, где при конкуренции одни влияют на другие опосредованно, через перехват питательных веществ, солнца или влаги. Этот тип носит название косвенной конкуренции.
Конкуренция является одной из причин того, что два вида, слабо различающихся спецификой питания, поведения, образа жизни и т.д., редко сожительствуют в одном сообществе. Исследования причин и следствий межвидовой конкуренции привели к установлению особых закономерностей в функционировании отдельных популяций. Некоторые такие закономерности возведены в ранг законов.
Исследуя рост и конкурентные взаимоотношения двух видов реснитчатых инфузорий, советский биолог Г.Ф. Гаузе провел ряд экспериментов, результаты которых опубликовал в 1934 г. Инфузории двух видов — Paramecium caudatum и Paramecium aurelia хорошо росли в монокультуре. Пищей им служили бактериальные или дрожжевые клетки, растущие на регулярно добавляемой овсяной муке. Когда Гаузе помещал оба вида в один сосуд, каждый вид сначала быстро увеличивал свою численность, но со временем P. aurelia начинала расти за счет P. caudatum, пока второй вид полностью не исчезал из культуры. Период исчезновения длился около 20 дней.
Таким образом, Г.Ф. Гаузе сформулировал закон (принципы) конкурентного исключения, который гласит: два вида не могут существовать в одном местообитании (в одной и той же местности), если их экологические потребности идентичны. Поэтому любые два вида с идентичными экологическими потребностями обычно разобщены в пространстве или во времени: они живут в разных биотопах, в разных ярусах леса, обитают в одном водоеме на разных глубинах и т.д.
В качестве примера конкурентного исключения можно привести изменение численности плотвы, красноперки и окуня при их совместном проживании в озерах. Плотва со временем вытесняет красноперку и окуня. Исследования показали, что конкуренция сказывается на стадии мальков, когда кормовые спектры молоди перекрываются. В это время мальки плотвы оказываются более конкурентоспособными.
В природе конкурирующие за пищу или пространство виды часто избегают или снижают конкуренцию переселением в другое местообитание с приемлемыми для себя условиями, либо переходом на более труднодоступную или трудноусваиваемую пищу, либо сменой времени (места) добычи корма. Происходит деление животных на дневные и ночные (ястребы и совы, ласточки и летучие мыши, кузнечики и сверчки, различные виды рыб, проявляющие активность в разное время суток); львы охотятся на более крупных животных, а леопарды — на более мелких; для тропических лесов характерно распределение животных и птиц по ярусам.
Примером разделения жизненного пространства может служить раздел сфер питания между двумя видами баклана — большим и длинноносым. Они обитают в одних и тех же водах и гнездятся на одних и тех же обрывах. Наблюдения показали, что длинноносый баклан ловит рыбу, плавающую в верхних слоях воды, тогда как большой баклан добывает пищу в основном у дна, где ловит камбалу и донных беспозвоночных.
Пространственное разделение можно наблюдать и среди растений. Произрастая совместно в одном местообитании, растения простирают свои корневые системы на разную глубину, тем самым, разделяя области поглощения питательных элементов и воды. Глубина проникновения может колебаться от нескольких миллиметров у корнеподстилочных растений (таких как кислица) до десятков метров у крупных деревьев.
Источник
4. Конкуренция — взаимоотношения отрицательного типа
Конкуренция (\(–\) \(–\)) — это любое взаимоотношение между популяциями двух (или более) видов, которое неблагоприятно сказывается на их росте и выживании.
Термин «конкуренция» используется не только в биологии и подразумевает соперничество, соревнование. Конкурентные взаимоотношения очень широко распространены в живой природе. Виды могут конкурировать за место, пищу, свет, возможность размножения и т. д.
один и тот же природный ресурс. Конкурентные отношения возникают только в том случае, когда этот ресурс ограничен и соревнование за него приводит к негативным последствиям для популяции.
Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию. Оба вида конкуренции оказывают значительное влияние на видовой состав популяции и численность особей отдельных видов.
Внутривидовая конкуренция — это соревнование между организмами одного вида за одинаковые жизненные ресурсы.
самоизрежение посадок ели. Первоначальное расстояние между растениями сохраняется лишь в первые годы роста растений. Затем часть деревьев начинает отставать в развитии из-за недостатка света, влаги и минеральных веществ. С возрастом расстояния между деревьями всё более увеличиваются.
Результатом конкуренции за пространство у некоторых видов птиц, рыб и других животных является такой тип поведения, как территориальность . Границы территорий могут быть незаметны для людей, но они хорошо распознаются животными, которые их устанавливают.
рассмотрим территориальность у птиц. Весной самец выбирает участок и старательно оберегает его от других самцов (пение птиц весной — сигнал о праве собственности на занятый участок). У самца, который охраняет свою территорию, больше возможностей найти пару и оставить потомство. Если же самец не способен защитить свой участок, то и размножаться он не сможет. У некоторых видов территорию может охранять и самка.
Территориальное поведение имеет важное значение для поддержания в сообществе определённого уровня численности особей.
Межвидовая конкуренция — взаимно отрицательные отношения совместно проживающих близкородственных или сходных видов.
Конкуренция между видами чрезвычайно широко распространена в природе. Она может проявляться в разных формах: от агрессивной борьбы до спокойного сосуществования.
Принцип Гаузе — из двух совместно обитающих видов, имеющих сходные потребности в ресурсах, один вид обязательно будет вытесняться другим.
Эта закономерность установлена опытным путём и описана русским биологом Г. Ф. Гаузе. Он провёл следующие опыты. Культуры двух видов инфузорий-туфелек выращивали отдельно в разных сосудах с питательной средой и вместе в одном сосуде.
В отдельных сосудах оба вида инфузорий интенсивно размножались, и их численность быстро становилась оптимальной. В общем сосуде наблюдались другие результаты: количество инфузорий одного вида уменьшалось, и вскоре они исчезали из среды, а численность другого вида становилась такой же, какой она была в отдельном сосуде.
два вида не могут сосуществовать в одном пространстве, если для их жизнедеятельности требуются одинаковые ресурсы; наиболее острая конкуренция происходит между организмами с похожими экологическими потребностями.
В одном сообществе конкурирующие виды могут жить вместе только в том случае, если их потребности хотя бы немного различаются.
насекомоядные птицы, которые кормятся на одинаковых деревьях, добывают пищу разными способами и на разных частях дерева: собирают насекомых на листьях, на стволах, выклёвывают из-под коры или из трещин.
Межвидовая конкуренция может привести к двум результатам: один из конкурирующих видов вытесняется из биоценоза; оба вида занимают в сообществе разные экологические ниши.
В результате конкурентных взаимоотношений формируется видовой состав сообщества и регулируется численность отдельных популяций в нём.
Межвидовая конкуренция имеет важное значение в формировании видового состава экосистемы. Благодаря конкурентным взаимоотношениям устойчивость биоценоза возрастает.
Источник