Concurența sunt exemple de relații competitive în natură. competiţie intraspecifică
Unul dintre procesele de conducere care formează speciile și structura spațială a unei comunități de plante este competiție. În esență, aceasta este o rivalitate care apare între populații sau plante individuale atunci când acestea interferează între ele: nu există suficientă lumină, umiditate, nutrienți etc. pentru toată lumea. În același timp, influența reciprocă a plantelor lemnoase poate fi foarte diferit.
Competiție
Concurența apare atunci când interacțiunea dintre două sau mai multe plante sau populații cu nevoi ecologice similare afectează negativ creșterea, dezvoltarea și supraviețuirea fiecăreia dintre ele. Practic, acest lucru se întâmplă atunci când lipsește orice resursă vitală necesară tuturor - lumină, umiditate, componente nutriționale.
Concurența poate fi simetric (plantele concurente își limitează reciproc consumul de resurse în aproximativ același mod) sau asimetric (limitare reciprocă diferită a consumului de resurse, adică o specie are o influență mai mare asupra celeilalte).
Dominant și asuprit
Rezultatul relațiilor competitive este clar vizibil în aspect plante lemnoase. În orice pădure (mixtă, cu o vârstă sau neuniformă), există o diferențiere a arborilor în ceea ce privește creșterea și dezvoltarea.
- Cele mai puternice, mai mari exemplare și cu o coroană puternic dezvoltată - dominând. Nu sunt multe, dar se deosebesc prin consumul cel mai intens al resurselor comune.
- Cea mai mare parte a pădurii este mai puțin puternică, dar arbori dezvoltați în mod normal, de dimensiuni medii și nevoi relativ egale - nedeterminat.
- Alături de aceasta, există în mod clar exemplare slabe, întârziate din punct de vedere al dezvoltării - cei asupriţi.
Cu relații de competiție prelungite, organismele asuprite pier, în timp ce cele nedeterminate devin fie dominante, fie oprimate. În știința pădurilor, acest fenomen se numește autosubtierea. Interacțiuni similare pot fi observate într-o pădure bătrână de molid de aceeași vârstă. Toate tipurile de diferențiere sunt clar urmărite aici - de la copaci puternic dezvoltați la cei slabi, muribund, care se găsesc în condiții de umbrire puternică și după un timp mor din cauza lipsei de lumină.
Concurs de copaci pe exemplul unei păduri de molid
Suprimarea rivalilor poate apărea datorită eliberării de compuși toxici de către părțile subterane și supraterane, interceptării reciproce a nutrienților minerali și a umidității solului de către sistemul radicular și a luminii solare de către aparatul frunzelor, datorită interacțiunilor mecanice.
De la frate la frate
Concurența se remarcă între plante din aceeași specie (lupta intraspecifică) , precum și între indivizi tipuri diferite (interspecii).
- În cadrul aceleiași specii, plantele sunt asemănătoare și au cerințe similare asupra mediului. În acest caz, rezultatul competiției intraspecifice va depinde de caracteristicile fiziologice și de ereditatea individuală a fiecărui organism individual, precum și de inegalitatea condițiilor individuale de dezvoltare, în special de condițiile micromediului care va înconjura o anumită plantă (microdepresiuni). și microelevații de relief, exces sau lipsă de umiditate, protecție împotriva înghețului).și soare etc.).
- De exemplu, în cadrul aceleiași specii sau rase, proprietățile ereditare ale semințelor pot varia semnificativ. Astfel, puieții de stejar care cresc din ghinde mature mai mari, ceteris paribus, cresc mai viguros și îi depășesc rapid pe frații concurenți mai slabi. Adică, chiar și diferențele inițiale mici între indivizii aceleiași specii vor fi de o importanță decisivă pentru dezvoltarea lor ulterioară.
Propul și alții
Concurență mult mai complexă și diversă în fitocenozele forestiere mixte, formată din mai multe specii și specii de arbori, numeroși arbuști, ierburi, mușchi, licheni. În acest caz, antagonismul dintre plante este adesea atât de puternic încât duce la oprimarea unei părți semnificative a speciei și la dispariția lor.
În același timp, rezultatul relațiilor de concurență între specii este determinat nu numai de condiții mediu inconjurator, dar și caracteristicile speciei ale organismelor, capacitatea lor de adaptare. Chiar și speciile apropiate, cu o asemănare generală a cerințelor pentru condițiile de creștere, diferă întotdeauna unele de altele într-un fel. Odată cu dezvoltarea mai intensă a unuia dintre ele, o cantitate din ce în ce mai mare din resursele necesare este capturată și un vecin mai puțin competitiv este stors treptat.
Deci, de exemplu, pentru culturile mixte de zada-molid coevale, molidul moare în perioadele secetoase. Datorită sistemului radicular mai adânc, zada putea folosi umiditatea din orizonturile solului mai adânci, care erau inaccesibile sistemului radicular de molid.
Adesea, rezultatul competiției dintre diferite specii depinde de raportul lor numeric. Așadar, odată cu predominanța mesteacănului în arboretele tinere de pin-mesteacăn, pinul moare treptat, iar predominanța pinilor duce la o întârziere în creșterea și dezvoltarea mesteacănilor tineri. În pădurile de stejar, cu o creștere a proporției de amestec de frasin (mai mult de 30%), se remarcă o slăbire a creșterii principalelor specii. Cenușa are o capacitate de transpirație mai mare, ceea ce duce la uscarea mai intensă a solului și la înrăutățirea condițiilor de dezvoltare articulară.
În fitocenozele forestiere, concurența între unități structurale întregi este clar vizibilă - diferite niveluri de vegetație forestieră. Cu cât coronamentul copacilor este mai dens, cu atât straturile subordonate subiacente sunt dezvoltate mai slab și cu atât plantele individuale care le formează sunt mai deprimate.
Paradoxal, dar ce conditii mai bune existența într-o fitocenoză, cu atât mai intensă este lupta pentru viață și mai ascuțită competiția. Acest model este confirmat de datele pădurarilor. Într-un mediu confortabil, plantele lemnoase cresc mai repede, procesele de închidere a coroanei, izolarea și moartea exemplarelor asuprite încep mai devreme. Ca urmare, un procent mai mare de exemplare moarte pe unitatea de suprafață și un număr mai mic de arbori maturi rămân, dar, în același timp, fiecare organism individual va fi mai bine dezvoltat și va ocupa o suprafață mai mare.
Relațiile nefavorabile dintre plante se vor reflecta în aspectul exterior și viabilitatea acestora (mărimea, culoarea frunzelor, gradul de frunziș și decorativitatea se schimbă dramatic), ceea ce poate duce la distrugerea grupării planificate.
Cum să învingi inamicul
Plantele concurente sunt capabile să se influențeze în mod activ reciproc. Suprimarea rivalilor poate apărea datorită eliberării de compuși toxici de către părțile subterane și supraterane, interceptării reciproce a nutrienților minerali și a umidității solului de către sistemul radicular și a luminii solare de către aparatul frunzelor, datorită interacțiunilor mecanice.
Deoarece iluminatul joacă un rol important în viața organismelor vegetale, competiție pentru lumină- una dintre cele mai ascuțite și mai pronunțate. Cu grade diferite de transmisie a luminii, copacii care oferă umbrire mai puternică încep treptat să depășească și să copleșească concurenții. Lipsa luminii poate duce la căderea ramurilor și a frunzelor, la creșterea și dezvoltarea lentă și, în cele din urmă, la moartea plantelor. Relații similare sunt observate în natură între rasele tolerante la umbră și cele iubitoare de lumină. Deci, speciile de conifere închise la culoare (molid, pin, cedru) cu coroane dense înlocuiesc în cele din urmă mesteacănul cu creștere rapidă, dar fotofil.
Concurența arborilor: deplasarea fotofililor
Interacțiunile mecanice sunt caracteristice creșterii articulațiilor îngroșate a copacilor și se manifestă sub formă de deteriorare mecanică a mugurilor și frunzelor, precum și sub formă de răni și părți uscate formate din cauza frecării reciproce a trunchiurilor și ramurilor. La rasele care au ramuri flexibile (mesteacăn, aspen, arin), este comun biciuire- atunci când sunt legănate de vânt, ramurile lor provoacă lovituri puternice coroanelor vecinilor, în urma cărora se subțiază vizibil. În același timp, sunt afectate în special coniferele tinere, în care ace, mugurii apicali sunt desprinși, creșterea încetinește, se formează vârfuri duble sau triple.
Un exemplu de puternic competiția rădăcină poate fi observată în pădurea de pini mlaștină, unde situația este agravată de sărăcia extremă a solului mlaștinii înălțate în componente nutritive. În astfel de condiții se formează un arboret forestier rar, în care sisteme de rădăcină copacii adiacenți se suprapun de multe ori, formând o rețea densă.
Competiție de arbori: rădăcini de pin de mlaștină
Să trăiești în pace și armonie
La crearea plantațiilor artificiale se folosește principiul atenuării severității concurenței dintre organismele vegetale.
Problema combinării incompatibilului poate fi rezolvată prin selectarea condițiilor adecvate și îngrijire atentă.
- La alegerea plantelor pentru plantare se iau în considerare caracteristicile biologice ale creșterii, dezvoltării și adaptabilității speciilor, raselor și formelor acestora.
- De asemenea, ar trebui să acordați atenție înălțimii lor, adâncimii de penetrare și formei sistemului radicular, momentului optim al vegetației, înfloririi și fructificării, utilizării inegale a resurselor habitatului de către plante.
În caz contrar, relațiile nefavorabile dintre plante se vor reflecta în aspectul exterior și viabilitatea lor (dimensiunea, culoarea frunzelor, gradul de frunziș și decorativitatea se schimbă dramatic), ceea ce poate duce la distrugerea grupării planificate.
- La plantarile mixte este bine sa se combine rasele iubitoare de lumina si tolerante la umbra, specii cu sisteme radiculare superficiale si profunde, cu diferite perioade de intensificare a absorbtiei nutrientilor, pretentioase la compozitia solului si nepretentioase.
- Pentru a reduce influența negativă reciprocă între speciile de arbori cu relații concurențiale pronunțate, pot fi plantate specii neutre de însoțire adecvate sau arbuști ca un fel de tampon.
- Utilizarea răsadurilor suficient de mature la plantare poate reduce semnificativ concurența dintre ele în stadiul inițial de dezvoltare și poate evita pierderi semnificative.
- Un rol important în formarea plantațiilor de arbori îl joacă alegerea densității optime de plantare și a naturii amplasării arborilor, luând în considerare nu numai calitățile lor decorative, ci și caracteristicile individuale ale speciilor de transformare în timp.
- Este util să acordați atenție originii materialului săditor - sămânță sau vegetativă. În primii ani de viață, copacii de origine vegetativă (lăstarii de rădăcină, lemnul) cresc mai repede, în această perioadă concurând cu succes cu puieții, care, dacă nu sunt tratați, pot cădea din compoziție. În viitor, după ce ating nivelurile superioare, arborii cu semințe devin biologic mai stabili.
În general, tema compatibilității plantelor între ele și căutarea celor mai armonioase combinații este foarte extinsă, deoarece natura relației dintre organismele vegetale este foarte complexă, se poate manifesta sub diferite forme și variază în funcție de vârsta de organismelor vegetale, asupra modificărilor condițiilor climatice și ale solului.
Este posibil să enumerați doar câteva exemple specifice binecunoscute ale vecinătății nedorite ale diferitelor rase și specii.
Paradoxal, cu cât sunt mai bune condițiile de existență într-o fitocenoză, cu atât competiția este mai intensă.
Cartier nedorit
Nu creați aterizări mixte mesteceniși unele conifere. Mesteacănul crește, de regulă, mai repede conifereși îi reduce la tăcere. Deșeurile de mesteacăn pot avea Influență negativă asupra intensităţii proceselor enzimatice la pin şi zada. În plus, mesteacănul are un sistem radicular puternic, consumă multă apă și privează în acest sens toate plantele vecine. Un efect similar poate fi, de asemenea artari. Sub ele, este mai bine să plantezi plante iubitoare de umbră și fără pretenții.
a mancat sunt capabili să acidifice puternic solul, așa că numai iubitorii de solurile acide se pot înțelege cu ei. Printre acestea se numără ferigi, hortensii, calas, begonii.
„Otrăvește” solul, adică provoacă așa-numita oboseală a solului, frunzele în descompunere castanA, nuc. Acest lucru se datorează faptului că frunzele acestor plante conțin compuși fenolici, care încep să fie eliberați în timpul procesului de descompunere.
O plantă agresivă este cătină, înfundând spațiul care îl înconjoară cu creșterea sa.
În creștere intensivă plop este capabil să depășească și să suprime rapid mesteacănii, ulmii, frasinul, arțarii amestecați cu acesta, care se dezvoltă slab și iau o formă urâtă sau curbată.
În funcție de condițiile de creștere, afectează negativ creșterea speciilor de copaci caragana ca arbore. Pe solurile uscate, sistemul său de rădăcină este situat în straturile superioare ale solului și, atunci când este plantat împreună cu stejar, pin, frasin, își deplasează rădăcinile în straturile inferioare, mai puțin fertile.
Sub anumite conditii stejar se poate îneca frasin, arțar, salcâm alb, mesteacăn, ulm.
Printre tei și arțari nu ar trebui să fie plantate rododendroni, deoarece acești copaci au un sistem radicular superficial care împletește rapid rădăcinile rododendronilor și interceptează umiditatea. În plus, coroanele lor răspândite întârzie precipitațiile.
Unele plante ( fag, nating, multe conifere) au o activitate alelopatică foarte mare (din greacă. allelon- „în mod reciproc” și patos- „suferință”), așa că rareori formează plantații cu o singură specie. Au opresiunea propriei lor tufișuri din cauza acumulării substante toxice, ceea ce face ca specia să se deplaseze.
Mulți ierburi (unele mai rapide, altele mai încet), crescând, îneacă plantele învecinate, atât erbacee, cât și asemănătoare copacilor, în special soiurile târâtoare de ienupăr. În primul rând, acest lucru se aplică plantelor cu rizomi lungi sau celor care formează numeroși descendenți de rădăcină, deoarece este foarte dificil să se ocupe de expansiunea lor.
Suprimă creșterea altor plante agrişă. Acest arbust, ca salcâm alb, castan de cal, brad, viburnum, Trandafir, liliac, măceșși portocaliu batjocoritor, inhibă activ creșterea altor plante și aparține grupului de monoplante.
__________________________________________
>> Interacțiuni competitive
1. Ce fel de luptă se numește intraspecifică?
2. Ce fel de luptă se numește interspecii?
3. Care sunt trăsăturile luptei intra- și interspecifice?
Într-un sens general, cuvântul „concurență” înseamnă confruntare, rivalitate, competiție. Concurența este extrem de răspândită în natură.
Interacțiunile competitive pot implica spațiu, hrană, lumină, dependență de prădători și alți inamici, expunerea la boli și diverși factori de mediu.
Trebuie avut în vedere faptul că concurența nu poate fi considerată pur și simplu ca utilizarea de către organisme a acesteia resursă naturală. Putem vorbi despre interacțiune negativă doar atunci când această resursă nu este suficientă și când consumul ei comun afectează negativ populatiilor.
Concurența este împărțită în intraspecifică și interspecifică.
Atât competiția intraspecifică, cât și cea interspecifică pot avea o importanță deosebită în formarea diversității și reglarea speciilor numerele fiecare dintre ei.
competiţie intraspecifică. Lupta pentru aceleași resurse între indivizii aceleiași specii se numește competiție intraspecifică. Acesta este un factor important în autoreglementarea populațiilor.
La unele organisme, sub influența competiției intraspecifice pentru spațiu, s-a format un tip interesant de comportament. Se numește teritorialitate.
Teritorialitatea este caracteristică multor specii de păsări, unor pești și altor animale.
La păsări, tipul teritorial de comportament se manifestă astfel: La începutul sezonului de reproducere, masculul alege un habitat (teritoriu) și îl protejează de invazia masculilor din aceeași specie. Rețineți că vocile puternice ale bărbaților pe care le auzim primăvara semnalează doar proprietatea asupra parcelei care ne place și nu ne propunem deloc sarcina de a atrage o femeie, așa cum se crede de obicei.
Un mascul care își păzește strict teritoriul are mai multe șanse să se împerecheze cu succes și să construiască un cuib, în timp ce un mascul care nu poate să-și asigure un teritoriu nu se va reproduce. Uneori, femela participă și la protecția teritoriului. Ca urmare, într-o zonă protejată, afacerea complexă de îngrijire a cuibului și a puilor nu este perturbată de prezența altor perechi de părinți.
Astfel, comportamentul teritorial poate fi considerat un regulator ecologic, deoarece permite evitarea în mod egal atât a suprapopulării, cât și a subpopulării.
Un exemplu viu de competiție intraspecifică, pe care toată lumea o putea vedea în pădure, este așa-numita auto-rățiere în plantelor.
Acest proces începe cu sechestrarea teritoriului. De exemplu, undeva într-o zonă deschisă, nu departe de un molid mare care dă multe semințe, apar câteva zeci de lăstari - brazi mici de Crăciun. Prima sarcină este finalizată - populația a crescut și a capturat teritoriul de care are nevoie pentru a supraviețui. Astfel, teritorialitatea la plante este exprimată diferit decât la animale: locul este ocupat nu de un individ, ci de un grup.
Copacii tineri cresc, pe parcurs umbrind și asuprind plantele erbacee de sub coroana lor (aceasta este deja competiție interspecifică). De-a lungul timpului, între copaci apare o diferență inevitabilă de creștere - unii, mai slabi, rămân în urmă, alții depășesc. Deoarece molidul este o specie foarte iubitoare de lumină (coroana sa absoarbe aproape toată lumina care cade pe el), pomii de Crăciun mai slabi încep să experimenteze din ce în ce mai multă umbrire față de cei mai înalți și se usucă treptat și mor.
Până la urmă, după mulți ani petrecuți într-o poiană, din câteva zeci de brazi, au rămas doi-trei arbori (sau chiar unul) - cei mai puternici indivizi din întreaga generație (Fig. 128).
Densitatea mare a animalelor este un factor de oprimare care reduce reproducerea chiar și cu o abundență de resurse alimentare. De exemplu, cu un număr mare de mormoloci, cei care cresc mai repede eliberează în apă substanțe care inhibă dezvoltarea acelor mormoloci care cresc mai încet.
Competiția interspecie.
Concurența între indivizi din diferite specii este extrem de răspândită în natură și afectează aproape fiecare specie, deoarece este rar ca o specie să nu experimenteze cel puțin o mică presiune din partea organismelor altor specii. Cu toate acestea, ecologia consideră competiția interspecifică într-un sens specific, îngust - doar ca relații reciproc negative ale speciilor strâns înrudite sau asemănătoare din punct de vedere ecologic care trăiesc împreună.
Formele de manifestare a competiției interspecifice pot fi foarte diferite: de la luptă acerbă până la coexistența aproape pașnică. Dar, de regulă, a două specii cu aceleași nevoi ecologice, una o înlocuiește neapărat pe cealaltă.
Un exemplu clasic de competiție interspecifică este descris de rusă biolog G, F. Experimentele Gause. În aceste experimente, culturile a două tipuri de ciliați-pantofi cu o natură similară a nutriției au fost plasate separat și împreună în vase cu infuzie de fân. Fiecare specie, amplasată separat, s-a înmulțit cu succes, ajungând la abundența optimă. Când ambele culturi au fost plasate într-un singur vas, numărul uneia dintre specii a scăzut treptat și a dispărut din perfuzie (Fig. 129).
Regula dedusă din aceste experimente, așa-numitul principiu Gause, este că două specii identice ecologic nu pot coexista. Concurența este deosebit de acerbă între organisme cu nevoi ecologice similare.
Ca urmare a concurenței în comunitate, coexistă doar acele specii care au reușit să se deosebească cel puțin ușor în ceea ce privește cerințele ecologice. Deci, păsările insectivore care se hrănesc cu copaci evită competiția între ele din cauza caracter diferit caută prada în diferite părți ale copacului.
Astfel, competiția interspecifică poate avea două rezultate: fie deplasarea uneia dintre cele două specii din comunitate, fie divergența ambelor specii în nișe ecologice. Relațiile de concurență sunt unul dintre cei mai importanți factori în formarea compoziției speciilor și reglarea numărului de populații dintr-o comunitate.
Competiția interspecifică poate juca un rol important în modelarea aspectului unei comunități naturale. Prin generarea și consolidarea diversității organismelor, concurența contribuie la creșterea stabilității comunităților și la o utilizare mai eficientă a resurselor disponibile.
Competiția intraspecifică. Competiția interspecie.
1. Ce tipuri de competiție cunoașteți?
2. Ce este teritorialitatea? Ce rol joacă ea în comunitate?
3. De ce speciile cu un mod de viață similar pot trăi adesea pe același teritoriu?
4. Cum se poate explica coexistența pe termen lung a speciilor concurente în natură?
5. Ce tip de competiție este cel mai important în modelarea compoziției de specii a comunităților naturale?
Observati in natura manifestarile competitiei intraspecifice si interspecifice. Încercați să explicați care sunt diferențele lor și care sunt asemănările lor.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie clasa a 10-a
Trimis de cititorii de pe site
Competiție- un tip de relații interspecifice și intraspecifice, în care o populație sau indivizi în lupta pentru hrană, loc de reședință și alte condiții necesare vieții care se afectează reciproc negativ. Alocați concurență intraspecifică, interspecifică, directă și indirectă.
competiţie intraspecifică
Competiția intraspecifică este competiția dintre indivizii aceleiași specii pentru resurse vitale. Concurența dintre indivizii aceleiași specii poate reduce supraviețuirea și fertilitatea animalelor, cu cât este mai puternică, cu atât densitatea este mai mare. Indivizii concurenți nu sunt echivalenti deoarece au un genotip diferit. Această interacțiune este asimetrică.
Exemple de competiție: umbrirea reciprocă a plantelor, lupta pentru o femelă, lupta pentru teritoriu la animalele teritoriale.
Concurenta interspecifica
Evoluția fiecărei populații individuale a avut loc în interacțiune cu alte populații cu care au format anumite grupări. Grupările de o singură specie pot exista numai în perfectă izolare de lumea exterioară și, poate, nu pentru mult timp. Potențialul de viață al speciei care a supraviețuit până în zilele noastre s-a format în procesul unei lungi lupte interspecifice pentru existență. Relațiile de concurență sunt unul dintre cele mai importante mecanisme de reglare a compoziției speciilor a fiecărui grup, a distribuției spațiale a speciilor și a numărului acestora. Oamenii de știință americani E. Pianka (1981), A. Lotka (1922) și W. Volterra (1926, 1931) au fost primii care au dezvoltat o bază teoretică relativ puternică, deși foarte simplificată, pentru studierea concurenței. Există două anulări între plante și animale, care sunt de mare importanță pentru studiul competiției. În primul rând, doar un număr mic de plante au o perioadă de generare mai mică de un an, astfel încât, în multe cazuri, ecologistii plantelor nu sunt în măsură să efectueze experimentele îndelungate care au demonstrat excluderea competitivă. În al doilea rând, creșterea și supraviețuirea plantelor este foarte influențată de diferitele condiții în care trăiesc. De exemplu, în condiții de aglomerație mare, creșterea plantelor încetinește, iar acestea nu ating dezvoltarea deplină, deși pot produce semințe. În schimb, populațiile de animale răspund, de obicei, la supraaglomerare, cu o mortalitate crescută și creșterea pipernicită. relatii competitive pot servi trei modele de încercare, care descriu: 1) concurenţa imperfectă, când competiţia interspecifică este un factor limitativ, dar nu duce la eliminarea (eliminarea) completă a unuia dintre concurenţi din arena interacţiunii; 2) competiția perfectă, descrisă de modelele Gause și Lotka-Volterra, când o specie este crescută treptat în procesul de competiție pentru o resursă comună; 3) competiție superperfectă, când efectul de suprimare este foarte puternic și se manifestă imediat, de exemplu, când antibioticele sunt izolate (alelopatie). Predarea poate fi, de asemenea, un exemplu clar de astfel de competiție „super-puternică”.
Pentru o mai bună înțelegere a competiției interspecifice, merită să ne oprim asupra unor concepte precum coexistența și excluderea competitivă, substituția ecologică a speciilor, compresia și eliberarea ecologică, coexistența și distribuția resurselor și divergența evolutivă.
Coexistența și excluderea competitivă este unul dintre cele mai interesante și mai puțin studiat fenomene ecologice. Studiul lor în teren și în laborator oferă date opuse despre natură. Observând viața lumii vegetale și animale, devenim adesea martori ai modului în care speciile coexistă, și nu a modului în care luptă pentru existență. Pe lacurile Shatsky, în Volhynia, mai multe specii de rațe, gâște sălbatice și lebede care se hrănesc cu pești înoată în apropiere cu puii lor. În Grabova Buchyna proaspătă de pe Roztochya, lângă Lviv, 19 specii de arbori, 24 de arbuști și arbuști pitici, 72 trăiesc unul lângă altul, coexistând. plante pe bază de plante. De fapt, acesta este departe de a fi cazul: lupta competitivă pentru utilizarea resurselor, și deci pentru existență, continuă continuu, dar în natură nu este la fel de vizibilă ca în laborator.
G.F.Gause a fost primul din laborator care a creat condiții pentru coexistența a două specii asemănătoare, folosindu-se totuși același mediu nutritiv.Mai târziu, G.F.Gause a efectuat studii similare cu gândacul de făină (Tribolium). Acești gândaci mici sunt ai lor ciclu de viață pot ajunge într-un borcan cu făină, care servește atât ca habitat pentru ei, cât și ca hrană pentru larve și adulți. Când două tipuri diferite de Hrușcic au fost plasate în acest mediu omogen, s-a dovedit că unul dintre ei a câștigat și s-a dezvoltat cu succes, înlocuindu-l pe celălalt. Rezultatele experimentelor de laborator asupra competiției au condus la formularea principiului excluderii competitive, care se mai numește și legea lui Gause: două specii nu pot coexista dacă depind de același mediu limitator. Subliniem - un mediu limitativ, deoarece numai acele resurse care limitează creșterea unei populații pot crea baza competiției.Concurența este asociată cu o interacțiune specifică între specii, care se manifestă rar atunci când fiecare dintre ele este observată separat. Un exemplu al acestui fenomen este creșterea în comun și separat a două tipuri de stejar - obișnuit (Quercus robur) și stâncos (Q.petraea). La tipurile proaspete, aceste două specii pot fi văzute una lângă alta, la tipurile uscate, în special cu rocă pietroasă, stejarul comun este înlocuit cu stejarul. Eliberarea ecologică și compresia ecologică sunt fenomene care sunt opuse în conținutul lor. Eliberarea ecologică constă în eliminarea unui concurent și astfel obținerea de resurse suplimentare. Multe exemple de eliberare ecologică au fost obținute de pădurari care au studiat efectul răririi asupra formării lemnului de calitate. Îndepărtând indivizii care au rămas în urmă în creștere, precum și speciile „nedorite”, creăm condiții favorabile (iluminare, umiditate, suplimentare cu minerale) pentru speciile „dorite”.
Comprimarea mediului se datorează introducerii unui concurent. Fenomenele de compresie ecologică sunt adesea observate pe insulele îndepărtate de continent, cu compoziția lor limitată de specii atât de plante, cât și de animale. Când speciile care au fost strămutate de pe continent sosesc aici, ele se adaptează rapid la noile condiții de creștere cu o diversitate redusă de concurenți și se răspândesc rapid (iepuri și cactusi în Australia). Coexistența și distribuirea resurselor. În versiunile anterioare, competiția era văzută ca excludere și succes, eliminare și supraviețuire, demnitate și suprimare. Acești termeni descriu procesele care au fost observate în grupări în trecut, în timp ce conviețuirea este starea pe care o avem astăzi. De zeci de ani, ecologiștii studiază condițiile necesare coexistenței speciilor. Analiza matematică a competiţiei interspecii afirmă că dacă această specieîși limitează dimensiunea la populația altei specii și invers, atunci este posibilă coexistența între astfel de două specii. Aceste condiții sunt îndeplinite dacă fiecare specie folosește o resursă ușor diferită de cealaltă. Se știe că speciile evită suprapunerea ecologică prin alocarea resurselor disponibile între ele în funcție de dimensiunea și forma lor, compoziția chimică, locul în care apar și sezonalitatea lor. După cum puteți vedea, rezultatul competiției depinde în mare măsură de modul în care speciile concurente folosesc (cu succes sau fără succes) un mediu extrem de eterogen, constând în principal din zone separate („locuri”) cu condiții favorabile și nefavorabile. Rezistența la condiții nefavorabile face posibil ca anumite specii să găsească hrană într-un moment în care altele mor. Speciile concurente, de regulă, nu apar în același habitat și împărtășesc nu numai resursele alimentare, ci și spațiul. De exemplu, fiecare dintre cele cinci specii de veluci americani (Dendroica), care cuibăresc în statul american Maine, se hrănește cu diferite părți ale copacilor și se caracterizează prin unele diferențe în găsirea insectelor între ramuri și frunze.Ecologistul englez D. Lek (1971) au descris coexistența a cinci specii de țâțe în păduri de foioase lângă Oxford și a concluzionat că în cea mai mare parte a anului sunt despărțiți din cauza separării zonelor lor de hrănire, a abolirii în dimensiune a insectelor și a rezistenței semințelor cu care se hrănesc. Izolarea ecologică este asociată cu diferența de masă a țâțelor, dimensiunea și forma ciocului. În ciuda asemănărilor cu țâții (Figura 4.30), fiecare specie își folosește resursele alimentare în mod diferit. Pitigoiul se hrănește în principal pe pământ, mâncând insecte de peste 6 mm lungime, alune de pădure, ghinde, semințe de grâu și nuci de fag. Pițigoiul de mlaștină rămâne mai sus decât pițigoiul mare, dar mai jos decât pițigoiul albastru, hrănindu-se în tufiș, în treptele inferioare ale copacilor și pe iarbă cu insecte de dimensiunea de 3-4 mm, semințe de brusture, lingonberry, caprifoi și oxalis. . Pițigoiul mic de porumbel se hrănește în principal în coroanele stejarilor, deoarece masa sa mică și dexteritatea îi permit să stea pe crenguțe și frunze mici. Dieta sa include insecte, a căror dimensiune de obicei nu depășește 2 mm. Le scoate de sub scoarță. De regulă, porumbelul pițigoi NU SE Hrănește cu semințe (cu excepția mesteacănului). Moskovka, spre deosebire de pițigoi albastru, păstrează cel mai adesea ramuri mari de stejar sau molid care se extind din trunchi. Se hrănește în principal cu insecte cu lungimea mai mică de 2 mm. Și, în cele din urmă, pițigoiul cu cap brun, care este foarte asemănător cu pițigoiul de mlaștină, se hrănește pe țărm, soc și acoperiș de iarbă; Spre deosebire de ghiica de mlaștină, practic nu apare pe stejari; mănâncă foarte puține semințe. M. Bigon, J. Harper și K. Townsend (1991) prezintă trei posibile explicații pentru o astfel de coexistență a vivo.Prima se bazează pe așa-numita „concurență curentă” (concurență curentă). De exemplu, țâții sunt specii concurente. coexistenţa lor este o consecinţă a rezolvării nişelor ecologice. Cu toate acestea, în absența unui concurent, își pot extinde nișele, adică stăpânesc nișele fundamentale. În al doilea rând, este condusă din punct de vedere evolutiv de plecarea competiției, pe care Connell (1980) a numit-o „fantoma trecutului competitiv”. Cele cinci specii de țâțe menționate mai sus, a căror casă erau pădurile de lângă Oxford, s-au „obișnuit” de mult între ele, iar competiția lor a rămas în trecutul evolutiv îndepărtat. nișele lor ecologice fundamentale s-au suprapus de mult timp. A treia explicație poate fi justificată de aceeași situație cu sânii. În cursul evoluției lor, aceste tipuri de țâțe au reacționat diferit și independent la selecția naturală, deoarece sunt specii diferite care au caracteristici diferite. Cu toate acestea, ei nu concurează în prezent și nu au mai fost niciodată în trecut pentru că s-a întâmplat să fie diferiți. Fără îndoială că aceste trei explicații, luate împreună sau separat, nu pot interpreta fără echivoc niciunul dintre exemplele de coexistență a speciilor date. Ecologul trebuie să facă o mulțime de calcule analitice pentru a stabili care dintre cele trei explicații ar putea fi probabilă pentru o anumită situație.
Interacțiunile speciilor în compoziția biocenozei sunt caracterizate nu numai prin legături de-a lungul liniei relațiilor trofice directe, ci și prin numeroase legături indirecte care unesc specii atât de același nivel, cât și de niveluri trofice diferite.
Competiție- aceasta este formă de relație care apare atunci când două specii folosesc aceleași resurse(spațiu, hrană, adăpost etc.).
Distinge 2 forme de competitie:
- competiție directă, în care se dezvoltă relații antagonice dirijate între populațiile de specii din biocenoză, exprimată în forme diferite asuprire: lupte, suprimare chimică a unui concurent etc.;
- competiție indirectă, exprimată în faptul că una dintre specii înrăutățește condițiile de habitat pentru existența unei alte specii.
Concurența poate fi atât în interiorul unei specii, cât și între mai multe specii din același gen (sau mai multe genuri):
Competiția intraspecifică are loc între indivizii aceleiași specii. Acest tip de competiție este fundamental diferit de competiția interspecifică și se exprimă în principal în comportamentul teritorial al animalelor care își protejează locurile de cuibărit și o anumită zonă din zonă. Acestea sunt multe păsări și pești. Relațiile indivizilor din populații (în cadrul unei specii) sunt diverse și contradictorii. Și dacă adaptările specifice sunt utile pentru întreaga populație, atunci pentru indivizi individuali pot fi dăunătoare și pot provoca moartea lor. Odată cu creșterea excesivă a numărului de indivizi, lupta intraspecifică se intensifică. Adică lupta intraspecifică este însoțită de scăderea fertilității și moartea unor indivizi ai speciei. Există o serie de adaptări care ajută indivizii aceleiași populații să evite confruntarea directă între ei - puteți întâlni asistență și cooperare reciprocă (hrănire în comun, creștere și protejarea descendenților);
Competiția interspecifică este orice interacțiune între populații care le afectează în mod negativ creșterea și supraviețuirea. Se observă luptă interspecifică între populațiile diferitelor specii. Se derulează foarte repede dacă specia are nevoie de condiții similare și aparține aceluiași gen. Lupta interspecifică pentru existență include utilizarea unilaterală a unei specii de către alta, adică relația „prădător-pradă”. O formă a luptei pentru existență în sens larg este favorizarea unei specii către alta fără a se face rău (de exemplu, păsările și mamiferele distribuie fructe și semințe); favorizarea reciprocă a unei specii față de alta fără a se prejudicia ea însăși (de exemplu, florile și polenizatorii acestora). Lupta împotriva condițiilor nefavorabile de mediu se observă în orice parte a gamei, când condițiile de mediu externe se înrăutățesc: cu fluctuații zilnice și sezoniere ale temperaturii și umidității. Interacțiunile biotice dintre populațiile a două specii sunt clasificate în:
neutralism - când o populație nu o afectează pe alta;
competiție - suprimarea ambelor specii;
amensalism - o populație o suprimă pe alta, dar nu experimentează ea însăși un impact negativ;
prădare - indivizii prădători sunt mai mari decât indivizii pradă;
comensalism - o populatie beneficiaza de asociere cu o alta populatie, iar aceasta din urma este indiferenta;
proto-cooperare - interacțiunea este favorabilă ambelor specii, dar nu neapărat;
mutualism – interacțiunea trebuie să fie neapărat favorabilă ambelor specii.
Un exemplu de model de interacțiuni interpopulaționale este „răspândirea indivizilor de „ghinda de mare” - balyanus, care se așează pe roci deasupra zonei intertidale, deoarece nu pot rezista la uscare. Chthameclus mai mici, pe de altă parte, apar numai deasupra acestei zone. Deși larvele lor se stabilesc în zona de așezare, concurența directă din partea balanilor, care sunt capabile să deranjeze concurenții din substrat, împiedică apariția lor în acest teritoriu. La rândul lor, balyanuses pot fi înlocuite cu midii. Dar totusi, mai tarziu, cand midiile ocupa intregul spatiu, balanusele incep sa se aseze pe cochilie, crescand din nou numarul lor. În competiție pentru adăposturile de cuibărit, pițigoiul cel mare domină pițigoiul mai mic, captând cutii de cuiburi cu o intrare dimensiune mai mare. În afara competiției, pițigoiul albastru preferă o intrare de 32 mm, iar în prezența unui pițigoi mare se așează în scobituri cu intrare de 26 mm, nepotrivită unui concurent. În biocenozele pădurii, competiția dintre șoarecii de pădure și șoarecii de bancă duce la schimbări regulate în distribuția biotopică a speciilor. În anii cu un număr crescut, șoarecii de lemn populează diverse biotope, înlocuind volei de maluri în locuri mai puțin favorabile.
Principalele tipuri de relații de interpopulare („prădător - pradă”, mutualism, simbioză)
Relațiile competitive pot fi foarte diferite - de la luptă fizică directă la coexistență pașnică. Și, în același timp, dacă două specii cu aceleași nevoi ecologice se găsesc în aceeași comunitate, atunci un concurent îl va îndepărta cu siguranță pe celălalt. Această regulă de mediu se numește "lege excluderea competitivă", formulat G.F. Gause. Conform rezultatelor experimentelor sale, se poate spune că printre speciile cu o natură similară a nutriției, după ceva timp, indivizii unei singure specii rămân în viață, supraviețuind în lupta pentru hrană, deoarece populația sa a crescut și s-a înmulțit mai repede. El este câștigătorul în competiție. o specie care, într-o situație ecologică dată, are avantaje cel puțin mici față de altele și, în consecință, o adaptabilitate mai mare la condițiile de mediu.
Competiția este unul dintre motivele pentru care două specii care diferă ușor în specificul alimentației, comportamentului, stilului de viață etc., conviețuiesc rar în aceeași comunitate. În acest caz, concurența este ostilitate directă. Cea mai acerbă competiție, cu consecințe neprevăzute, apare atunci când omul introduce specii de animale în comunități fără a ține cont de relațiile deja stabilite. Dar adesea concurența se manifestă indirect, este de natură nesemnificativă, deoarece. tipuri diferite percepe aceiași factori de mediu în mod diferit. Cu cât posibilitățile organismelor sunt mai diverse, cu atât concurența va fi mai puțin intensă.
Mutualismul(simbioză) - una dintre etapele dezvoltării dependenței a două populații una față de alta, când asocierea are loc între organisme foarte diferite și cele mai importante sisteme mutualiste apar între autotrofe și heterotrofe. Exemple clasice de relații mutualiste sunt anemonele și peștii care trăiesc în corola tentaculelor lor; crabi pustnici și anemone de mare. Sunt cunoscute și alte exemple de acest tip de relație. Deci, viermele lui Aspidosiphon Varsta fragedaîși ascunde corpul într-o coajă mică și goală de gasteropod.
Forme mutualiste de relații sunt cunoscute și în lumea plantelor: în sistemul radicular al plantelor superioare se stabilesc legături cu ciuperci formatoare de micorize și bacterii fixatoare de azot. Simbioza cu ciupercile micorizice oferă plantelor minerale, iar ciupercilor zaharuri. În mod similar, bacteriile fixatoare de azot, care furnizează plantei cu azot, primesc carbohidrați (sub formă de zaharuri) din aceasta. Pe baza unor astfel de relații se formează un complex de adaptări care asigură stabilitatea și eficiența funcțională a interacțiunilor mutualiste.
Forme de conexiuni mai strânse și semnificative biologic apar în așa-numitele endosimbioza -conviețuirea, în care una dintre specii se instalează în corpul alteia. Așa sunt relațiile animalelor superioare cu bacteriile și protozoarele tractului intestinal.
Multe animale conțin organisme fotosintetice (în principal alge inferioare) în țesuturile lor. Se cunoaște așezarea algelor verzi în lâna leneșilor, în timp ce algele folosesc lâna ca substrat, iar pentru leneș creează o culoare protectoare.
O simbioză a multor pește de adâncime cu bacterii strălucitoare. Această formă de mutualism oferă culoarea luminii care este atât de importantă în întuneric prin crearea de organe luminoase - fotofore. Țesuturile organelor luminoase sunt aprovizionate din abundență cu nutrienți necesari vieții bacteriilor.
Predare. Legile sistemului „prădător-pradă”.
Prădător -este un organism cu viață liberă care se hrănește cu alte organisme animale sau alimente vegetale, adică, organismele unei populații servesc drept hrană pentru organismele unei alte populații. De regulă, prădătorul prinde mai întâi prada, o ucide și apoi o mănâncă. Pentru a face acest lucru, are dispozitive speciale.
La victime dezvoltat de asemenea istoric proprietăți protectoare sub formă de caracteristici anatomice, morfologice, fiziologice, biochimice, de exemplu: excrescențe ale corpului, vârfuri, țepi, cochilii, colorație protectoare, glande otrăvitoare, capacitatea de a se îngropa în pământ, de a se ascunde rapid, de a construi adăposturi inaccesibile prădătorilor, de a recurge la semnalizarea pericolului.
Ca urmare a unor astfel de adaptări interdependente, sigur grupări de organisme ca pradatori specializati si prada specializata. O amplă literatură este dedicată analizei și interpretării matematice a acestor relații, începând cu modelul clasic Volterra-Lotka (A Lotka, 1925; V. Volterra, 1926, 1931) și până la numeroasele sale modificări.
Legile sistemului „prădător – pradă” (V. Volterra):
- lege ciclu periodic - procesul de distrugere a prăzii de către un prădător duce adesea la fluctuații periodice ale mărimii populației ambelor specii, în funcție doar de rata de creștere a populațiilor de prădători și de pradă și de raportul inițial al numărului acestora;
- lege păstrarea mediilor - mărimea medie a populației pentru fiecare specie este constantă, indiferent de nivelul de plecare, cu condiția ca ratele specifice de creștere a populației, precum și eficiența prădării să fie constante;
- lege încălcări ale mediilor - cu o perturbare similară a populațiilor de prădători și pradă (de exemplu, pești în cursul pescuitului proporțional cu abundența lor), populația medie de pradă crește, iar populația de prădători scade.
Modelul Volterra-Lotka. Modelul „prădător-pradă” este considerat ca o structură spațială. Structurile se pot forma atât în timp, cât și în spațiu. Astfel de structuri sunt numite „spațio-temporal”.
Un exemplu de structuri temporale este evoluția numărului de iepuri de munte și râși, care se caracterizează prin fluctuații în timp. Râșii se hrănesc cu iepuri de câmp, iar iepurii mănâncă hrană vegetală, care este disponibilă în cantități nelimitate, astfel încât numărul de iepuri de câmp crește (creșterea ofertei de hrană disponibilă pentru râși). Ca urmare, numărul de prădători crește până când devine un număr semnificativ dintre ei, iar apoi distrugerea iepurilor de câmp are loc foarte rapid. Ca urmare, numărul de pradă scade, rezervele de hrană ale râșilor se epuizează și, în consecință, numărul acestora scade. Apoi, din nou, numărul de iepuri de câmp crește, respectiv, râșii încep să se înmulțească rapid și totul se repetă de la început.
Acest exemplu este considerat în literatură ca modelul Lotka-Volterra, care descrie nu numai fluctuațiile populației în ecologie, ci este și un model al fluctuațiilor concentrice neamortizate în sistemele chimice.
Factori limitatori
Conceptul de factori limitatori se bazează pe două legi ale ecologiei: legea minimului și legea toleranței.
Legea minimului. La mijlocul secolului înainte de ultimul, un chimist german Y. Liebig(1840), studiind efectul nutrienților asupra creșterii plantelor, au descoperit că randamentul nu depinde de acei nutrienți care sunt necesari în cantități mari și sunt prezenți din abundență (de exemplu, CO 2 și H 2 0), ci de cei care , deși și sunt necesare plantei în cantități mai mici, dar sunt practic absente în sol sau inaccesibile (de exemplu, fosfor, zinc, bor). Liebig a formulat acest model după cum urmează: „Creșterea unei plante depinde de elementul de nutriție care este prezent în cantitate minimă”. Această concluzie a devenit ulterior cunoscută drept legea minimului a lui Liebig și a fost extinsă la multe altele. factori de mediu.
Căldura, lumina, apa, oxigenul și alți factori pot limita sau limita dezvoltarea organismelor dacă valoarea lor corespunde minimului ecologic.
De exemplu, peștii tropicali „îngerul” mor dacă temperatura apei scade sub 16°C. Și dezvoltarea algelor în ecosistemele de adâncime este limitată de adâncimea de penetrare a luminii solare: nu există alge în straturile inferioare.
Legea lui Liebig a minimului poate fi formulată după cum urmează:creșterea și dezvoltarea organismelor depind, în primul rând, de acei factori ai mediului natural, ale căror valori se apropie de minimul ecologic.
Cercetările au arătat că legea minimului are 2 limitări care ar trebui luate în considerare în practică:
- Prima limitare este că legea lui Liebig este strict aplicabilă in conditii staționar starea sistemului.
De exemplu, într-un anumit corp de apă, creșterea algelor este limitată la vivo lipsa de fosfați. În același timp, compușii de azot sunt conținuti în apă în exces. Dacă apa uzată cu un conținut ridicat de fosfor mineral este descărcată într-un astfel de rezervor, atunci rezervorul poate „înflori”. Acest proces va progresa până când unul dintre elemente este utilizat până la limita minimă. Acum ar putea fi azot dacă fosforul continuă să curgă. În momentul de tranziție (când azotul este încă insuficient, dar fosforul este deja suficient), efectul minimului nu este observat, adică niciunul dintre aceste elemente nu afectează creșterea algelor;
- a doua constrângere asociat cu interacțiunea mai multor factori. Uneori corpul este capabil înlocuiți elementul deficitar altele, legate chimic .
Deci, în locurile în care există mult stronțiu, în cochilii de moluște, poate înlocui calciul cu o lipsă a acestuia din urmă. Sau, de exemplu, nevoia de zinc la unele plante este redusă dacă cresc la umbră. Prin urmare, o concentrație scăzută de zinc va limita creșterea plantelor mai puțin la umbră decât eu în lumină puternică. În aceste cazuri, efectul limitativ chiar și al unei cantități insuficiente de unul sau altul element poate să nu se manifeste.
Legea toleranței(din lat. toleranţă- răbdare) a fost descoperit de un biolog englez W. Shelford(1913), care a atras atenția asupra faptului că nu numai acei factori de mediu, ale căror valori sunt minime, ci și cei care se caracterizează prin maxim ecologic. Excesul de căldură, lumină, apă și chiar nutrienți pot fi la fel de devastatoare ca și deficiența lor. W. Shelford a numit intervalul factorului ecologic între minim și maxim „limită de toleranță”.
Limita de toleranțădescrie amplitudinea fluctuațiilor factorilor, ceea ce asigură cea mai completă existență a populației.
Ulterior, au fost stabilite limite de toleranță pentru diverși factori de mediu pentru multe plante și animale. Legile lui J. Liebig și W. Shelford au ajutat la înțelegerea multor fenomene și distribuția organismelor în natură. Organismele nu pot fi distribuite peste tot deoarece populațiile au o anumită limită de toleranță în raport cu fluctuațiile factorilor de mediu de mediu.
Legea toleranței a lui W. Shelford este formulat astfel: creșterea și dezvoltarea organismelor depind, în primul rând, de acei factori de mediu, ale căror valori se apropie de minimul ecologic sau maximul ecologic. S-au stabilit următoarele:
Organismele cu o gamă largă de toleranță la toți factorii sunt larg distribuite în natură și sunt adesea cosmopolite (de exemplu, multe bacterii patogene);
Organismele pot avea o gamă largă de toleranță pentru un factor și o gamă îngustă pentru altul (de exemplu, oamenii sunt mai toleranți față de absența alimentelor decât absența apei, adică limita de toleranță pentru apă este mai îngustă decât pentru alimente);
Dacă condițiile pentru unul dintre factorii de mediu devin suboptime, atunci se poate modifica și limita de toleranță pentru alți factori (de exemplu, cu lipsa de azot în sol, cerealele necesită mult mai multă apă);
Limitele reale ale toleranței observate în natură sunt mai mici decât potențialul organismului de a se adapta la acest factor. Acest lucru se explică prin faptul că în natură limitele de toleranță în raport cu condițiile fizice ale mediului pot fi restrânse prin relații biologice: competiție, lipsă de polenizatori, prădători etc. Orice persoană își realizează mai bine potențialul
oportunități în condiții favorabile (de exemplu, adunări de sportivi pentru antrenamente speciale înainte de competiții importante). Plasticitatea ecologică potențială a unui organism, determinată în condiții de laborator, este mai mare decât posibilitățile realizate în condiții naturale. În consecință, distingeți potenţialși implementate nișe ecologice;
- limitele toleranţei la indivizii reproducători şi există mai puțini descendenți decât la adulți, adică femelele în timpul sezonului de reproducere, iar puii lor sunt mai puțin rezistenți decât organismele adulte.
Astfel, distribuția geografică a păsărilor de vânat este determinată mai des de influența climei asupra ouălor și puilor, și nu asupra păsărilor adulte. îngrijirea urmașilor și atitudine atentă la maternitate sunt dictate de legile naturii. Din păcate, uneori „realizările” sociale contrazic aceste legi;
Valorile extreme (de stres) ale unuia dintre factori duc la o scădere a limitei de toleranță pentru alți factori.
Dacă apa încălzită este aruncată în râu, atunci peștii și alte organisme își consumă aproape toată energia pentru a face față stresului. Nu au suficientă energie pentru a obține hrană, protecție împotriva prădătorilor, reproducere, ceea ce duce la dispariția treptată. Stresul psihologic poate provoca, de asemenea, multe somatice (din greacă. soma-. corp) boli nu numai la oameni, ci și la unele animale (de exemplu, la câini). Cu valorile de stres ale factorului, adaptarea la acesta devine din ce în ce mai dificilă.
Multe organisme sunt capabile să modifice toleranța la factorii individuali dacă condițiile se schimbă treptat. Poți, de exemplu, să te obișnuiești temperatura ridicata apă în baie, dacă urcați în apă fierbinte, apoi adăugați treptat apă fierbinte. Această adaptare la schimbarea lentă a factorului este o proprietate de protecție utilă. Dar poate fi și periculos. Neașteptate, fără semnale de avertizare, chiar și o mică schimbare poate fi critică. Venire efect de prag. De exemplu, o crenguță subțire poate sparge spatele unei cămile deja supraîntins.
Daca valoarea a cel putin unuia dintre factorii de mediu se apropie de un minim sau maxim, existenta si dezvoltarea unui organism, populatie sau comunitate devine dependenta de acest factor, care limiteaza activitatea vietii.
Factorul limitativ esteorice factor de mediu care se apropie sau depășește valorile extreme ale limitelor de toleranță. Astfel de factori puternic deviați devin de o importanță capitală în viața organismelor și a sistemelor biologice. Ei sunt cei care controlează condițiile de existență.
Valoarea conceptului de factori limitatori constă în faptul că vă permite să înțelegeți relațiile complexe din ecosisteme. Rețineți că nu toți factorii de mediu posibili reglează relația dintre mediu, organisme și oameni. Prioritatea într-o anumită perioadă de timp sunt diverși factori limitativi. Tocmai asupra lor ar trebui să se concentreze atenția în studiul ecosistemelor și managementul acestora. De exemplu, conținutul de oxigen din habitatele terestre este mare și este atât de disponibil încât aproape niciodată nu servește ca factor limitator (cu excepția altitudinilor mari, a sistemelor antropice). Oxigenul prezintă puțin interes pentru ecologistii terestre. Și în apă, este adesea un factor care limitează dezvoltarea organismelor vii („ucide” pești, de exemplu). De aceea hidrobiolog masoara continutul de oxigen al apei, spre deosebire de un medic veterinar sau un ornitolog, desi pt organisme terestre oxigenul nu este mai puțin important decât pentru apă.
Factorii limitativi determină şi zona geografica drăguț. Astfel, mișcarea organismelor spre nord este limitată, de regulă, de lipsa de căldură.
Răspândirea anumitor organisme este adesea limitată și biotic factori.
De exemplu, smochinele aduse din Marea Mediterană în California nu au dat roade acolo până când au ghicit să aducă acolo un anumit tip de viespe - singurul polenizator al acestei plante.
Identificarea factorilor limitanți este foarte importantă pentru multe activități, în special pentru agricultură. Cu un impact țintit asupra condițiilor limitative, este posibilă creșterea rapidă și eficientă a randamentului plantelor și a productivității animalelor.
Deci, atunci când grâul este cultivat pe soluri acide, nicio măsură agronomică nu va avea efect dacă nu se folosește varul, ceea ce va reduce efectul limitator al acizilor. Sau dacă cultivi porumb pe soluri cu un conținut foarte scăzut de fosfor, atunci chiar și cu suficientă apă, azot, potasiu și alți nutrienți, acesta încetează să crească. Fosforul este factorul limitativ în acest caz. Și numai îngrășămintele cu fosfat pot salva recolta. Plantele pot muri din prea multe un numar mare apa sau exces: ingrasaminte, care in acest caz sunt factori limitanti.
Cunoașterea factorilor limitatori oferă cheia managementului ecosistemului. Cu toate acestea, în diferite perioade ale vieții organismului și în diferite situații, diverși factori acționează ca factori limitatori. Prin urmare, doar o reglementare pricepută a condițiilor de existență poate da rezultate eficiente de management.
Informații similare.
Competiția biologică interspecifică este un proces natural de luptă între diferiți indivizi pentru spațiu și resurse (hrană, apă, lumină). Apare atunci când speciile au nevoi similare. Un alt motiv pentru începerea competiției este resursele limitate. Dacă condițiile naturale asigură un exces de hrană, nu va exista nicio luptă nici între indivizi cu nevoi foarte asemănătoare. Competiția interspecifică poate duce la dispariția unei specii sau la deplasarea acesteia din fostul habitat.
Luptă pentru existență
În secolul al XIX-lea, competiția interspecifică era studiată de cercetătorii implicați în formarea teoriei evoluției. Charles Darwin a remarcat că exemplul canonic al unei astfel de lupte este coexistența mamiferelor erbivore și a lăcustelor care se hrănesc cu aceeași specie de plante. Căprioarele care mănâncă frunzele copacilor privează bizonii de hrană. Rivalii tipici sunt nurca și vidra, care se scot reciproc din apele contestate.
Regnul animal nu este singurul mediu în care astfel de lupte interspecifice se întâlnesc și printre plante. Nici măcar părțile de deasupra solului nu sunt în conflict, ci sistemele de rădăcină. Unele specii le asupresc pe altele căi diferite. Umiditatea solului și mineralele sunt îndepărtate. Un exemplu izbitor de astfel de acțiuni este activitatea buruienilor. Unele sisteme radiculare, cu ajutorul secrețiilor lor, se schimbă compoziție chimică soluri, care împiedică dezvoltarea vecinilor. În mod similar, se manifestă competiția interspecifică între iarba de grâu târâtoare și răsadul de pin.
Nișe ecologice
Interacțiunea competitivă poate fi foarte diferită: de la conviețuirea pașnică la lupta fizică. În plantațiile mixte, copacii cu creștere rapidă îi asupresc pe cei cu creștere lentă. Ciupercile inhibă creșterea bacteriilor prin sintetizarea antibioticelor. Competiția interspecifică poate duce la demarcarea sărăciei ecologice și la creșterea numărului de diferențe între specii. Deci, condițiile de mediu, totalitatea relațiilor cu vecinii se schimbă. nu este echivalent cu habitatul (spațiul în care locuiește individul). În acest caz vorbim despre toate stilurile de viață. Un habitat poate fi numit o „adresă”, iar o nișă ecologică o „meserie”.
În general, competiția interspecifică este un exemplu de orice interacțiune între specii care le afectează negativ supraviețuirea și creșterea. Drept urmare, rivalii fie se adaptează unul la altul, fie un adversar îl înlocuiește pe celălalt. Acest tipar este caracteristic oricărei lupte, fie că este vorba de utilizarea acelorași resurse, de prădare sau de interacțiune chimică.
Ritmul luptei crește atunci când este vorba de specii care sunt asemănătoare sau aparțin aceluiași gen. Un exemplu similar de competiție interspecifică este povestea șobolanilor gri și negri. Anterior, aceste specii diferite ale aceluiași gen coexistau între ele în orașe. Cu toate acestea, datorită adaptării lor mai bune șobolani cenușii i-a strămutat pe negrii, lăsându-i cu pădurile drept habitat.
Cum poate fi explicat acest lucru? înotători mai buni, sunt mai mari și mai agresivi. Aceste caracteristici au influențat rezultatul competiției interspecifice descrise. Există multe exemple de astfel de ciocniri. Foarte asemănătoare a fost lupta dintre sturzii de vâscă și sturzii cântece din Scoția. Și în Australia, albinele aduse din Lumea Veche le-au înlocuit pe albinele native mai mici.
Exploatarea și interferența
Pentru a înțelege în ce cazuri apare competiția interspecifică, este suficient să știm că în natură nu există două specii care să ocupe aceeași nișă ecologică. Dacă organismele sunt strâns legate și duc un stil de viață similar, ele nu vor putea trăi în același loc. Atunci când ocupă un teritoriu comun, aceste specii se hrănesc cu alimente diferite sau sunt active în el timp diferit zile. Într-un fel sau altul, acești indivizi au neapărat o trăsătură diferită care le oferă posibilitatea de a ocupa nișe diferite.
Coexistența pașnică externă poate fi, de asemenea, un exemplu de competiție între specii. Relațiile dintre anumite specii de plante oferă un astfel de exemplu. Speciile de mesteacăn și pin iubitoare de lumină protejează răsadurile de molid pe moarte locuri deschise de la îngheț. Acest echilibru este mai devreme sau mai târziu perturbat. Molizii tineri se închid și ucid răsaduri noi ale speciilor care au nevoie de soare.
Vecinătatea diferitelor specii de pipăi de rocă este un alt exemplu izbitor de separare morfologică și ecologică a speciilor, ceea ce duce la competiția interspecifică a biologiei. Acolo unde aceste păsări trăiesc una lângă cealaltă, felul lor de a se hrăni și lungimea ciocului diferă. În diferite habitate, această distincție nu este observată. O problemă separată a doctrinei evoluționiste este asemănările și diferențele dintre competiția intraspecifică, interspecifică. Ambele cazuri de luptă pot fi împărțite în două tipuri - exploatare și interferență. Ce sunt ei?
În timpul exploatării, interacțiunea indivizilor este indirectă. Acestea răspund la o scădere a cantității de resurse cauzată de activitatea vecinilor concurenți. consumă alimente în așa măsură încât disponibilitatea acesteia este redusă la un nivel în care rata de reproducere și creștere a speciilor rivale devine extrem de scăzută. Alte tipuri de competiție interspecifică sunt interferența. Ele sunt arătate de ghinde de mare. Aceste organisme nu permit vecinilor să pună picior pe pietre.
Amensalism
Alte asemănări între competiția intraspecifică și cea interspecifică sunt că ambele pot fi asimetrice. Cu alte cuvinte, consecințele luptei pentru existență pentru cele două specii nu vor fi aceleași. Acest lucru este valabil mai ales la insecte. În clasa lor, competiția asimetrică apare de două ori mai des decât competiția simetrică. O astfel de interacțiune în care un individ îl afectează negativ pe altul și celălalt nu are niciun efect asupra adversarului se numește și amensalism.
Un exemplu de astfel de luptă este cunoscut din observațiile briozoarelor. Ei concurează unul cu altul prin fault. Aceste specii coloniale trăiesc pe corali în largul coastei Jamaicei. Cei mai competitivi indivizi ai lor „învinge” adversarii în marea majoritate a cazurilor. Această statistică demonstrează clar modul în care tipurile asimetrice de competiție interspecie diferă de cele simetrice (în care șansele rivalilor sunt aproximativ egale).
Reacție în lanț
Printre altele, concurența între specii poate determina restrângerea unei resurse să aibă ca rezultat restrângerea altei resurse. Dacă o colonie de briozoare intră în contact cu o colonie rivală, atunci există o posibilitate de întrerupere a fluxului și a aportului de alimente. Aceasta, la rândul său, duce la încetarea creșterii și la ocuparea de noi zone.
O situație similară apare și în cazul „războiului rădăcinilor”. Când o plantă agresivă ascunde un rival, organismul asuprit simte o lipsă de energie solară. Această înfometare provoacă încetinirea creșterii rădăcinilor, precum și o utilizare slabă a mineralelor și a altor resurse din sol și apă. Competiția plantelor poate afecta atât de la rădăcini la lăstari, cât și invers de la lăstari la rădăcini.
Exemplu de alge
Dacă specia nu are concurenți, atunci nișa sa este considerată nu ecologică, ci fundamentală. Este determinată de totalitatea resurselor și condițiilor în care un organism își poate menține populația. Când apar concurenții, vederea din nișa fundamentală cade în nișa realizată. Proprietățile sale sunt determinate de rivalii biologici. Acest tipar demonstrează că orice competiție interspecifică este cauza unei scăderi a viabilității și a fertilității. În cel mai rău caz, vecinii forțează organismul să intre în acea parte a nișei ecologice în care nu numai că trăiește, ci și dobândește descendenți. Într-un astfel de caz, specia se confruntă cu amenințarea dispariției sale complete.
În condiții experimentale, nișele fundamentale ale diatomeelor sunt asigurate de regimul de cultivare. Pe exemplul lor, este convenabil pentru oamenii de știință să studieze fenomenul luptei biologice pentru supraviețuire. Dacă două specii concurente Asterionella și Synedra sunt plasate în același tub, acesta din urmă va obține o nișă locuibilă, iar Asterionella va muri.
Alte rezultate provin din coexistența dintre Aurelia și Bursaria. Fiind vecine, aceste specii își vor obține propriile nișe realizate. Cu alte cuvinte, ei vor împărți resursele fără a se răni unul altuia. Aurelia se va concentra la vârf și va consuma bacterii în suspensie. Bursaria se va așeza la fund și se va hrăni cu celulele de drojdie.
Distribuirea resurselor
Exemplul Bursariei și Aureliei arată că o existență pașnică este posibilă prin diferențierea nișelor și împărțirea resurselor. Un alt exemplu al acestui model este lupta speciilor de alge Galium. Nișele lor fundamentale includ soluri alcaline și acide. Odată cu apariția unei lupte între Galium hercynicum și Galium pumitum, prima specie se va limita la solurile acide, iar a doua la solurile alcaline. Acest fenomen în știință se numește excludere competitivă reciprocă. În același timp, algele au nevoie de medii atât alcaline, cât și acide. Prin urmare, ambele specii nu pot coexista în aceeași nișă.
Principiul excluderii competitive este numit și principiul Gause după numele omului de știință sovietic Georgy Gause, care a descoperit acest model. Din această regulă rezultă că, dacă două specii nu pot, din cauza unor împrejurări, să-și împartă nișele, atunci cu siguranță una o va extermina sau o va înlocui pe cealaltă.
De exemplu, Chthamalus și Balanus conviețuiesc în cartier doar pentru că unul dintre ei, datorită sensibilității sale la uscare, locuiește exclusiv în partea de jos a litoralului, în timp ce celălalt este capabil să locuiască în partea de sus, unde nu este amenințat. prin rivalitate. Balanus l-a împins pe Chthamalus, dar nu au putut să-și continue expansiunea pe uscat din cauza handicapurilor lor fizice. Deplasarea are loc cu condiția ca un concurent puternic să aibă o nișă realizată care se suprapune complet pe nișa fundamentală a unui inamic slab atras într-o dispută asupra unui habitat.
Principiul Gause
Ecologiștii sunt angajați în explicarea cauzelor și consecințelor luptei biologice. Când vine vorba de un exemplu concret, uneori le este destul de dificil să stabilească care este principiul excluderii competitive. O problemă atât de complexă pentru știință este rivalitatea diferitelor tipuri de salamandre. Dacă este imposibil să se demonstreze că nișele sunt separate (sau să se demonstreze contrariul), atunci funcționarea principiului excluderii concurente rămâne doar o presupunere.
În același timp, adevărul regularității tifonului a fost mult timp confirmat de multe fapte înregistrate. Problema este că, chiar dacă apare diviziunea de nișă, nu se datorează neapărat luptei între specii. Una dintre sarcinile urgente ale biologiei și ecologiei moderne este cauzele dispariției unor indivizi și extinderea altora. Multe exemple de astfel de conflicte sunt încă puțin studiate, ceea ce oferă mult spațiu la care să lucreze viitorii specialiști.
Adaptare și deplasare
Îmbunătățirea unei specii va duce în mod necesar la o deteriorare a vieții altor specii. Ele sunt conectate printr-un singur ecosistem, ceea ce înseamnă că pentru a-și continua existența (și existența descendenților), organismele trebuie să evolueze, adaptându-se la noile condiții de viață. Majoritatea ființelor vii au dispărut nu dintr-un motiv propriu, ci doar din cauza presiunii prădătorilor și concurenților.
rasă evolutivă
Lupta pentru existență se desfășoară pe Pământ exact de când au apărut primele organisme pe el. Cu cât durează mai mult acest proces, cu atât mai multă diversitate de specii apare pe planetă și cu atât formele de competiție în sine devin mai diverse.
Regulile luptei sunt în continuă schimbare. Prin aceasta se deosebesc de De exemplu, clima planetei se schimba fara oprire, dar se schimba haotic. Astfel de inovații nu dăunează neapărat organismelor. Dar concurenții evoluează mereu în detrimentul vecinilor.
Prădătorii îmbunătățesc metodele de vânătoare, victimele îmbunătățesc mecanismele acestei protecție. Dacă una dintre ele încetează să evolueze, această specie va fi sortită strămutării și dispariției. Acest proces este un cerc vicios, deoarece unele schimbări dau naștere altora. Mașina cu mișcare perpetuă a naturii împinge viața într-o mișcare constantă înainte. Lupta interspecifică în acest proces joacă rolul celui mai eficient instrument.
