La concurrence sont des exemples de relations concurrentielles dans la nature. compétition intraspécifique
L'un des principaux processus qui forment les espèces et la structure spatiale d'une communauté végétale est concurrence. Essentiellement, il s'agit d'une rivalité qui naît entre des populations ou des plantes individuelles lorsqu'elles interfèrent les unes avec les autres : il n'y a pas assez de lumière, d'humidité, de nutriments, etc. différent.
Concurrence
La compétition se produit lorsque l'interaction entre deux ou plusieurs plantes ou populations ayant des besoins écologiques similaires affecte négativement la croissance, le développement et la survie de chacune d'entre elles. Fondamentalement, cela se produit lorsqu'il y a un manque de toute ressource vitale nécessaire à tous - lumière, humidité, composants nutritionnels.
La concurrence peut être symétrique (les usines concurrentes limitent mutuellement la consommation de ressources à peu près de la même manière) ou asymétrique (limitation mutuelle différente de la consommation de ressources, c'est-à-dire qu'une espèce a une plus grande influence sur l'autre).
Dominant et opprimé
Le résultat des relations concurrentielles est clairement visible dans apparence les plantes ligneuses. Dans toute forêt (mixte, unie ou inéquienne), il existe une différenciation des arbres en termes de croissance et de développement.
- Les spécimens les plus forts et les plus grands et avec une puissante couronne développée - dominateur. Ils ne sont pas nombreux, mais ils diffèrent par la consommation la plus intensive de ressources communes.
- La majeure partie de la forêt est constituée d'arbres moins forts, mais normalement développés, de taille moyenne et aux besoins relativement égaux - indéterminé.
- Parallèlement à cela, il existe des spécimens clairement faibles et en retard de développement - les opprimés.
Avec des relations de compétition prolongées, les organismes opprimés périssent, tandis que les indéterminés deviennent soit dominants, soit opprimés. En sciences forestières, ce phénomène est appelé auto-amincissant. Des interactions similaires peuvent être observées dans une ancienne pessière du même âge. Tous les types de différenciation sont clairement tracés ici - des arbres fortement développés aux arbres faibles et mourants, qui se retrouvent dans des conditions de forte ombrage et meurent après un certain temps par manque de lumière.
Concours d'arbres sur l'exemple d'une forêt d'épicéas
La suppression des rivaux peut se produire en raison de la libération de composés toxiques par les parties souterraines et aériennes, de l'interception mutuelle des nutriments minéraux et de l'humidité du sol par le système racinaire et de la lumière du soleil par l'appareil foliaire, en raison d'interactions mécaniques.
Frère à frère
La compétition est notée comme entre les plantes de la même espèce (lutte intraspécifique) , ainsi qu'entre particuliers différents types (interspécifique).
- Au sein d'une même espèce, les plantes sont similaires et exercent des exigences similaires sur l'environnement. Dans ce cas, le résultat de la compétition intraspécifique dépendra des caractéristiques physiologiques et de l'hérédité individuelle de chaque organisme individuel, ainsi que de l'inégalité des conditions de développement individuelles, en particulier des conditions du microenvironnement qui entourera une plante particulière (microdépressions et microélévations de relief, excès ou manque d'humidité, protection contre le gel) et l'ensoleillement, etc.).
- Par exemple, au sein d'une même espèce ou race, les propriétés héréditaires des graines peuvent varier considérablement. Ainsi, les semis de chêne poussant à partir de glands matures plus gros, ceteris paribus, poussent plus vigoureusement et dépassent rapidement les frères concurrents plus faibles. C'est-à-dire que même de petites différences initiales entre les individus de la même espèce seront d'une importance décisive pour leur développement ultérieur.
Propre et autres
Compétition beaucoup plus complexe et diversifiée dans les phytocénoses forestières mixtes, constituées de plusieurs espèces et essences d'arbres, de nombreux arbustes, graminées, mousses, lichens. Dans ce cas, l'antagonisme entre les plantes est souvent si fort qu'il conduit à l'oppression d'une partie importante des espèces et à leur extinction.
Dans le même temps, le résultat des relations compétitives interspécifiques est déterminé non seulement par les conditions environnement, mais aussi les caractéristiques spécifiques des organismes, leur capacité d'adaptation. Même les espèces proches, avec une similitude générale des exigences pour les conditions de croissance, diffèrent toujours les unes des autres d'une manière ou d'une autre. Avec un développement plus intensif de l'un d'entre eux, une quantité croissante des ressources nécessaires est captée et un voisin moins compétitif est progressivement évincé.
Ainsi, par exemple, pour les cultures mixtes mélèze-épicéa contemporaines, l'épicéa meurt pendant les périodes sèches. En raison du système racinaire plus profond, le mélèze pouvait utiliser l'humidité des horizons du sol plus profonds, qui étaient inaccessibles au système racinaire de l'épinette.
Souvent, le résultat de la compétition entre différentes espèces dépend de leur rapport numérique. Ainsi, avec la prédominance des bouleaux dans les jeunes peuplements de pins et de bouleaux, le pin meurt progressivement et la prédominance des pins entraîne un retard dans la croissance et le développement des jeunes bouleaux. Dans les chênaies, avec une augmentation de la proportion d'apport de cendres (plus de 30%), on note un affaiblissement de la croissance des essences principales. La cendre a une capacité de transpiration plus élevée, ce qui entraîne un assèchement plus intensif du sol et une aggravation des conditions de développement des articulations.
Dans les phytocénoses forestières, la concurrence entre des unités structurelles entières est clairement visible - différents niveaux de végétation forestière. Plus la canopée des arbres est dense, plus les couches subordonnées sous-jacentes sont faibles et plus les plantes individuelles qui les forment sont déprimées.
Paradoxalement, mais quoi de meilleures conditions existence dans une phytocénose, plus la lutte pour la vie est intense et plus la concurrence est vive. Ce schéma est confirmé par les données des forestiers. Dans un environnement confortable, les plantes ligneuses poussent plus vite, les processus de fermeture de la couronne, d'isolement et de mort des spécimens opprimés commencent plus tôt. En conséquence, il reste un plus grand pourcentage de spécimens morts par unité de surface et un plus petit nombre d'arbres matures, mais en même temps, chaque organisme individuel sera mieux développé et occupera une plus grande surface.
Les relations défavorables entre les plantes se refléteront dans leur apparence extérieure et leur viabilité (la taille, la couleur des feuilles, le degré de feuillage et la décoration changent radicalement), ce qui peut entraîner la destruction du groupement prévu.
Comment battre l'ennemi
Les plantes concurrentes peuvent s'influencer activement les unes les autres. La suppression des rivaux peut se produire en raison de la libération de composés toxiques par les parties souterraines et aériennes, de l'interception mutuelle des nutriments minéraux et de l'humidité du sol par le système racinaire et de la lumière du soleil par l'appareil foliaire, en raison d'interactions mécaniques.
L'éclairage jouant un rôle important dans la vie des organismes végétaux, concours de lumière- l'un des plus nets et des plus prononcés. Avec divers degrés de transmission de la lumière, les arbres qui fournissent un ombrage plus fort commencent progressivement à dépasser et à submerger les concurrents. Le manque de lumière peut entraîner la chute des branches et des feuilles, un ralentissement de la croissance et du développement, et finalement la mort des plantes. Des relations similaires sont observées dans la nature entre les races tolérantes à l'ombre et celles qui aiment la lumière. Ainsi, des espèces de conifères sombres (épicéa, pin, cèdre) à cimes denses finissent par remplacer le bouleau à croissance rapide mais photophile.
Compétition des arbres : déplacement des photophiles
Les interactions mécaniques sont caractéristiques de la croissance articulaire épaissie des arbres et se manifestent sous la forme de dommages mécaniques aux bourgeons et aux feuilles, ainsi que sous la forme de plaies et de côtés secs formés en raison du frottement mutuel des troncs et des branches. Chez les races à branches flexibles (bouleau, tremble, aulne), il est courant fouetter- lorsqu'elles sont balancées par le vent, leurs branches causent de forts coups aux cimes de leurs voisins, à la suite de quoi elles s'éclaircissent sensiblement. Dans le même temps, les jeunes conifères sont particulièrement touchés, dans lesquels les aiguilles, les bourgeons apicaux sont renversés, la croissance ralentit, des sommets doubles ou triples se forment.
Un exemple de fort concurrence racine peut être observé dans la pinède des tourbières, où la situation est aggravée par l'extrême pauvreté du sol de la tourbière surélevée en éléments nutritifs. Dans ces conditions, un peuplement forestier clairsemé se forme, dans lequel systèmes racinaires les arbres adjacents se chevauchent plusieurs fois, formant un réseau dense.
Concours d'arbres : racines de pin des marais
Pour vivre en paix et en harmonie
Lors de la création de plantations artificielles, le principe d'atténuation de la gravité de la concurrence entre les organismes végétaux est utilisé.
Le problème de la combinaison de l'incompatible peut être résolu en sélectionnant les conditions appropriées et en faisant preuve de prudence.
- Lors du choix des plantes à planter, les caractéristiques biologiques de la croissance, du développement et de l'adaptabilité de leurs espèces, races et formes sont prises en compte.
- Vous devez également faire attention à leur hauteur, leur profondeur de pénétration et la forme du système racinaire, le moment optimal de la végétation, la floraison et la fructification, l'utilisation inégale des ressources de l'habitat par les plantes.
Sinon, des relations défavorables entre les plantes se refléteront dans leur apparence extérieure et leur viabilité (la taille, la couleur des feuilles, le degré de feuillage et la décoration changent radicalement), ce qui peut entraîner la destruction du groupement prévu.
- Dans les plantations mixtes, il est bon de combiner des races aimant la lumière et tolérantes à l'ombre, des espèces à systèmes racinaires superficiels et profonds, avec différentes périodes d'intensification de l'absorption des nutriments, exigeantes sur la composition du sol et sans prétention.
- Pour réduire l'influence négative mutuelle entre les espèces d'arbres ayant des relations de concurrence prononcées, des espèces ou des arbustes neutres d'accompagnement appropriés peuvent être plantés comme une sorte de tampon.
- L'utilisation de semis suffisamment matures lors de la plantation peut réduire considérablement la concurrence entre eux au stade initial de développement et éviter des pertes importantes.
- Un rôle important dans la formation des plantations d'arbres est joué par le choix de la densité de plantation optimale et de la nature de l'emplacement des arbres, en tenant compte non seulement de leurs qualités décoratives, mais également des caractéristiques de transformation des espèces individuelles au fil du temps.
- Il est utile de prêter attention à l'origine du matériel de plantation - graine ou végétatif. Au cours des premières années de vie, les arbres d'origine végétative (pousses racinaires, taillis) poussent plus rapidement, pendant cette période, ils rivalisent avec succès avec les semis qui, s'ils ne sont pas traités, peuvent tomber de la composition. À l'avenir, après avoir atteint les niveaux supérieurs, les arbres semenciers deviendront biologiquement plus stables.
En général, le sujet de la compatibilité des plantes entre elles et la recherche des combinaisons les plus harmonieuses est très vaste, car la nature de la relation des organismes végétaux est très complexe, peut se manifester sous diverses formes et varie en fonction de l'âge de organismes végétaux, sur les changements des conditions climatiques et pédologiques.
Il est possible de ne citer que quelques exemples spécifiques bien connus du voisinage indésirable de diverses races et espèces.
Paradoxalement, plus les conditions d'existence dans une phytocénose sont bonnes, plus la compétition est intense.
Quartier indésirable
Ne créez pas de paliers mixtes bouleaux et quelques conifères. Le bouleau pousse généralement plus vite conifères et les fait taire. Les déchets de bouleau peuvent avoir Influence négative sur l'intensité des processus enzymatiques chez le pin et le mélèze. De plus, le bouleau a un système racinaire puissant, consomme beaucoup d'eau et prive toutes les plantes voisines à cet égard. Un effet similaire peut également être érables. Sous eux, il est préférable de planter des plantes qui aiment l'ombre et sans prétention.
a mangé ils sont capables d'acidifier fortement le sol, de sorte que seuls les amateurs de sols acides peuvent s'entendre avec eux. Parmi eux se trouvent des fougères, des hortensias, des callas, des bégonias.
"Empoisonner" le sol, c'est-à-dire provoquer ce que l'on appelle la fatigue du sol, les feuilles en décomposition châtaigneun, noyer. Cela est dû au fait que les feuilles de ces plantes contiennent des composés phénoliques, qui commencent à être libérés au cours du processus de décomposition.
Une plante agressive est argousier, obstruant l'espace qui l'entoure avec sa croissance.
Croissance intensive peuplier est capable de dépasser et de supprimer rapidement les bouleaux, les ormes, les frênes, les érables qui aiment la lumière, qui se développent mal et prennent une forme laide ou incurvée.
Selon les conditions de croissance, affecte négativement la croissance des espèces d'arbres caragana en forme d'arbre. Sur les sols secs, son système racinaire est situé dans les couches supérieures du sol et, lorsqu'il est planté avec du chêne, du pin, du frêne, déplace leurs racines dans les couches inférieures moins fertiles.
Sous certaines conditions chêne peut se noyer cendre, érable, acacia blanc, Bouleau, orme.
Parmi les tilleuls et les érables ne doit pas être planté rhododendrons, puisque ces arbres ont un système racinaire superficiel qui entrelace rapidement les racines des rhododendrons et intercepte l'humidité. De plus, leurs cimes étalées retardent les précipitations.
Des plantes ( hêtre, gaffe, beaucoup de conifères) ont une activité allélopathique très élevée (du grec. allelon- "mutuellement" et pathétique- "souffrance"), elles forment donc rarement des plantations monospécifiques. Ils ont l'oppression de leur propre sous-bois en raison de l'accumulation substances toxiques, provoquant le déplacement de l'espèce.
De nombreux herbes (certains plus rapides, d'autres plus lents), en poussant, ils noient les plantes voisines, herbacées et arborescentes, en particulier les variétés rampantes de genévriers. Tout d'abord, cela s'applique aux herbes à longs rhizomes ou à celles qui forment de nombreux rejetons racinaires, car il est très difficile de faire face à leur expansion.
Supprime la croissance d'autres plantes épine-vinette. Cet arbuste, comme acacia blanc, marron d'Inde, sapin, viorne, une rose, lilas, églantier et simulacre d'orange, inhibe activement la croissance d'autres plantes et appartient au groupe des monoplantes.
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>> Interactions concurrentielles
1. Quel type de lutte s'appelle intraspécifique ?
2. Quel genre de lutte s'appelle inter-espèces ?
3. Quelles sont les caractéristiques des luttes intra- et interspécifiques ?
Dans un sens général, le mot "concurrence" signifie affrontement, rivalité, concurrence. La concurrence est extrêmement répandue dans la nature.
Les interactions compétitives peuvent impliquer l'espace, la nourriture, la lumière, la dépendance à l'égard des prédateurs et d'autres ennemis, l'exposition aux maladies et divers facteurs environnementaux.
Il faut garder à l'esprit que la concurrence ne peut être considérée simplement comme l'utilisation par des organismes d'un même ressource naturelle. On ne peut parler d'interaction négative que lorsque cette ressource n'est pas suffisante et que sa consommation conjointe nuit à populations.
La compétition est divisée en intraspécifique et interspécifique.
La compétition intraspécifique et interspécifique peut être d'une grande importance dans la formation de la diversité et de la régulation des espèces Nombres chacun d'eux.
compétition intraspécifique. La lutte pour les mêmes ressources entre individus d'une même espèce est appelée compétition intraspécifique. C'est un facteur important d'autorégulation des populations.
Chez certains organismes, sous l'influence de la compétition intraspécifique pour l'espace, un type de comportement intéressant s'est formé. C'est ce qu'on appelle la territorialité.
La territorialité est caractéristique de nombreuses espèces d'oiseaux, de certains poissons et d'autres animaux.
Chez les oiseaux, le comportement de type territorial se manifeste comme suit : Au début de la saison de reproduction, le mâle choisit un habitat (territoire) et le protège de l'invasion des mâles de la même espèce. Notez que les voix fortes des mâles que nous entendons au printemps ne signalent que la propriété de la parcelle que nous aimons et ne nous fixons pas du tout la tâche d'attirer une femelle, comme on le croit généralement.
Un mâle qui garde strictement son territoire est plus susceptible de réussir à s'accoupler et à construire un nid, tandis qu'un mâle qui est incapable de sécuriser un territoire pour lui-même ne se reproduira pas. Parfois la femelle participe aussi à la protection du territoire. Ainsi, dans une aire protégée, la tâche complexe de s'occuper du nid et des juvéniles n'est pas perturbée par la présence d'autres couples parentaux.
Ainsi, le comportement territorial peut être considéré comme un régulateur écologique, puisqu'il permet d'éviter à la fois la surpopulation et la sous-population.
Un exemple frappant de compétition intraspécifique, que tout le monde pourrait voir dans la forêt, est ce que l'on appelle l'auto-éclaircie dans végétaux.
Ce processus commence par la saisie du territoire. Par exemple, quelque part dans une zone dégagée, non loin d'une grande épinette qui donne beaucoup de graines, plusieurs dizaines de pousses apparaissent - de petits sapins de Noël. La première tâche est terminée - la population a augmenté et capturé le territoire dont elle a besoin pour survivre. Ainsi, la territorialité chez les végétaux s'exprime différemment que chez les animaux : le site n'est pas occupé par un individu, mais par un groupe.
De jeunes arbres poussent, ombrageant et opprimant les plantes herbacées sous leurs cimes (c'est déjà une compétition interspécifique). Au fil du temps, une différence de croissance inévitable apparaît entre les arbres - certains, plus faibles, sont à la traîne, d'autres dépassent. Étant donné que l'épicéa est une espèce qui aime beaucoup la lumière (sa cime absorbe presque toute la lumière qui tombe dessus), les sapins de Noël les plus faibles commencent à subir de plus en plus d'ombrage des plus hauts et se dessèchent et meurent progressivement.
Au final, après de nombreuses années dans une clairière, de plusieurs dizaines de sapins, il reste deux ou trois arbres (voire un) - les individus les plus forts de toute la génération (Fig. 128).
La forte densité d'animaux est un facteur d'oppression qui réduit la reproduction même avec une abondance de ressources alimentaires. Par exemple, avec un grand nombre de têtards, ceux qui poussent plus vite libèrent dans l'eau des substances qui inhibent le développement des têtards qui poussent plus lentement.
Compétition interspécifique.
La compétition entre individus d'espèces différentes est extrêmement répandue dans la nature et touche presque toutes les espèces, car il est rare qu'une espèce ne subisse pas au moins une petite pression de la part d'organismes d'autres espèces. Cependant, l'écologie considère la compétition interspécifique dans un sens spécifique et étroit - uniquement en tant que relations mutuellement négatives d'espèces étroitement apparentées ou écologiquement similaires vivant ensemble.
Les formes de manifestation de la compétition interspécifique peuvent être très différentes : de la lutte acharnée à la coexistence presque pacifique. Mais, en règle générale, de deux espèces ayant les mêmes besoins écologiques, l'une déplace nécessairement l'autre.
Un exemple classique de compétition interspécifique est décrit par le russe biologiste Expériences G, F. Gause. Dans ces expériences, les cultures de deux types de ciliés-chaussures de nature nutritionnelle similaire ont été placées séparément et ensemble dans des récipients avec infusion de foin. Chaque espèce, placée séparément, s'est multipliée avec succès, atteignant l'abondance optimale. Lorsque les deux cultures ont été placées dans un récipient, le nombre d'une des espèces a progressivement diminué et il a disparu de l'infusion (Fig. 129).
La règle déduite de ces expériences, appelée principe de Gause, est que deux espèces écologiquement identiques ne peuvent pas coexister. La concurrence est particulièrement féroce entre les organismes ayant des besoins écologiques similaires.
En raison de la concurrence au sein de la communauté, seules coexistent les espèces qui ont réussi à différer au moins légèrement dans les exigences écologiques. Ainsi, les oiseaux insectivores qui se nourrissent d'arbres évitent la concurrence entre eux en raison de caractère différent chercher des proies sur différentes parties de l'arbre.
Ainsi, la compétition interspécifique peut avoir deux issues : soit le déplacement d'une des deux espèces de la communauté, soit la divergence des deux espèces dans des niches écologiques. Les relations compétitives sont l'un des facteurs les plus importants dans la formation de la composition des espèces et la régulation du nombre de populations dans une communauté.
La compétition interspécifique peut jouer un rôle important dans la formation de l'apparence d'une communauté naturelle. En générant et en consolidant la diversité des organismes, la compétition contribue à une augmentation de la stabilité des communautés et à une utilisation plus efficace des ressources disponibles.
Compétition intraspécifique. Compétition interspécifique.
1. Quels types de compétition connaissez-vous ?
2. Qu'est-ce que la territorialité ? Quel rôle joue-t-elle dans la communauté ?
3. Pourquoi des espèces au mode de vie similaire peuvent-elles souvent vivre sur le même territoire ?
4. Comment expliquer la coexistence à long terme d'espèces concurrentes dans la nature ?
5. Quel type de compétition est le plus important pour façonner la composition spécifique des communautés naturelles ?
Observez dans la nature les manifestations de la compétition intraspécifique et interspécifique. Essayez d'expliquer quelles sont leurs différences et quelles sont leurs similitudes.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie 10e année
Soumis par les lecteurs du site Web
Concurrence- un type de relations interspécifiques et intraspécifiques, dans lesquelles une population ou des individus en lutte pour la nourriture, le lieu de résidence et d'autres conditions nécessaires à la vie s'affectent négativement. Répartir la concurrence intraspécifique, interspécifique, directe et indirecte.
compétition intraspécifique
La compétition intraspécifique est une compétition entre individus d'une même espèce pour des ressources vitales. La compétition entre individus d'une même espèce peut réduire la survie et la fertilité des animaux, elle est d'autant plus forte que la densité est grande. Les individus concurrents ne sont pas équivalents car ils ont un génotype différent. Cette interaction est asymétrique.
Exemples de compétition: ombrage mutuel des plantes, lutte pour une femelle, lutte pour le territoire chez les animaux territoriaux.
Compétition interspécifique
L'évolution de chaque population individuelle se faisait en interaction avec d'autres populations avec lesquelles elles formaient certains groupements. Les groupements monospécifiques ne peuvent exister que dans un isolement parfait du monde extérieur et peut-être pas pour longtemps. Le potentiel de vie des espèces qui ont survécu jusqu'à ce jour s'est formé au cours d'une longue lutte interspécifique pour l'existence. Les relations compétitives sont l'un des mécanismes les plus importants pour réguler la composition spécifique de chaque groupe, la distribution spatiale des espèces et leur nombre. Les scientifiques américains E. Pianka (1981), A. Lotka (1922) et W. Volterra (1926, 1931) ont été les premiers à développer une base théorique relativement solide, quoique très simplifiée, pour l'étude de la concurrence. animaux, qui sont d'une grande importance pour l'étude de la concurrence. Premièrement, seul un petit nombre de plantes ont une période de génération inférieure à un an, de sorte que dans de nombreux cas, les écologistes des plantes ne sont pas en mesure de mener les longues expériences qui ont démontré l'exclusion compétitive. Deuxièmement, la croissance et la survie des plantes sont fortement influencées par les diverses conditions dans lesquelles elles vivent. Par exemple, dans des conditions de forte densité de population, la croissance des plantes ralentit et elles n'atteignent pas leur plein développement, bien qu'elles puissent produire des graines. En revanche, les populations animales réagissent généralement au surpeuplement par une mortalité accrue et un retard de croissance. relations concurrentielles trois modèles d'essai peuvent servir, qui décrivent : 1) la compétition imparfaite, lorsque la compétition interspécifique est un facteur limitant, mais ne conduit pas à l'élimination complète (élimination) de l'un des concurrents de l'arène de l'interaction ; 2) la compétition parfaite, décrite par les modèles Gause et Lotka-Volterra, lorsqu'une espèce est progressivement élevée dans le processus de compétition pour une ressource commune ; 3) compétition superparfaite, lorsque l'effet de suppression est très fort et se manifeste immédiatement, par exemple, lorsque les antibiotiques sont isolés (allélopathie). La prédation peut également être un exemple clair d'une telle concurrence "super forte".
Pour une meilleure compréhension de la compétition interspécifique, il convient de s'attarder sur des concepts tels que la coexistence et l'exclusion compétitive, la substitution écologique des espèces, la compression et la libération écologiques, la coexistence et la distribution des ressources et la divergence évolutive.
La coexistence et l'exclusion compétitive est l'un des phénomènes écologiques les plus intéressants et les moins étudiés. Leur étude sur le terrain et en laboratoire donne des données opposées sur la nature. En observant la vie du monde végétal et animal, nous devenons souvent témoins de la façon dont les espèces coexistent, et non comment elles se battent pour l'existence. Sur les lacs Shatsky, en Volhynie, plusieurs espèces de canards, d'oies sauvages et de cygnes qui se nourrissent de poissons nagent à proximité avec leurs couvées. Dans Grabova Buchyna frais sur Roztochya près de Lviv, 19 espèces d'arbres, 24 arbustes et arbustes nains, 72 vivent côte à côte, coexistant. plantes médicinales. En fait, c'est loin d'être le cas : la lutte concurrentielle pour l'utilisation des ressources, et donc pour l'existence, se poursuit en permanence, mais dans la nature elle n'est pas aussi perceptible qu'en laboratoire.
G.F. Gause a été le premier à réussir en laboratoire à créer les conditions de la coexistence de deux espèces similaires, mais en utilisant le même milieu nutritif.Plus tard, G.F. Gause a fait des études similaires avec le tribolium de la farine (Tribolium). Ces petits coléoptères n'appartiennent qu'à eux cycle de la vie ils peuvent se retrouver dans un pot de farine, qui leur sert à la fois d'habitat et de nourriture pour les larves et les adultes. Lorsque deux types différents de Khrouchtchik ont été placés dans cet environnement homogène, il s'est avéré que l'un d'eux a gagné et s'est développé avec succès, déplaçant l'autre. Les résultats d'expériences en laboratoire sur la concurrence ont conduit à formuler le principe d'exclusion compétitive, également appelé loi de Gause : deux espèces ne peuvent coexister si elles dépendent d'un même environnement limitant. Nous soulignons - un environnement limitant, puisque seules les ressources qui limitent la croissance d'une population peuvent créer la base de la concurrence.La concurrence est associée à une interaction spécifique entre les espèces, qui se manifeste rarement lorsque chacune d'elles est observée séparément. Un exemple de ce phénomène est la croissance conjointe et séparée de deux types de chêne - ordinaire (Quercus robur) et rocheux (Q.petraea). Dans les types frais, ces deux essences se côtoient, dans les types secs, notamment à soubassement caillouteux, le chêne commun est remplacé par le chêne sessile. Le relâchement écologique et la compression écologique sont des phénomènes opposés dans leur contenu. La libération écologique consiste à éliminer un concurrent et ainsi obtenir des ressources supplémentaires. De nombreux exemples de libération écologique ont été obtenus par des forestiers qui ont étudié l'effet de l'éclaircie sur la formation de bois de qualité. En supprimant les individus en retard de croissance, ainsi que les espèces "indésirables", nous créons des conditions favorables (éclairage, humidité, apport minéral) aux espèces "désirées".
La compression environnementale est due à l'introduction d'un concurrent. Les phénomènes de compression écologique sont souvent observés sur des îles éloignées du continent avec leur composition limitée en espèces végétales et animales. Lorsque des espèces qui ont été déplacées du continent arrivent ici, elles s'adaptent rapidement aux nouvelles conditions de croissance avec peu de diversité de concurrents et se propagent rapidement (lapins et cactus en Australie). Coexistence et répartition des ressources. Dans les versions précédentes, la compétition était considérée comme l'exclusion et le succès, l'élimination et la survie, la dignité et la suppression. Ces termes décrivent les processus qui ont été observés dans les groupements dans le passé, alors que la coexistence est l'état que nous avons aujourd'hui. Depuis des décennies, les écologistes étudient les conditions nécessaires à la coexistence des espèces. L'analyse mathématique de la compétition interspécifique indique que si cette espèce limite sa taille à la population d'une autre espèce, et inversement, alors la coexistence entre ces deux espèces est possible. Ces conditions sont remplies si chaque espèce utilise une ressource légèrement différente de l'autre. Les espèces sont connues pour éviter les chevauchements écologiques en répartissant les ressources disponibles entre elles en fonction de leur taille et de leur forme, de leur composition chimique, de leur lieu de présence et de leur saisonnalité. Comme vous pouvez le voir, le résultat de la compétition dépend en grande partie de la façon dont les espèces concurrentes utilisent (avec succès ou sans succès) un environnement extrêmement hétérogène, composé principalement de zones séparées ("spots") avec des conditions favorables et défavorables. La résistance aux conditions défavorables permet à certaines espèces de trouver de la nourriture au moment où d'autres meurent. Les espèces concurrentes, en règle générale, ne se trouvent pas dans le même habitat et partagent non seulement les ressources alimentaires, mais aussi l'espace. Par exemple, chacune des cinq espèces de parulines américaines (Dendroica), qui nichent dans l'État américain du Maine, se nourrit de différentes parties des arbres et se caractérise par certaines différences dans la recherche d'insectes parmi les branches et les feuilles.L'écologiste anglais D. Lek (1971) ont décrit la coexistence de cinq espèces de mésanges dans forêts de feuillus près d'Oxford et ont conclu que pendant la majeure partie de l'année, ils sont séparés en raison de la séparation de leurs zones d'alimentation, de l'abolition de la taille des insectes et de la force des graines dont ils se nourrissent. L'isolement écologique est associé à la différence de masse des mésanges, de taille et de forme du bec. Malgré les similitudes des mésanges (Figure 4.30), chaque espèce utilise différemment ses ressources alimentaires. La mésange charbonnière se nourrit principalement au sol, mangeant des insectes de plus de 6 mm de long, des noisettes, des glands, des graines de blé et des hêtres. La mésange des marais reste plus haute que la mésange charbonnière, mais plus basse que la mésange bleue, se nourrissant dans la brousse, dans les étages inférieurs des arbres et sur l'herbe avec des insectes de 3-4 mm de taille, des graines de bardane, d'airelles, de chèvrefeuille et d'oxalis . La petite mésange pigeon agitée se nourrit principalement dans les cimes des chênes, car sa petite masse et sa dextérité lui permettent de rester sur les petites brindilles et les feuilles. Son régime alimentaire comprend des insectes dont la taille ne dépasse généralement pas 2 mm. Elle les sort de sous l'écorce. En règle générale, la colombe mésange ne se nourrit PAS de graines (à l'exception du bouleau). Moskovka, contrairement à la mésange bleue, garde le plus souvent de grosses branches de chêne ou d'épicéa qui s'étendent du tronc. Il se nourrit principalement d'insectes de moins de 2 mm de long. Et enfin, la mésange à tête brune, qui ressemble beaucoup à la mésange des marais, se nourrit de la berge, du sureau et du couvert herbacé ; contrairement à la mésange des marais, elle n'est pratiquement pas présente sur les chênes, elle mange très peu de graines. M. Bigon, J. Harper et K. Townsend (1991) présentent trois explications possibles à une telle coexistence in vivo.La première est basée sur la soi-disant "concurrence actuelle" (current competition). Par exemple, les mésanges sont des espèces concurrentes. leur coexistence est une conséquence de la résolution des niches écologiques. Cependant, en l'absence de concurrent, ils peuvent élargir leurs niches, c'est-à-dire maîtriser des niches fondamentales. Deuxièmement, il est entraîné par l'évolution par le départ de la concurrence, que Connell (1980) a appelé « le fantôme du passé concurrentiel ». Les cinq espèces de mésanges mentionnées ci-dessus, dont la maison était les forêts près d'Oxford, se sont longtemps "habituées" les unes aux autres, et leur concurrence est restée dans le passé évolutif lointain. leurs niches écologiques fondamentales se chevauchent depuis longtemps. La troisième explication peut être justifiée par la même situation avec les seins. Au cours de leur évolution, ces types de mésanges ont réagi différemment et indépendamment à la sélection naturelle, puisqu'il s'agit d'espèces différentes qui ont des caractéristiques différentes. Cependant, ils ne sont pas actuellement en compétition et ne l'ont jamais été dans le passé parce qu'ils se sont avérés différents. Il ne fait aucun doute que ces trois explications, prises ensemble ou séparément, ne peuvent interpréter sans équivoque aucun des exemples de coexistence d'espèces donnés. L'écologiste doit faire beaucoup de calculs analytiques pour établir laquelle des trois explications pourrait être probable pour une situation particulière.
Les interactions des espèces dans la composition de la biocénose se caractérisent non seulement par des liens selon la ligne des relations trophiques directes, mais aussi par de nombreux liens indirects unissant des espèces de même niveau trophique ou de niveaux trophiques différents.
Concurrence- c'est forme de relation qui se produit lorsque deux espèces utilisent les mêmes ressources(espace, nourriture, abri, etc.).
Distinguer 2 formes de compétition:
- compétition directe, dans laquelle des relations antagonistes dirigées se développent entre les populations d'espèces dans la biocénose, exprimées en différentes formes oppression : bagarres, suppression chimique d'un concurrent, etc. ;
- concurrence indirecte, exprimée dans le fait que l'une des espèces aggrave les conditions d'habitat pour l'existence d'une autre espèce.
La compétition peut être à la fois intra-espèce et entre plusieurs espèces d'un même genre (ou plusieurs genres) :
La compétition intraspécifique se produit entre les individus d'une même espèce. Ce type de compétition est fondamentalement différent de la compétition interspécifique et s'exprime principalement dans le comportement territorial des animaux qui protègent leurs sites de nidification et une certaine zone dans la zone. Ce sont de nombreux oiseaux et poissons. Les relations des individus dans les populations (au sein d'une espèce) sont diverses et contradictoires. Et si des adaptations spécifiques sont utiles pour l'ensemble de la population, alors pour des individus individuels, elles peuvent être nocives et entraîner leur mort. Avec une augmentation excessive du nombre d'individus, la lutte intraspécifique s'intensifie. C'est-à-dire que la lutte intraspécifique s'accompagne d'une diminution de la fertilité et de la mort de certains individus de l'espèce. Il existe un certain nombre d'adaptations qui aident les individus d'une même population à éviter une confrontation directe les uns avec les autres - vous pouvez rencontrer une assistance mutuelle et une coopération (alimentation conjointe, élever et protéger la progéniture);
La compétition interspécifique est toute interaction entre des populations qui affecte négativement leur croissance et leur survie. Des luttes interspécifiques sont observées entre des populations d'espèces différentes. Il procède très rapidement si les espèces ont besoin de conditions similaires et appartiennent au même genre. La lutte interspécifique pour l'existence comprend l'utilisation unilatérale d'une espèce par une autre, c'est-à-dire la relation "prédateur-proie". Une forme de la lutte pour l'existence au sens large est aussi le fait de favoriser une espèce à une autre sans se nuire (par exemple, les oiseaux et les mammifères distribuent fruits et graines) ; faveur mutuelle d'une espèce à une autre sans préjudice pour elle-même (par exemple, les fleurs et leurs pollinisateurs). La lutte contre les conditions environnementales défavorables est observée dans n'importe quelle partie de la gamme, lorsque les conditions environnementales extérieures s'aggravent: avec des fluctuations quotidiennes et saisonnières de température et d'humidité. Les interactions biotiques entre les populations de deux espèces sont classées en:
neutralisme - lorsqu'une population n'affecte pas une autre;
concurrence - la suppression des deux espèces;
amensalisme - une population en supprime une autre, mais ne subit pas elle-même d'impact négatif;
prédation - les individus prédateurs sont plus gros que les individus proies;
commensalisme - une population profite de l'association avec une autre population, et cette dernière est indifférente ;
proto-coopération - l'interaction est favorable pour les deux espèces, mais pas nécessairement;
mutualisme - l'interaction doit nécessairement être favorable aux deux espèces.
Un exemple de modèle d'interactions interpopulationnelles est «la propagation d'individus du« gland de mer »- balyanus, qui se déposent sur des rochers au-dessus de la zone intertidale, car ils ne supportent pas le dessèchement. Les Chthameclus plus petits, en revanche, ne se trouvent qu'au-dessus de cette zone. Bien que leurs larves s'installent dans la zone de peuplement, la concurrence directe des balanus, capables de perturber les concurrents du substrat, empêche leur apparition sur ce territoire. À leur tour, les balyanuses peuvent être remplacées par des moules. Mais encore, plus tard, lorsque les moules occupent tout l'espace, les balanus commencent à se déposer sur leurs coquilles, augmentant à nouveau leur nombre. En compétition pour les abris de nidification, la mésange charbonnière domine la mésange plus petite, capturant les nichoirs avec une entrée plus grande taille. Hors compétition, les mésanges bleues préfèrent une entrée de 32 mm, et en présence d'une mésange charbonnière elles s'installent dans des creux avec une entrée de 26 mm, inadaptés à un concurrent. Dans les biocénoses forestières, la compétition entre mulots et campagnols roussâtres entraîne des modifications régulières de la répartition biotopique des espèces. Les années où les effectifs augmentent, les souris des bois peuplent divers biotopes, déplaçant les campagnols roussâtres vers des endroits moins favorables.
Les principaux types de relations interpopulationnelles ("prédateur - proie", mutualisme, symbiose)
Les relations compétitives peuvent être très différentes - de la lutte physique directe à la coexistence pacifique. Et en même temps, si deux espèces ayant les mêmes besoins écologiques se retrouvent dans la même communauté, alors un concurrent évincera définitivement l'autre. Cette règle environnementale est appelée "droit exclusion concurrentielle", formulé G. F. Gaus. Selon les résultats de ses expériences, on peut dire que parmi les espèces ayant une nature nutritionnelle similaire, après un certain temps, les individus d'une seule espèce restent en vie, survivant dans la lutte pour la nourriture, car sa population a augmenté et s'est multipliée plus rapidement. Il est le gagnant du concours. une espèce qui, dans une situation écologique donnée, a au moins de petits avantages sur les autres, et, par conséquent, une plus grande capacité d'adaptation aux conditions environnementales.
La compétition est l'une des raisons pour lesquelles deux espèces qui diffèrent légèrement dans les spécificités de la nutrition, du comportement, du mode de vie, etc., cohabitent rarement dans la même communauté. Dans ce cas, la concurrence est hostilité directe. La concurrence la plus féroce, aux conséquences imprévues, se produit lorsque l'homme introduit des espèces animales dans les communautés sans tenir compte des relations déjà établies. Mais souvent la concurrence se manifeste indirectement, est de nature insignifiante, car. différentes sortes perçoivent différemment les mêmes facteurs environnementaux. Plus les possibilités des organismes sont diverses, moins la compétition sera intense.
Mutualisme(symbiose) - l'une des étapes du développement de la dépendance de deux populations l'une envers l'autre, lorsque l'association se produit entre des organismes très différents et que les systèmes mutualistes les plus importants apparaissent entre les autotrophes et les hétérotrophes. Des exemples classiques de relations mutualistes sont les anémones et les poissons vivant dans la corolle de leurs tentacules ; crabes ermites et anémones de mer. D'autres exemples de ce type de relation sont connus. Ainsi, le ver d'Aspidosiphon jeune âge cache son corps dans une petite coquille de gastéropode vide.
Des formes mutualistes de relations sont également connues dans le monde végétal : dans le système racinaire des plantes supérieures, des connexions s'établissent avec des champignons mycorhiziens et des bactéries fixatrices d'azote. La symbiose avec les champignons mycorhiziens fournit aux plantes des minéraux et aux champignons des sucres. De même, les bactéries fixatrices d'azote, alimentant la plante en azote, en reçoivent des glucides (sous forme de sucres). Sur la base de telles relations, un complexe d'adaptations se forme qui assure la stabilité et l'efficacité fonctionnelle des interactions mutualistes.
Des formes de connexions plus étroites et biologiquement significatives apparaissent dans le soi-disant endosymbiose -cohabitation, dans laquelle l'une des espèces s'installe à l'intérieur du corps d'une autre. Telles sont les relations des animaux supérieurs avec les bactéries et les protozoaires du tractus intestinal.
De nombreux animaux contiennent des organismes photosynthétiques (principalement des algues inférieures) dans leurs tissus. La colonisation des algues vertes dans la laine des paresseux est connue, tandis que les algues utilisent la laine comme substrat, et pour la paresse elles créent une couleur protectrice.
Une symbiose de plusieurs poisson de haute mer avec des bactéries incandescentes. Cette forme de mutualisme fournit la coloration de la lumière si importante dans l'obscurité en créant des organes lumineux - les photophores. Les tissus des organes lumineux sont abondamment alimentés en nutriments nécessaires à la vie des bactéries.
Prédation. Lois du système "prédateur-proie"
Prédateur -c'est un organisme vivant en liberté qui se nourrit d'autres organismes animaux ou d'aliments végétaux, c'est-à-dire que les organismes d'une population servent de nourriture aux organismes d'une autre population. En règle générale, le prédateur attrape d'abord la proie, la tue, puis la mange. Pour ce faire, il dispose d'appareils spéciaux.
À victimes également développé historiquement propriétés protectrices sous la forme de caractéristiques anatomiques, morphologiques, physiologiques, biochimiques, par exemple: excroissances corporelles, pointes, épines, coquilles, coloration protectrice, glandes vénéneuses, capacité à s'enfouir dans le sol, à se cacher rapidement, à construire des abris inaccessibles aux prédateurs, à recourir à signaler un danger.
Du fait de ces adaptations interdépendantes, certains groupements d'organismes comme prédateurs spécialisés et proies spécialisées. Une abondante littérature est consacrée à l'analyse et à l'interprétation mathématique de ces relations, depuis le modèle classique de Volterra-Lotka (A Lotka, 1925 ; V. Volterra, 1926, 1931) jusqu'à ses nombreuses modifications.
Les lois du système "prédateur - proie" (V. Volterra):
- droit cycle périodique - le processus de destruction des proies par un prédateur conduit souvent à des fluctuations périodiques de la taille de la population des deux espèces, dépendant uniquement du taux de croissance des populations de prédateurs et de proies et du rapport initial de leur nombre;
- droit conservation des moyennes - la taille moyenne de la population de chaque espèce est constante, quel que soit le niveau de départ, à condition que les taux spécifiques d'augmentation de la population, ainsi que l'efficacité de la prédation, soient constants ;
- droit violations des moyennes - à perturbation similaire des populations de prédateurs et de proies (par exemple, poissons en cours de pêche proportionnellement à leur abondance), la population moyenne de proies augmente, et la population de prédateurs diminue.
Modèle Volterra-Lotka. Le modèle « prédateur-proie » est considéré comme une structure spatiale. Les structures peuvent se former à la fois dans le temps et dans l'espace. De telles structures sont appelées « spatio-temporel ».
Un exemple de structures temporelles est l'évolution du nombre de lièvres variables et de lynx, qui se caractérise par des fluctuations dans le temps. Les lynx se nourrissent de lièvres, et les lièvres mangent de la nourriture végétale, qui est disponible en quantité illimitée, donc le nombre de lièvres augmente (augmentation de l'offre de nourriture disponible pour les lynx). En conséquence, le nombre de prédateurs augmente jusqu'à ce qu'un nombre important d'entre eux devienne, puis la destruction des lièvres se produit très rapidement. En conséquence, le nombre de proies diminue, les réserves de nourriture des lynx s'épuisent et, par conséquent, leur nombre diminue. Là encore, le nombre de lièvres augmente, respectivement, les lynx commencent à se multiplier rapidement et tout se répète depuis le début.
Cet exemple est considéré dans la littérature comme le modèle Lotka-Volterra, qui décrit non seulement les fluctuations de population dans l'écologie, c'est aussi un modèle de fluctuations concentriques non amorties dans les systèmes chimiques.
Des facteurs limitants
La notion de facteurs limitants repose sur deux lois de l'écologie : la loi du minimum et la loi de la tolérance.
La loi du minimum. Au milieu de l'avant-dernier siècle, un chimiste allemand Y. Liebig(1840), étudiant l'effet des éléments nutritifs sur la croissance des plantes, ont constaté que le rendement ne dépend pas des éléments nutritifs nécessaires en grande quantité et présents en abondance (par exemple, CO 2 et H 2 0), mais de ceux qui , bien que et soient nécessaires à la plante en plus petites quantités, mais sont pratiquement absents du sol ou inaccessibles (par exemple, le phosphore, le zinc, le bore). Liebig a formulé ce modèle comme suit : "La croissance d'une plante dépend de l'élément de nutrition présent dans la quantité minimale." Cette conclusion est devenue plus tard connue sous le nom de loi du minimum de Liebig et a été étendue à de nombreuses autres. facteurs environnementaux.
La chaleur, la lumière, l'eau, l'oxygène et d'autres facteurs peuvent limiter ou limiter le développement des organismes si leur valeur correspond au minimum écologique.
Par exemple, les poissons tropicaux "poissons-anges" meurent si la température de l'eau descend en dessous de 16°C. Et le développement des algues dans les écosystèmes des grands fonds est limité par la profondeur de pénétration de la lumière solaire : il n'y a pas d'algues dans les couches inférieures.
La loi du minimum de Liebig peut être formulée comme suit :la croissance et le développement des organismes dépendent avant tout des facteurs de l'environnement naturel dont les valeurs se rapprochent du minimum écologique.
La recherche a montré que la loi du minimum a 2 limites qui doivent être prises en compte dans la pratique :
- La première limitation est que la loi de Liebig n'est strictement applicable que dans des conditions Stationnaireétat du système.
Par exemple, dans une certaine masse d'eau, la croissance des algues est limitée à vivo manque de phosphate. Dans le même temps, les composés azotés sont contenus dans l'eau en excès. Si des eaux usées à forte teneur en phosphore minéral sont déversées dans un tel réservoir, le réservoir peut alors "fleurir". Ce processus progressera jusqu'à ce que l'un des éléments soit utilisé jusqu'au minimum limite. Maintenant, ce pourrait être de l'azote si le phosphore continue de couler. Au moment transitoire (lorsque l'azote est encore insuffisant, mais que le phosphore est déjà suffisant), l'effet du minimum n'est pas observé, c'est-à-dire qu'aucun de ces éléments n'affecte la croissance des algues;
- deuxième contrainte associé à interaction de plusieurs facteurs. Parfois, le corps est capable remplacer l'élément défectueux autres, liés chimiquement .
Ainsi, dans les endroits où il y a beaucoup de strontium, dans les coquilles de mollusques, il peut remplacer le calcium en manque de ce dernier. Ou, par exemple, le besoin en zinc de certaines plantes est réduit s'ils poussent à l'ombre. De ce fait, une faible concentration en zinc limitera moins la croissance des plantes à l'ombre qu'en pleine lumière. Dans ces cas, l'effet limitant d'une quantité même insuffisante de l'un ou l'autre élément peut ne pas se manifester.
Loi de tolérance(de lat. tolérance- patience) a été découvert par un biologiste anglais W. Shelford(1913), qui a attiré l'attention sur le fait que non seulement les facteurs environnementaux, dont les valeurs sont minimes, mais aussi ceux qui se caractérisent par maximum écologique. L'excès de chaleur, de lumière, d'eau et même de nutriments peut être tout aussi dévastateur que leur carence. W. Shelford a appelé la plage du facteur écologique entre le minimum et le maximum la "limite de tolérance".
Limite de tolérancedécrit l'amplitude des fluctuations des facteurs, ce qui assure l'existence la plus complète de la population.
Plus tard, des limites de tolérance ont été établies pour divers facteurs environnementaux pour de nombreuses plantes et animaux. Les lois de J. Liebig et W. Shelford ont aidé à comprendre de nombreux phénomènes et la distribution des organismes dans la nature. Les organismes ne peuvent pas être distribués partout car les populations ont une certaine limite de tolérance par rapport aux fluctuations des facteurs environnementaux environnementaux.
Loi de tolérance de W. Shelford est formulé comme ceci : la croissance et le développement des organismes dépendent avant tout des facteurs environnementaux dont les valeurs se rapprochent du minimum écologique ou du maximum écologique. Ce qui suit a été établi :
Les organismes avec une large gamme de tolérance à tous les facteurs sont largement distribués dans la nature et sont souvent cosmopolites (par exemple, de nombreuses bactéries pathogènes);
Les organismes peuvent avoir une large plage de tolérance pour un facteur et une plage étroite pour un autre (par exemple, les humains sont plus tolérants à l'absence de nourriture qu'à l'absence d'eau, c'est-à-dire que la limite de tolérance pour l'eau est plus étroite que pour la nourriture) ;
Si les conditions pour l'un des facteurs environnementaux deviennent sous-optimales, la limite de tolérance pour d'autres facteurs peut également changer (par exemple, avec un manque d'azote dans le sol, les céréales nécessitent beaucoup plus d'eau);
Les limites réelles de tolérance observées dans la nature sont inférieures au potentiel d'adaptation de l'organisme à ce facteur. Cela s'explique par le fait que dans la nature les limites de tolérance par rapport aux conditions physiques de l'environnement peuvent être rétrécies par des relations biologiques : compétition, manque de pollinisateurs, prédateurs, etc. Toute personne réalise mieux son potentiel
opportunités dans des conditions favorables (par exemple, rassemblements d'athlètes pour un entraînement spécial avant des compétitions importantes). La plasticité écologique potentielle d'un organisme, déterminée dans des conditions de laboratoire, est supérieure aux possibilités réalisées dans des conditions naturelles. En conséquence, distinguer potentiel et mis en œuvre niches écologiques;
- limites de tolérance chez les reproducteurs et il y a moins de descendants que chez les adultes, c'est-à-dire que les femelles pendant la saison de reproduction et leur progéniture sont moins robustes que les organismes adultes.
Ainsi, la répartition géographique du gibier à plumes est plus souvent déterminée par l'influence du climat sur les œufs et les poussins, et non sur les oiseaux adultes. prendre soin de sa progéniture et attitude prudenteà la maternité sont dictés par les lois de la nature. Malheureusement, parfois les "réalisations" sociales contredisent ces lois ;
Les valeurs extrêmes (de stress) de l'un des facteurs entraînent une diminution de la limite de tolérance pour les autres facteurs.
Si de l'eau chauffée est déversée dans la rivière, les poissons et autres organismes dépensent presque toute leur énergie pour faire face au stress. Ils n'ont pas assez d'énergie pour se nourrir, se protéger des prédateurs, se reproduire, ce qui conduit à une extinction progressive. Le stress psychologique peut aussi causer de nombreux troubles somatiques (du grec. soma-. corps) maladies non seulement chez l'homme, mais aussi chez certains animaux (par exemple, chez les chiens). Avec les valeurs de stress du facteur, l'adaptation à celui-ci devient de plus en plus difficile.
De nombreux organismes sont capables de modifier leur tolérance à des facteurs individuels si les conditions changent progressivement. Vous pouvez, par exemple, vous habituer à haute température l'eau dans le bain, si vous montez dans l'eau chaude, puis ajoutez progressivement de l'eau chaude. Cette adaptation à l'évolution lente du facteur est une propriété protectrice utile. Mais cela peut aussi être dangereux. Inattendu, sans signaux d'avertissement, même un petit changement peut être critique. À venir Effet de seuil. Par exemple, une brindille fine peut casser le dos déjà trop tendu d'un chameau.
Si la valeur d'au moins un des facteurs environnementaux s'approche d'un minimum ou d'un maximum, l'existence et le développement d'un organisme, d'une population ou d'une communauté devient dépendant de ce facteur, ce qui limite l'activité vitale.
Le facteur limitant esttout facteur environnemental approchant ou dépassant les valeurs extrêmes des limites de tolérance. Ces facteurs fortement déviants deviennent d'une importance primordiale dans la vie des organismes et des systèmes biologiques. Ce sont eux qui contrôlent les conditions d'existence.
L'intérêt du concept de facteurs limitants réside dans le fait qu'il permet de comprendre les relations complexes dans les écosystèmes. Notez que tous les facteurs environnementaux possibles ne régulent pas la relation entre l'environnement, les organismes et les humains. Priorité dans une période de temps donnée sont divers facteurs limitants. C'est sur eux que doit porter l'attention dans l'étude des écosystèmes et de leur gestion. Par exemple, la teneur en oxygène dans les habitats terrestres est élevée, et il est tellement disponible qu'il ne sert presque jamais de facteur limitant (à l'exception des hautes altitudes, des systèmes anthropiques). L'oxygène intéresse peu les écologistes terrestres. Et dans l'eau, c'est souvent un facteur limitant le développement des organismes vivants (« kills » de poissons par exemple). C'est pourquoi hydrobiologiste mesure la teneur en oxygène de l'eau, contrairement à un vétérinaire ou à un ornithologue, même si pour organismes terrestres l'oxygène n'est pas moins important que pour l'eau.
Les facteurs limitants déterminent et zone géographique gentil. Ainsi, le mouvement des organismes vers le nord est limité, en règle générale, par un manque de Chauffer.
La propagation de certains organismes est souvent limitée et biotique les facteurs.
Par exemple, les figues apportées de la Méditerranée en Californie n'y ont pas porté de fruits tant qu'elles n'ont pas deviné d'y apporter un certain type de guêpe - le seul pollinisateur de cette plante.
L'identification des facteurs limitants est très importante pour de nombreuses activités, notamment l'agriculture. Avec un impact ciblé sur les conditions limites, il est possible d'augmenter rapidement et efficacement le rendement des plantes et la productivité des animaux.
Ainsi, lorsque le blé est cultivé sur des sols acides, aucune mesure agronomique n'aura d'effet si le chaulage n'est pas utilisé, ce qui réduira l'effet limitant des acides. Ou si vous cultivez du maïs sur des sols à très faible teneur en phosphore, alors même avec suffisamment d'eau, d'azote, de potassium et d'autres nutriments, il cesse de pousser. Le phosphore est le facteur limitant dans ce cas. Et seuls les engrais phosphatés peuvent sauver la récolte. Les plantes peuvent mourir de trop un grand nombre eau ou excès : engrais, qui dans ce cas sont des facteurs limitants.
Connaître les facteurs limitants fournit la clé de la gestion des écosystèmes. Cependant, à différentes périodes de la vie de l'organisme et dans différentes situations, divers facteurs agissent comme des facteurs limitants. Par conséquent, seule une régulation habile des conditions d'existence peut donner des résultats de gestion efficaces.
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La compétition interspécifique biologique est un processus naturel de lutte entre différents individus pour l'espace et les ressources (nourriture, eau, lumière). Cela se produit lorsque les espèces ont des besoins similaires. Une autre raison du lancement de la compétition est la limitation des ressources. Si les conditions naturelles fournissent un excès de nourriture, il n'y aura pas de combat même entre des individus ayant des besoins très similaires. La compétition interspécifique peut entraîner l'extinction d'une espèce ou son déplacement de son ancien habitat.
Lutte pour l'existence
Au XIXe siècle, la compétition interspécifique a été étudiée par des chercheurs impliqués dans la formation de la théorie de l'évolution. Charles Darwin a noté que l'exemple canonique d'une telle lutte est la coexistence de mammifères herbivores et de criquets qui se nourrissent de la même espèce végétale. Les cerfs qui mangent les feuilles des arbres privent les bisons de nourriture. Les rivaux typiques sont le vison et la loutre, qui se chassent mutuellement des eaux contestées.
Le règne animal n'est pas le seul environnement où de telles luttes interspécifiques se retrouvent aussi chez les végétaux. Même les parties aériennes ne sont pas en conflit, mais les systèmes racinaires. Certaines espèces en oppriment d'autres différentes façons. L'humidité du sol et les minéraux sont emportés. Un exemple frappant de telles actions est l'activité des mauvaises herbes. Certains systèmes racinaires, à l'aide de leurs sécrétions, changent composition chimique sols, qui entravent le développement des voisins. De la même manière, une compétition interspécifique entre l'agropyre rampant et les semis de pin se manifeste.
Niches écologiques
L'interaction compétitive peut être très différente : de la coexistence pacifique à la lutte physique. Dans les plantations mixtes, les arbres à croissance rapide oppriment ceux à croissance lente. Les champignons inhibent la croissance bactérienne en synthétisant des antibiotiques. La compétition interspécifique peut conduire à la démarcation de la pauvreté écologique et à l'augmentation du nombre de différences entre les espèces. Ainsi, les conditions environnementales, l'ensemble des relations avec les voisins changent. n'est pas équivalent à l'habitat (l'espace où vit l'individu). Dans ce cas nous parlons sur tous les modes de vie. Un habitat peut être appelé une « adresse » et une niche écologique un « métier ».
En général, la compétition interspécifique est un exemple de toute interaction entre espèces qui affecte négativement leur survie et leur croissance. En conséquence, soit les rivaux s'adaptent les uns aux autres, soit un adversaire déplace l'autre. Ce modèle est caractéristique de toute lutte, qu'il s'agisse de l'utilisation des mêmes ressources, de la prédation ou de l'interaction chimique.
Le rythme de la lutte s'accélère lorsqu'il s'agit d'espèces similaires ou appartenant au même genre. Un exemple similaire de compétition interspécifique est l'histoire des rats gris et noirs. Auparavant, ces différentes espèces d'un même genre coexistaient dans les villes. Cependant, en raison de leur meilleure adaptation rats gris déplacé les noirs, leur laissant des forêts comme habitat.
Comment cela peut-il être expliqué? meilleurs nageurs, ils sont plus grands et plus agressifs. Ces caractéristiques ont influencé le résultat de la compétition interspécifique décrite. Il existe de nombreux exemples de telles collisions. Le combat entre les grives et les grives musiciennes en Écosse était très similaire. Et en Australie, les abeilles importées de l'Ancien Monde ont supplanté les petites abeilles indigènes.
Exploitation et ingérence
Pour comprendre dans quels cas la compétition interspécifique se produit, il suffit de savoir que dans la nature il n'y a pas deux espèces qui occuperaient la même niche écologique. Si les organismes sont étroitement liés et mènent un mode de vie similaire, ils ne pourront pas vivre au même endroit. Lorsqu'elles occupent un territoire commun, ces espèces se nourrissent d'aliments différents ou sont actives dans temps différent journées. D'une manière ou d'une autre, ces individus ont nécessairement une caractéristique différente qui leur donne la possibilité d'occuper des niches différentes.
La coexistence extérieurement pacifique peut également être un exemple de compétition interspécifique. Les relations de certaines espèces végétales fournissent un tel exemple. Les espèces de bouleau et de pin qui aiment la lumière protègent les semis d'épinette qui meurent lieux ouverts du gel. Cet équilibre est tôt ou tard rompu. Les jeunes épicéas se referment et tuent les nouveaux semis d'espèces qui ont besoin de soleil.
Le voisinage de différentes espèces de sittelle de roche est un autre exemple frappant de séparation morphologique et écologique des espèces, qui conduit à une compétition interspécifique de la biologie. Lorsque ces oiseaux vivent à proximité les uns des autres, leur mode de recherche de nourriture et la longueur de leur bec diffèrent. Dans différents habitats, cette distinction n'est pas observée. Une question distincte de la doctrine évolutionniste concerne les similitudes et les différences de la compétition intraspécifique et interspécifique. Les deux cas de lutte peuvent être divisés en deux types - l'exploitation et l'ingérence. Que sont-ils?
Lors de l'exploitation, l'interaction des individus est indirecte. Ils réagissent à une diminution de la quantité de ressources causée par l'activité de voisins concurrents. consomment de la nourriture à un point tel que sa disponibilité est réduite à un niveau où le taux de reproduction et de croissance des espèces rivales devient extrêmement faible. D'autres types de compétition interspécifique sont l'interférence. Ils sont représentés par des glands marins. Ces organismes ne permettent pas aux voisins de prendre pied sur les pierres.
Amensalisme
D'autres similitudes entre la compétition intraspécifique et interspécifique sont que les deux peuvent être asymétriques. En d'autres termes, les conséquences de la lutte pour l'existence pour les deux espèces ne seront pas les mêmes. Cela est particulièrement vrai chez les insectes. Dans leur classe, la compétition asymétrique se produit deux fois plus souvent que la compétition symétrique. Une telle interaction dans laquelle un individu affecte négativement un autre et cet autre n'a aucun effet sur l'adversaire est également appelée amensalisme.
Un exemple d'une telle lutte est connu à partir d'observations de bryozoaires. Ils rivalisent les uns avec les autres en encrassant. Ces espèces coloniales vivent sur les coraux au large de la Jamaïque. Leurs individus les plus compétitifs "battent" leurs adversaires dans la grande majorité des cas. Cette statistique montre clairement comment les types asymétriques de compétition interspécifique diffèrent des types symétriques (dans lesquels les chances des rivaux sont à peu près égales).
Réaction en chaîne
Entre autres choses, la concurrence interspécifique peut faire en sorte que la restriction d'une ressource entraîne la restriction d'une autre ressource. Si une colonie de bryozoaires entre en contact avec une colonie rivale, il existe une possibilité de perturbation du flux et de la prise alimentaire. Ceci, à son tour, conduit à l'arrêt de la croissance et à l'occupation de nouvelles zones.
Une situation similaire se présente dans le cas de la "guerre des racines". Lorsqu'une plante agressive obscurcit une rivale, l'organisme opprimé ressent un manque d'énergie solaire entrante. Cette famine provoque un retard de croissance des racines ainsi qu'une mauvaise utilisation des minéraux et d'autres ressources dans le sol et l'eau. La concurrence des plantes peut affecter à la fois des racines aux pousses et vice versa des pousses aux racines.
Exemple d'algues
Si l'espèce n'a pas de concurrents, sa niche n'est pas considérée comme écologique, mais fondamentale. Elle est déterminée par l'ensemble des ressources et des conditions dans lesquelles un organisme peut maintenir sa population. Lorsque des concurrents apparaissent, la vue du créneau fondamental tombe dans le créneau réalisé. Ses propriétés sont déterminées par des rivaux biologiques. Ce schéma prouve que toute compétition interspécifique est la cause d'une diminution de la viabilité et de la fertilité. Dans le pire des cas, les voisins forcent l'organisme dans cette partie de la niche écologique où il peut non seulement vivre, mais aussi acquérir une progéniture. Dans un tel cas, l'espèce est menacée d'extinction complète.
Dans des conditions expérimentales, les niches fondamentales des diatomées sont fournies par le régime de culture. C'est sur leur exemple qu'il convient aux scientifiques d'étudier le phénomène de la lutte biologique pour la survie. Si deux espèces concurrentes Asterionella et Synedra sont placées dans le même tube, cette dernière obtiendra une niche habitable, et Asterionella mourra.
D'autres résultats proviennent de la coexistence d'Aurelia et de Bursaria. Étant voisines, ces espèces obtiendront leurs propres niches réalisées. En d'autres termes, ils partageront les ressources sans se nuire l'un à l'autre. Aurelia se concentrera au sommet et consommera les bactéries en suspension. Bursaria se déposera au fond et se nourrira des cellules de levure.
Partage de ressources
L'exemple de Bursaria et Aurelia montre qu'une existence paisible est possible avec la différenciation des niches et la répartition des ressources. Un autre exemple de ce modèle est la lutte des espèces d'algues Galium. Leurs niches fondamentales comprennent les sols alcalins et acides. Avec l'émergence d'une lutte entre Galium hercynicum et Galium pumitum, la première espèce sera limitée aux sols acides, et la seconde aux sols alcalins. Ce phénomène en science s'appelle l'exclusion compétitive mutuelle. Dans le même temps, les algues ont besoin d'environnements alcalins et acides. Par conséquent, les deux espèces ne peuvent pas coexister dans la même niche.
Le principe d'exclusion compétitive est également appelé principe de Gause d'après le nom du scientifique soviétique Georgy Gause, qui a découvert ce modèle. Il découle de cette règle que si deux espèces ne peuvent pas, en raison de certaines circonstances, diviser leurs niches, alors l'une exterminera ou déplacera certainement l'autre.
Par exemple, Chthamalus et Balanus ne coexistent dans le voisinage que parce que l'un d'eux, du fait de sa sensibilité à l'assèchement, vit exclusivement dans la partie basse de la côte, tandis que l'autre est capable de vivre dans la partie haute, où il n'est pas menacé. par rivalité. Balanus a repoussé Chthamalus, mais n'a pas pu poursuivre son expansion sur terre en raison de ses handicaps physiques. Le déplacement se produit à condition qu'un concurrent fort ait une niche réalisée qui chevauche complètement la niche fondamentale d'un ennemi faible entraîné dans un différend sur un habitat.
Principe de gaz
Les écologistes s'emploient à expliquer les causes et les conséquences de la lutte biologique. Lorsqu'il s'agit d'un exemple précis, il leur est parfois assez difficile de déterminer ce qu'est le principe d'exclusion concurrentielle. Un problème aussi complexe pour la science est la rivalité des différents types de salamandres. S'il est impossible de prouver que les niches sont séparées (ou de prouver le contraire), alors le fonctionnement du principe d'exclusion concurrentielle ne reste qu'une hypothèse.
Dans le même temps, la vérité de la régularité de la gaze a longtemps été confirmée par de nombreux faits enregistrés. Le problème est que même si une division de niche se produit, elle n'est pas nécessairement due à une lutte interspécifique. L'une des tâches urgentes de la biologie et de l'écologie modernes est les causes de la disparition de certains individus et de l'expansion d'autres. De nombreux exemples de tels conflits sont encore mal étudiés, ce qui laisse beaucoup de place aux futurs spécialistes pour travailler.
Adaptation et déplacement
L'amélioration d'une espèce entraînera nécessairement une détérioration de la vie des autres espèces. Ils sont reliés par un écosystème, ce qui signifie que pour continuer leur existence (et l'existence de la progéniture), les organismes doivent évoluer, s'adapter à de nouvelles conditions de vie. La plupart des êtres vivants ont disparu non pas pour une raison qui leur est propre, mais uniquement à cause de la pression des prédateurs et des concurrents.
race évolutive
La lutte pour l'existence se poursuit sur Terre exactement depuis que les premiers organismes y sont apparus. Plus ce processus dure, plus la diversité des espèces apparaît sur la planète et plus les formes de compétition elles-mêmes se diversifient.
Les règles de la lutte changent constamment. En cela, ils diffèrent de Par exemple, le climat de la planète change également sans s'arrêter, mais il change de manière chaotique. De telles innovations ne nuisent pas nécessairement aux organismes. Mais les concurrents évoluent toujours au détriment des voisins.
Les prédateurs améliorent les méthodes de chasse, les victimes améliorent les mécanismes de cette protection. Si l'un d'eux cesse d'évoluer, cette espèce sera vouée au déplacement et à l'extinction. Ce processus est un cercle vicieux, car certains changements en entraînent d'autres. La machine à mouvement perpétuel de la nature pousse la vie à un mouvement constant vers l'avant. La lutte interspécifique dans ce processus joue le rôle de l'outil le plus efficace.
