Exemple de relații competitive. Teritorialitatea la animale

ÎN comunități naturale animalele din aceeași specie și specii diferite trăiesc împreună și interacționează între ele. În procesul evoluției, între animale se dezvoltă anumite relații, reflectând conexiunile dintre ele. Fiecare specie de animal îndeplinește un rol specific în comunitate în raport cu alte organisme vii.

Cea mai evidentă formă de relație între animale este prădare. În comunitățile naturale, există ierbivore care se hrănesc cu vegetație și există carnivore care prind și mănâncă alte animale. În relații, ierbivorele acționează victimeamiși carnivore - prădătorami. În același timp, fiecare pradă are propriii prădători, iar fiecare prădător are propriul „set” de victime. Deci, de exemplu, leii vânează zebre, antilope, dar nu elefanți și șoareci. Păsările insectivore prind doar anumite tipuri de insecte.

Prădătorii și prada au evoluat pentru a se adapta între ei, astfel încât unii au dezvoltat structuri corporale care le permit să prindă cât mai bine, în timp ce alții au o astfel de structură care le permite să alerge sau să se ascundă mai bine. Drept urmare, prădătorii prind și mănâncă doar animalele cele mai slabe, mai bolnave și mai puțin adaptate.

Carnivorele nu mănâncă întotdeauna ierbivore. Există prădători de ordinul doi și trei, care mănâncă alți prădători. Acest lucru este adesea văzut printre viață acvatică. Deci, unele specii de pești se hrănesc cu plancton, a doua - cu acești pești, iar o serie de mamifere și păsări acvatice îl mănâncă pe acestea din urmă.

Concurență- o formă comună de relații în comunitățile naturale. De obicei, competiția este cea mai acută între animalele din aceeași specie care trăiesc pe același teritoriu. Au aceeași hrană, aceleași habitate. Între animale de diferite specii, competiția nu este atât de puternică, deoarece stilurile și nevoile lor de viață sunt oarecum diferite. Deci, iepurele și șoarecele sunt ierbivore, dar mănâncă diferite părți ale plantelor și duc un stil de viață diferit.

Concurență- 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

competiţie intraspecifică- aceasta este rivalitatea 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.

Competiția interspecifică

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 doar în perfectă izolare de lumea de afarași probabil 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 care a reușit în laborator să creeze condiții pentru coexistența a două specii asemănătoare, folosindu-se însă același mediu nutritiv.Mai târziu, G.F.Gause a făcut 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 comună și separată a două tipuri de stejar - obișnuit ( Quercus robur) şi stâncos (Q.petraea). La tipurile proaspete, aceste două specii pot fi văzute una lângă alta, la tipurile uscate, în special cu roci de bază pietroase, stejarul comun este înlocuit cu stejarul sesil. 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 mică diversitate 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 distribuirea resurselor disponibile între ele în funcție de dimensiunea și forma lor. compoziție chimică, locurile în care apar, precum și sezonalitatea lor. După cum puteți vedea, rezultatul competiției depinde în mare măsură de modul în care speciile concurente utilizează (cu succes sau fără succes) un mediu extrem de eterogen, constând în principal din zone separate („locuri”) cu Condiții nefavorabile. Reziliența la condiții nefavorabile face posibilă anumite tipuri găsește mâncare într-un moment în care alții 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 părți diferite copaci și se caracterizează prin unele diferențe în găsirea insectelor între ramuri și frunze.Ecologistul englez D. Lek (1971) a descris coexistența a cinci specii de țâțe în păduri de foioase lângă Oxford și a ajuns la concluzia că în cea mai mare parte a anului sunt despărțiți datorită separării zonelor lor de hrănire, eliminării în mărime a insectelor și 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. Pitigul de mlastina ramane mai sus decat pitigoiul mare, dar mai jos decat pitigoiul albastru, hranindu-se in tufis, in treptele inferioare ale copacilor si pe iarba cu insecte de 3-4 mm, seminte de brusture, lingonberry, caprifoi si 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 C. Townsend (1991) prezintă trei opțiuni posibile explicatii pentru o astfel de convietuire sunt vizibile.Perche se bazeaza pe asa numita „concurenta curenta” (concurenta curenta). 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. fundamentale ale acestora nişe ecologice au fost acoperite 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 acest momentși nu au concurat 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.

Dacă în sistem ecologic două sau mai multe specii (populații) cu cerințe ecologice similare trăiesc împreună, între ele ia naștere o relație de tip negativ, care se numește competiție.

Competiția (––) este orice interacțiune între populațiile a două (sau mai multe) specii care le afectează în mod negativ creșterea și supraviețuirea.

ÎN 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. De o interacțiune negativă se poate vorbi doar atunci când această resursă nu este suficientă și când consumul ei în comun afectează negativ populația.

Tipuri de competiție

Concurența este împărțită în intraspecifică și interspecifică. Atât competiția intraspecifică, cât și cea interspecifică pot fi de mare importanță în modelarea diversității speciilor și a abundenței organismelor.

competiţie intraspecifică- aceasta este o luptă pentru aceleași resurse între indivizi din aceeași specie.

Exemplu:

Auto-subțierea în plante. Acest proces începe cu sechestrarea teritoriului: undeva pe spatiu deschis, nu departe de un molid mare care dă multe semințe, apar câteva zeci de lăstari - brazi mici de Crăciun. Prima sarcină este îndeplinită: populația a crescut și a capturat teritoriul de care are nevoie pentru a supraviețui. Astfel, teritorialitatea la plante se exprimă altfel decât la animale: locul este ocupat nu de un individ, ci de o specie (mai precis, o parte dintr-o populație). Copacii tineri cresc și în timp, 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, dintr-o sută de brazi, au rămas doi-trei copaci (sau chiar unul) - cei mai puternici indivizi din întreaga generație.

La unele organisme, sub influența competiției intraspecifice pentru spațiu, s-a format un tip interesant de comportament. El este numit teritorialitate. Teritorialitatea este caracteristică multor specii de păsări, unor pești și altor animale.

Exemplu:

La păsări, tipul teritorial de comportament se manifestă astfel. La începutul sezonului de reproducere, masculul alege o zonă de habitat (teritoriu) și o apără de invazia masculilor din aceeași specie (cântecul păsărilor primăvara este un semnal de proprietate asupra zonei ocupate). 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 este capabil să-și asigure un teritoriu nu se va reproduce. Uneori, femela participă și la protecția teritoriului. Într-o zonă protejată, sarcina dificilă de îngrijire a cuibului și alevinului nu va fi deranjată de prezența altor perechi de părinți.

Astfel, comportamentul teritorial poate fi considerat un regulator ecologic, deoarece evită în egală măsură atât suprapopularea, cât și subpopularea.

Competiția interspecifică - relații reciproc negative de conviețuire cu specii ecologice strâns înrudite sau asemănătoare.

Competiția între specii este extrem de răspândită în natură. Formele de manifestare a competiției interspecifice pot fi foarte diferite: de la luptă acerbă la coexistență aproape pașnică.

Principiul lui Gause - a două specii care trăiesc împreună cu aceleași nevoi ecologice, una o înlocuiește în mod necesar pe cealaltă.

Acest model a fost stabilit empiric și descris de biologul rus G.F. Gause. A făcut următoarele experimente. Culturile a două tipuri de ciliati-pantofi au fost plasate separat și împreună în vase cu infuzie de fân.

Fiecare specie, plasată separat, s-a înmulțit cu succes, ajungând la numărul optim.

Când ambele culturi au fost plasate într-un vas, numărul uneia dintre specii (Paramecium caudatum) a scăzut treptat și a dispărut din perfuzie, în timp ce numărul celorlalte specii (Paramecium aurelia) a devenit același ca și atunci când acești ciliați. locuit separat.

Nu toate relațiile dintre populații sunt egale din punct de vedere ecologic: unele dintre ele sunt rare, altele sunt opționale, iar altele, precum competiția, sunt mecanismul principal de apariție a diversității ecologice.

Concurență(din lat. concurrere - ciocnire) - interacțiune în care două populații (sau doi indivizi) aflate în lupta pentru condițiile necesare vieții se afectează reciproc negativ, i.e. se asupresc reciproc.

Trebuie remarcat faptul că concurența se poate manifesta și atunci când există suficientă resursă, dar disponibilitatea acesteia este redusă din cauza opoziției active a indivizilor, ceea ce duce la scăderea supraviețuirii indivizilor concurenți.

Sunt numite organisme care pot utiliza potențial aceleași resurse competitorilor. Plantele și animalele concurează între ele nu numai pentru hrană, ci și pentru umiditate, spațiu de locuit, adăpost, cuibărit - pentru tot ceea ce poate depinde bunăstarea speciei.

competiţie intraspecifică

Dacă concurenții aparțin aceleiași specii, atunci se numește relația dintre ei competiţie intraspecifică. Concurența dintre indivizii aceleiași specii este cea mai acută și acerbă din natură, deoarece au aceleași nevoi de factori de mediu. Competiția intraspecifică poate fi observată în coloniile de pinguini, unde există o luptă pentru spațiul de locuit. Fiecare individ deține propria bucată de teritoriu și este agresiv față de vecinii săi. Aceasta duce la o împărțire clară a teritoriului în cadrul populației.

Competiția intraspecifică într-unul sau altul stadiu al existenței unei specii este aproape întotdeauna întâlnită, prin urmare, în procesul de evoluție, organismele au dezvoltat adaptări care reduc intensitatea acesteia. Cele mai importante dintre acestea sunt capacitatea de a dispersa descendenții și protecția limitelor unui sit individual (teritorialitate), atunci când un animal își apără locul de cuibărit sau o anumită zonă. Deci, în timpul sezonului de reproducere al păsărilor, masculul protejează un anumit teritoriu, în care, cu excepția femelei sale, nu permite niciun individ din specia lui. Aceeași imagine poate fi observată la unii pești.

Competiția interspecifică

Dacă indivizii concurenti sunt tipuri diferite, acesta este competiție interspecie. Obiectul competiției poate fi orice resursă, ale cărei rezerve într-un mediu dat sunt insuficiente: o zonă limitată de distribuție, hrană, un loc pentru un cuib, nutrienți pentru plante.

Rezultatul competiției poate fi extinderea ariei de răspândire a unei specii în detrimentul unei scăderi a numărului sau al dispariției alteia. Un exemplu este expansiunea activă de la sfârșitul secolului al XIX-lea. gamă de raci cu gheare lungi, care au capturat treptat întregul bazinul Volga și au ajuns în Belarus și statele baltice. Aici a început să înlocuiască o specie înrudită - racul cu degetele late.

Concurența poate fi destul de intensă, de exemplu, în lupta pentru teritoriul de cuibărit. Acest tip este numit concurenta directa. În cele mai multe cazuri, aceste conflicte apar între indivizi din aceeași specie. Cu toate acestea, adesea lupta competitivă continuă în exterior fără sânge. De exemplu, multe animale prădătoare care concurează pentru hrană nu sunt afectate direct de alți prădători, ci indirect, printr-o scădere a cantității de hrană. Același lucru se întâmplă și în lumea plantelor, unde, în timpul competiției, unii îi influențează pe alții indirect, prin interceptare. nutrienți, soare sau umezeală. Acest tip este numit concurenta indirecta.

Competiția este unul dintre motivele pentru care două specii care diferă ușor în specificul alimentației, comportamentului, stilului de viață etc., rareori conviețuiesc în aceeași comunitate. Studiile cauzelor și efectelor competiției interspecifice au condus la stabilirea unor modele specifice în funcționarea populațiilor individuale. Unele dintre aceste regularități au fost ridicate la rangul de legi.

Investigând creșterea și relațiile competitive ale două tipuri de ciliați ciliați, biologul sovietic G.F. Gause a efectuat o serie de experimente, ale căror rezultate le-a publicat în 1934. Două tipuri de ciliați - Paramecium caudatum și Paramecium aurelia au crescut bine în monocultură. Au fost hrăniți cu celule bacteriene sau de drojdie care creșteau pe fulgi de ovăz adăugat în mod regulat. Când Gause a plasat ambele specii într-un singur vas, fiecare specie a crescut la început rapid ca număr, dar în timp P. aurelia a început să crească în detrimentul lui P. caudatum, până când a doua specie a dispărut complet din cultură. Perioada de dispariție a durat aproximativ 20 de zile.

Astfel, G.F. Gause formulat legea (principiul) excluderii competitive, care precizează: două specii nu pot exista în același habitat (în aceeași localitate) dacă nevoile lor ecologice sunt identice. Prin urmare, oricare două specii cu nevoi ecologice identice sunt de obicei separate în spațiu sau timp: trăiesc în biotopi diferite, în straturi forestiere diferite, trăiesc în același rezervor la adâncimi diferite și așa mai departe.

Un exemplu de excludere competitivă este schimbarea abundenței de gândac, rudd și biban atunci când trăiesc împreună în lacuri. Gândacul de-a lungul timpului înlocuiește rudd și biban. Studiile au arătat că concurența afectează etapa juvenilă atunci când spectrul alimentar al puilor se suprapune. În acest moment, prăjelii de gândaci sunt mai competitivi.

În natură, speciile care concurează pentru hrană sau spațiu evită sau reduc adesea concurența prin mutarea într-un alt habitat în condiții acceptabile, sau prin trecerea la hrană mai dificil sau mai dificil de digerat sau prin schimbarea timpului (locul) de hrană. Există o împărțire a animalelor în zi și noapte (șoimi și bufnițe, rândunele și liliecii, lăcuste și greieri, tipuri diferite peștii care sunt activi în timp diferit zile); leii pradă animalele mai mari, iar leoparzii pe cele mai mici; pentru pădure tropicală distribuţia animalelor şi păsărilor pe niveluri este caracteristică.

Un exemplu de împărțire a spațiului de locuit este împărțirea sferelor alimentare între două tipuri de cormoran - mare și cu nasul lung. Ei trăiesc în aceleași ape și cuibăresc pe aceleași stânci. Observațiile au arătat că cormoranul cu nasul lung prinde pești înotând în straturile superioare ale apei, în timp ce cormoranul mare hrănește mai ales în partea de jos, unde prinde pești și nevertebrate pubiene.

Diviziunea spațială poate fi observată și între plante. Crescând împreună în același habitat, plantele își extind sisteme radiculare la diferite adâncimi, separând astfel zonele de absorbție a nutrienților și a apei. Adâncimea de penetrare poate varia de la câțiva milimetri în plantele cu rădăcină (cum ar fi oxalis) până la zeci de metri în copacii mari.

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.

Concurență- acest 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 zonă cunoscută 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. Cu o creștere excesivă a numărului de indivizi lupta intraspecifică escaladează. 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). Luptă împotriva condițiilor nefavorabile mediu inconjurator observat în orice parte a intervalului atunci 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", formulate 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 specii diferite percep 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, el 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 încălcare similară a populației de prădători și pradă (de exemplu, pești în timpul pescuitului proporțional cu abundența lor), numărul mediu al populației 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 organismului, determinată în laborator, este mai mare decât posibilitățile realizate în condiții naturale. În consecință, distingeți potenţialȘi realizat 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 te urci în apa fierbinte si apoi se adauga treptat 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, deplasarea 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 vizat 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.