Konkurenca je primer tekmovalnih odnosov v naravi. Intraspecifična konkurenca
Eden od vodilnih procesov oblikovanja vrstne in prostorske strukture rastlinske združbe je tekmovanje. V bistvu gre za tekmovanje, ki nastane med populacijami ali posameznimi rastlinami, ko le-te motijo druga drugo: za vse ni dovolj svetlobe, vlage, hranil ... Poleg tega je medsebojni vpliv lesnatih rastlin lahko zelo različen.
Tekmovanje
Do tekmovanja pride, ko medsebojno delovanje med dvema ali več rastlinami ali populacijami s podobnimi ekološkimi potrebami negativno vpliva na rast, razvoj in preživetje vsake. V bistvu se to zgodi, ko primanjkuje katerega koli vitalnega vira, ki je potreben za vse - svetlobe, vlage, hranilnih sestavin.
Konkurenca je lahko simetrično (konkurenčne elektrarne medsebojno približno enako omejujejo porabo virov) oz asimetrična (različne medsebojne omejitve porabe virov, tj. en tip ima večji vpliv na drugega).
Dominantni in zatirani
Rezultat konkurenčnih odnosov je jasno viden v videz lesnate rastline. V vsakem gozdu (mešanem, enostarem ali različno starem) opazimo diferenciacijo dreves v rasti in razvoju.
- Najmočnejši, največji primerki in z močno razvito krono - dominanten. Malo jih je, vendar jih odlikuje najbolj intenzivna poraba skupnih virov.
- Večino gozda sestavljajo manj močna, a normalno razvita drevesa povprečne velikosti in razmeroma enakih potreb - nedoločen.
- Poleg tega obstajajo tudi očitno šibki primerki, ki zaostajajo v razvoju - zatirani.
Med dolgotrajnimi tekmovalnimi odnosi zatirani organizmi odmrejo, nedoločeni pa postanejo bodisi dominantni bodisi zatirani. V gozdarstvu ta pojav imenujemo samouničenje. Podobne interakcije lahko opazimo v starem enostarem smrekovem gozdu. Tukaj so jasno vidne vse vrste diferenciacije - od močno razvitih dreves do šibkih, umirajočih, ki se znajdejo v pogojih močnega senčenja in čez nekaj časa umrejo zaradi pomanjkanja svetlobe.
Drevesno tekmovanje na primeru smrekovega gozda
Zatiranje konkurentov se lahko pojavi zaradi sproščanja strupenih spojin s podzemnimi in nadzemnimi deli, medsebojnega prestrezanja mineralnih hranil in vlage v tleh s koreninskim sistemom in sončne svetlobe z listnim aparatom zaradi mehanskih interakcij.
Brat na brata
Konkurenca je opažena kot med rastlinami iste vrste (intraspecifični boj) in med posamezniki različni tipi (medvrstni).
- Znotraj iste vrste so si rastline podobne in imajo podobne zahteve do okolja. V tem primeru bo rezultat intraspecifične konkurence odvisen od fiziološke značilnosti in individualne dednosti vsakega posameznega organizma, pa tudi iz neenakosti posameznih razvojnih pogojev, zlasti pogojev mikrookolja, ki bo posamezno rastlino obdajalo (mikronižine in mikrovisočine reliefa, presežek ali pomanjkanje vlage, zaščita pred zmrzaljo in sonce itd.).
- Na primer, znotraj iste vrste ali pasme se lahko dedne lastnosti semen zelo razlikujejo. Tako sadike hrasta, ki zrastejo iz večjih zrelih želodov, ob vseh ostalih pogojih rastejo bolj energično in hitro prehitijo svoje šibkejše tekmece. To pomeni, da bodo že majhne začetne razlike med osebki iste vrste odločilne za njihov nadaljnji razvoj.
Naših in drugih
Veliko bolj zapletena in pestra je konkurenca v mešanih gozdnih fitocenozah, sestavljenih iz več vrst in vrst dreves, številnih grmovnic, trav, mahov in lišajev. V tem primeru je antagonizem med rastlinami pogosto tako močan, da vodi do depresije pomembnega dela vrst in njihove smrti.
Poleg tega izida medvrstnih konkurenčnih odnosov ne določajo samo pogoji okolju, ampak tudi po vrstnih značilnostih organizmov, njihovi sposobnosti prilagajanja. Tudi tesno sorodne vrste, ki imajo splošno podobnost v zahtevah glede rastnih pogojev, se vedno na nek način razlikujejo med seboj. Z intenzivnejšim razvojem enega od njih se zajema vedno več potrebnih virov in postopoma izpodriva manj konkurenčen sosed.
Na primer, pri mešanih enostarih posevkih macesna in smreke pride do odmiranja smreke v sušnih obdobjih. Zaradi globljega koreninskega sistema je lahko macesen črpal vlago iz globljih talnih horizontov, ki so bili koreninskemu sistemu smreke nedostopni.
Pogosto je rezultat tekmovanja med različnimi vrstami odvisen od njihovega številčnega razmerja. Tako s prevlado breze v mladih borovih brezah bor postopoma odmre, prevlada borovcev pa povzroči zaostanek v rasti in razvoju mladih brez. V hrastovih gozdovih s povečanjem deleža primesi pepela (več kot 30%) opazimo oslabitev rasti glavne vrste. Pepel ima večjo transpiracijsko sposobnost, kar vodi do intenzivnejšega sušenja tal in poslabšanja pogojev za razvoj sklepov.
V gozdnih fitocenozah je jasno vidna konkurenca med celotnimi strukturnimi enotami – različnimi plastmi gozdne vegetacije. Gostejša ko je drevesna krošnja, manj razvite so spodaj ležeče podrejene plasti in bolj depresivne so posamezne rastline, ki jih tvorijo.
Paradoksalno, ampak kaj boljše pogoje obstoja v fitocenozi, bolj intenziven je boj za življenje in močnejša je konkurenca. Ta vzorec potrjujejo podatki gozdarjev. V udobnem okolju drevesna drevesa rastejo hitreje, procesi zapiranja krošnje, ločevanja in smrti zatiranih osebkov se začnejo prej. Posledično je višji odstotek odmrlih primerkov na enoto površine in ostane manj zrelih dreves, vendar bo vsak posamezen organizem bolje razvit in bo zasedel večjo površino.
Neugodna razmerja med rastlinami bodo vplivala na njihov videz in sposobnost preživetja (velikost, barva listov, stopnja olistanosti in dekorativnost se močno spremenijo), kar lahko privede do uničenja predvidene skupine.
S čim zadenejo sovražnika?
Konkurenčne rastline lahko aktivno vplivajo druga na drugo. Zatiranje konkurentov se lahko pojavi zaradi sproščanja strupenih spojin s podzemnimi in nadzemnimi deli, medsebojnega prestrezanja mineralnih hranil in vlage v tleh s koreninskim sistemom in sončne svetlobe z listnim aparatom zaradi mehanskih interakcij.
Ker ima svetloba pomembno vlogo v življenju rastlinskih organizmov, tekmovanje za svetlobo– eden najbolj akutnih in izrazitih. Drevesa, ki dajejo močnejšo senco, z različnimi stopnjami prepustnosti svetlobe postopoma začnejo prehitevati in zatirati konkurente. Pomanjkanje svetlobe lahko privede do odpadanja vej in listov, počasnejše rasti in razvoja ter na koncu do smrti rastlin. Podobna razmerja so v naravi opažena med pasmami, ki so odporne na senco, in pasmami, ki ljubijo svetlobo. Tako temne vrste iglavcev (smreka, bor, cedra) z gostimi krošnjami sčasoma izpodrinejo hitro rastočo, a svetloljubno brezo.
Tekmovanje dreves: izpodrivanje svetloljubnih dreves
Mehanske interakcije so značilne za gosto sorast dreves in se kažejo v obliki mehanskih poškodb popkov in listov ter v obliki ran in suhih lukenj, ki nastanejo zaradi medsebojnega trenja debel in vej. Pri vrstah, ki imajo prožne veje (breza, aspen, jelša), je pogosta stepanje– ob zazibavanju vetra njihove veje močno udarjajo po krošnjah svojih sosedov, zaradi česar se opazno stanjšajo. V tem primeru so prizadeti predvsem mladi iglavci, katerih iglice in vrhni popki se odbijejo, rast se upočasni, nastanejo dvojni ali trojni vršički.
Primer močnega koreninska konkurenca je mogoče opaziti v močvirnem borovem gozdu, kjer razmere poslabša skrajna revščina tal dvignjenega močvirja v hranilnih sestavinah. V takih razmerah nastane redek gozdni sestoj, v katerem koreninski sistemi sosednja drevesa se večkrat prekrivajo in tvorijo gosto mrežo.
Tekmovanje dreves: korenine močvirskega bora
Živeti v miru in harmoniji
Pri ustvarjanju umetnih nasadov se uporablja načelo ublažitve resnosti konkurence med rastlinskimi organizmi.
Problem združevanja nezdružljivih stvari je mogoče rešiti z izbiro ustreznih pogojev in skrbno nego.
- Pri izbiri rastlin za sajenje se upoštevajo biološke značilnosti rasti, razvoja in prilagodljivosti njihovih vrst, pasem in oblik.
- Pozorni morate biti tudi na njihovo višino, globino prodiranja in obliko koreninskega sistema, optimalen čas vegetacije, cvetenja in plodov ter neenakomerno uporabo habitatnih virov s strani rastlin.
V nasprotnem primeru bodo neugodni odnosi med rastlinami vplivali na njihov videz in sposobnost preživetja (velikost, barva listov, stopnja listja in dekorativnost se močno spremenijo), kar lahko privede do uničenja predvidene skupine.
- V mešanih zasaditvah je dobro kombinirati svetloljubne in senco tolerantne vrste, vrste s plitkim in globokim koreninskim sistemom, z različnimi obdobji intenziviranja absorpcije hranilnih sestavin, zahtevne in nezahtevne vrste.
- Za zmanjšanje medsebojnega negativnega vpliva med drevesnimi vrstami s poudarjenimi tekmovalnimi odnosi lahko posadimo ustrezne spremljevalne nevtralne vrste ali grmovnice kot neke vrste varovalke.
- Pri sajenju lahko uporaba dovolj zrelih sadik bistveno zmanjša konkurenco med njimi v začetni fazi razvoja in se izogne znatnim izgubam.
- Pomembno vlogo pri oblikovanju drevesnih nasadov igra izbira optimalne gostote sajenja in narava postavitve dreves, pri čemer se upoštevajo ne le njihove dekorativne lastnosti, temveč tudi posamezne značilnosti vrste preoblikovanja skozi čas.
- Koristno je biti pozoren na izvor sadilnega materiala - semensko ali vegetativno. V prvih letih življenja hitreje rastejo drevesa vegetativnega izvora (koreninski poganjki, panjevke), v tem obdobju uspešno tekmujejo s sadikami, ki lahko ob neskrbi izpadejo iz sestave. Kasneje, ko dosežejo zgornje sloje, semenska drevesa postanejo biološko bolj stabilna.
Na splošno je tema združljivosti rastlin med seboj in iskanje najbolj harmoničnih kombinacij zelo obsežna, saj je narava odnosov med rastlinskimi organizmi zelo zapletena in se lahko kaže v različne oblike in se spreminja glede na starost rastlinskih organizmov, spremembe podnebja in talnih razmer.
Našteti je mogoče le nekaj znanih konkretnih primerov neželene bližine različnih pasem in vrst.
Paradoksalno je, da boljši kot so življenjski pogoji v fitocenozi, močnejša je konkurenca.
Nezaželena soseska
Ne ustvarjajte mešanih zasaditev breze in nekaj iglavcev. Breza običajno raste hitreje iglavcev in jih utopi. Brezovi odpadki lahko imajo Negativni vpliv o intenzivnosti encimskih procesov v boru in macesnu. Poleg tega ima breza močan koreninski sistem, porabi veliko vode in v zvezi s tem prikrajša vse sosednje rastline. Možni so tudi podobni učinki javorji. Pod njimi je bolje posaditi sencoljubne in nezahtevne rastline.
jedel Sposobni so močno zakisati zemljo, zato se z njimi spopadajo le ljubitelji kislih tal. Med njimi so praproti, hortenzije, kale in begonije.
"Zastrupijo" tla, tj. povzročijo tako imenovano utrujenost tal, propadajoče liste kostanjA, oreh. To je posledica dejstva, da listi teh rastlin vsebujejo fenolne spojine, ki se začnejo sproščati med procesom razgradnje.
Šteje se za agresivno rastlino rakitovca, s svojo rastjo zamaši prostor okoli sebe.
Intenzivno raste topol zmore hitro prehiteti in zatreti z njim primešane svetloljubne breze, breste, jesene in javorje, ki se slabo razvijajo in dobivajo grdo ali ukrivljeno obliko.
Glede na rastne razmere negativno vpliva na rast drevesnih vrst karaganovo drevo. Na suhih tleh se njen koreninski sistem nahaja v zgornjih plasteh zemlje in, ko je posajen skupaj s hrastom, borom in jesenom, izpodriva svoje korenine v spodnje, manj rodovitne plasti.
Pod določenimi pogoji hrast se lahko utopi pepel, javor, bela akacija, breza, brest.
Ne sadite med lipe in javorje rododendroni, saj imajo ta drevesa plitek koreninski sistem, ki hitro preplete korenine rododendronov in prestreže vlago. Poleg tega njihove razširjene krone zadržujejo padavine.
Nekatere rastline ( bukev, sesalec, veliko iglavcev) imajo zelo visoko alelopatsko aktivnost (iz grš. alelon– »vzajemno« in patos- "trpljenje"), zato redko tvorijo enovrstne zasaditve. Doživljajo zatiranje lastne mladosti zaradi kopičenja strupene snovi, zaradi česar se vrsta izpodriva.
Mnogi zelišča (nekateri hitreje, drugi počasneje) z rastjo zadušijo sosednje rastline, tako zelnate kot drevesne, predvsem plazeče se sorte brinov. Najprej to velja za trave z dolgimi korenikami ali tvorijo številne koreninske poganjke, saj se je zelo težko boriti proti njihovemu širjenju.
Zavira rast drugih rastlin barberry. Ta grm, kot bela akacija, divji kostanj, jelka, viburnum, vrtnica, lila, šipek in mock oranžna, aktivno zavira rast drugih rastlin in spada v skupino monoplantov.
__________________________________________
>> Konkurenčne interakcije
1. Kakšen boj se imenuje intraspecifični?
2. Kakšno vrsto boja imenujemo medvrstni?
3. Kakšne so značilnosti intra- in medvrstnega boja?
V splošnem pomenu beseda "tekmovanje" pomeni soočenje, rivalstvo, tekmovanje. Konkurenca je v narave.
Konkurenčni odnosi lahko zadevajo prostor, hrano, svetlobo, odvisnost od plenilcev in drugih sovražnikov, izpostavljenost boleznim in različne okoljske dejavnike.
Upoštevati je treba, da samo uporaba iste stvari s strani organizmov ne more veljati za konkurenco. naravni vir. O negativni interakciji lahko govorimo le takrat, ko tega vira ni dovolj in ko negativno vpliva njegova skupna poraba populacije.
Tekmovanje delimo na znotrajvrstno in medvrstno.
Tako intraspecifična kot medvrstno tekmovanje je lahko zelo pomembna pri oblikovanju vrstne pestrosti in regulaciji število vsak od njih.
Intraspecifična konkurenca. Boj za iste vire, ki poteka med posamezniki iste vrste, se imenuje intraspecifična konkurenca. To je pomemben dejavnik pri samoregulaciji populacij.
Nekateri organizmi so pod vplivom intraspecifičnega tekmovanja za prostor razvili zanimiv tip vedenja. Imenuje se teritorialnost.
Teritorialnost je značilna za številne vrste ptic, nekatere ribe in druge živali.
Pri pticah se teritorialni tip vedenja kaže na naslednji način: samec na začetku gnezditvene sezone izbere habitat (ozemlje) in ga zaščiti pred vdorom samcev iste vrste. Naj opozorimo, da glasni glasovi samcev, ki jih slišimo spomladi, samo signalizirajo lastništvo območja, ki jim je všeč, in si sploh ne zadajo naloge privabiti samice, kot se običajno verjame.
Samec, ki strogo varuje svoj teritorij, ima več možnosti za uspešno parjenje in gradnjo gnezda, samec, ki si teritorija ne zna zagotoviti, pa se ne bo razmnoževal. Včasih pri varovanju ozemlja sodeluje tudi samica. Posledično v zavarovanem območju kompleksna naloga skrbi za gnezdo in mladiče ni motena zaradi prisotnosti drugih starševskih parov.
Tako lahko teritorialno vedenje štejemo za ekološkega regulatorja, saj omogoča enako izogibanje tako prenaseljenosti kot premajhni populaciji.
Osupljiv primer intraspecifičnega tekmovanja, ki ga je lahko vsak videl v gozdu, tako imenovano samoredčenje v rastline.
Ta proces se začne z zasegom ozemlja. Na primer, nekje na odprtem mestu, nedaleč od velike smreke, ki daje veliko semen, se pojavi več deset sadik - majhnih jelk. Prva naloga je bila opravljena - prebivalstvo je naraslo in zavzelo ozemlje, ki ga potrebuje za preživetje. Tako je teritorialnost pri rastlinah izražena drugače kot pri živalih: mesta ne zaseda posameznik, ampak skupina.
Mlada drevesa rastejo, hkrati pa senčijo in zatirajo zelnate rastline, ki se nahajajo pod njihovimi krošnjami (to je že medvrstna konkurenca). Sčasoma se med drevesi pojavi neizogibna razlika v rasti - nekatera, šibkejša, zaostajajo, druga prehitevajo. Ker je smreka zelo svetloljubna vrsta (njena krošnja absorbira skoraj vso svetlobo, ki pada nanjo), začnejo šibkejše jelke vedno bolj doživljati senčenje višjih in se postopoma sušijo in odmirajo.
Na koncu, po mnogih letih, na jasi od več deset jelk ostanejo le dve ali tri drevesa (ali celo eno) - najmočnejši posamezniki celotne generacije (slika 128).
Visoka gostota živali je zaviralni dejavnik, ki zmanjšuje razmnoževanje, tudi če je virov hrane v izobilju. Na primer, ko je paglavcev veliko, tisti, ki rastejo hitreje, sproščajo v vodo snovi, ki zavirajo razvoj tistih paglavcev, ki rastejo počasneje.
Medvrstna konkurenca.
Tekmovanje med osebki različnih vrst je v naravi izjemno razširjeno in prizadene skoraj vsako vrsto, saj je le redko katera vrsta deležna vsaj malenkostnega pritiska organizmov drugih vrst. Ekologija pa obravnava medvrstno konkurenco v specifičnem, ožjem smislu - le kot medsebojno negativne odnose med sorodnimi ali ekološko podobnimi vrstami, ki živijo skupaj.
Oblike manifestacije medvrstne konkurence so lahko zelo različne: od brutalnega boja do skoraj mirnega sobivanja. Toda praviloma od dveh vrst z enakimi ekološkimi potrebami ena nujno izpodrine drugo.
Klasičen primer medvrstne konkurence so tiste, ki jih opisuje Rus biolog G, F. Gause poskusi. V teh poskusih sta bili kulturi dveh vrst migetalk natikačev s podobnimi vzorci hranjenja ločeno in skupaj postavljeni v posode s poparkom sena. Vsaka vrsta, postavljena ločeno, se je uspešno razmnoževala in dosegla optimalno število. Ko sta bili obe kulturi postavljeni v eno posodo, se je število ene od vrst postopoma zmanjšalo in je izginila iz poparka (slika 129).
Pravilo, ki izhaja iz teh poskusov, tako imenovano Gauseovo načelo, je, da dve ekološko enaki vrsti ne moreta sobivati. Konkurenca je še posebej huda med organizmi, ki imajo podobne ekološke potrebe.
Zaradi tekmovalnosti v združbi sobivajo le tiste vrste, ki se vsaj malo razlikujejo v svojih okoljskih zahtevah. Tako se žužkojede ptice, ki se prehranjujejo z drevesi, izogibajo medsebojni konkurenci zahvaljujoč drugačen značaj iskanje plena na različnih delih drevesa.
Tako ima lahko medvrstna konkurenca dva rezultata: ali izrinitev ene od obeh vrst iz skupnosti ali pa razhajanje obeh vrst v ekološke niše. Konkurenčni odnosi so eden od najpomembnejši dejavniki oblikovanje vrstne sestave in uravnavanje številčnosti populacije v skupnosti.
Medvrstna konkurenca lahko igra pomembno vlogo pri oblikovanju videza naravne skupnosti. Z ustvarjanjem in utrjevanjem raznolikosti organizmov konkurenca pomaga povečati trajnost skupnosti in učinkovitejšo uporabo razpoložljivih virov.
Intraspecifična konkurenca. Medvrstna konkurenca.
1. Katere vrste tekmovanja poznate?
2. Kaj je teritorialnost? Kakšno vlogo ima v skupnosti?
3. Zakaj lahko vrste s podobnim življenjskim slogom pogosto živijo na istem ozemlju?
4. Kako si lahko razložimo dolgotrajno sobivanje konkurenčnih vrst v naravi?
5. Katera vrsta tekmovanja je najpomembnejša pri oblikovanju vrstne sestave naravnih združb?
Opazujte manifestacije znotrajvrstnega in medvrstnega tekmovanja v naravi. Poskusite razložiti, v čem je njihova razlika in v čem podobnost.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologija 10. razred
Predložili bralci s spletne strani
Tekmovanje- vrsta medvrstnih in znotrajvrstnih odnosov, v katerih populacija ali posamezniki tekmujejo za hrano, kraj bivanja in druge pogoje, potrebne za življenje, ki negativno vplivajo drug na drugega. Obstajajo znotrajvrstna, medvrstna, neposredna in posredna konkurenca.
Intraspecifična konkurenca
Intraspecifična konkurenca je konkurenca med osebki iste vrste za vitalne vire. Tekmovanje med osebki iste vrste lahko zmanjša preživetje in plodnost živali; večja kot je gostota, močnejša je. Konkurenčni posamezniki niso enakovredni, ker imajo različne genotipe. Ta interakcija je asimetrična.
Primeri tekmovanja: medsebojno senčenje rastlin, boj za samico, boj za teritorij pri teritorialnih živalih.
Medvrstna konkurenca
Evolucija vsake posamezne populacije je potekala v interakciji z drugimi populacijami, s katerimi so tvorile določene skupine. Enovrstne skupine lahko obstajajo samo v idealni izolaciji od zunanji svet in verjetno ne za dolgo. Vitalni potencial vrste, ki je preživela do danes, se je oblikovala v procesu dolgega medvrstnega boja za obstoj. Konkurenčni odnosi so eden najpomembnejših mehanizmov za uravnavanje vrstne sestave posamezne skupine, prostorske porazdelitve vrst in njihovega števila. Ameriški znanstveniki E. Pianka (1981), A. Lotka (1922) in V. Volterra (1926, 1931) so prvi razvili relativno močno, čeprav zelo poenostavljeno, teoretična osnovaŠtudija konkurence Med rastlinami in živalmi obstajata dve razveljavitvi, ki sta zelo pomembni za študij konkurence. Prvič, le malo rastlin ima dolgo generacijsko dobo manj kot eno leto Zato v mnogih primerih rastlinski ekologi nimajo možnosti izvajati dolgotrajnih poskusov, ki so omogočili dokaz konkurenčne izključenosti. Drugič, na rast in preživetje rastlin močno vplivajo različni pogoji, v katerih živijo. Na primer, v zelo gneči se rast rastlin upočasni in ne dosežejo polnega razvoja, čeprav lahko proizvedejo semena. Nasprotno pa se populacije živali na prenatrpanost običajno odzovejo s povečano umrljivostjo in zaostankom rasti. konkurenčni odnosi Služijo lahko trije poskusni modeli, ki opisujejo: 1) nepopolno konkurenco, ko je medvrstna konkurenca omejevalni dejavnik, vendar ne vodi do popolne eliminacije (eliminacije) enega od konkurentov iz arene interakcije; 2) popolna konkurenca, opisana z modeloma Gause in Lotka-Volterra, ko je ena vrsta postopoma izločena v procesu tekmovanja za skupni vir; 3) superpopolna konkurenca, ko je učinek zatiranja zelo močan in se manifestira takoj, na primer med sproščanjem antibiotikov (alelopatija). Jasen primer takšne "super močne" konkurence je lahko tudi plenilstvo.
Da bi bolje razumeli medvrstno konkurenco, se je vredno posvetiti takšnim konceptom, kot so sožitje in konkurenčna izključitev, ekološka zamenjava vrst, ekološko stiskanje in sproščanje, soobstoj in porazdelitev virov, pa tudi evolucijska divergenca.
Sožitje in konkurenčna izključenost je eden najbolj zanimivih in slabo raziskanih ekoloških pojavov. Njihovo preučevanje na terenu in v laboratoriju daje nasprotne podatke o naravi. Ob opazovanju življenja flore in favne smo pogosteje priča sobivanju vrst in ne boju za obstoj. Na Šatskih jezerih v Volynu plava v bližini s svojimi zalegami več vrst rac, divjih gosi in labodov, ki se hranijo z ribami. V svežem Grabovoy Buchina na Roztochya blizu Lvova, 19 vrst dreves, 24 grmovnic in grmovnic, 72 živi drug ob drugem in sobiva zeliščne rastline. Pravzaprav to še zdaleč ni res: konkurenčni boj za uporabo virov in s tem za obstoj poteka neprekinjeno, vendar v naravi ni tako opazen kot v laboratoriju.
G.F.Gause je bil prvi, ki je v laboratoriju ustvaril pogoje za sožitje dveh podobnih vrst, čeprav na istem hranilnem mediju, lani pa je G.F.Gause izvedel podobne študije z mokim hroščem (Tribolium). Ti mali hrošči so vsi njihovi življenski krog lahko končajo v kozarcu z moko, ki jim služi kot rastišče in hrana za ličinke in odrasle. Ko so v to homogeno okolje postavili dve različni vrsti hruščikov, se je izkazalo, da je ena od njiju zmagala in se uspešno razvijala ter izpodrinila drugo. Rezultati laboratorijskih poskusov o konkurenci so privedli do oblikovanja načela konkurenčne izključenosti, ki se imenuje tudi Gauseov zakon: dve vrsti ne moreta sobivati, če sta odvisni od istega omejujočega okolja. Poudarjamo omejujoče okolje, saj le tisti viri, ki omejujejo rast populacije, lahko ustvarijo osnovo za tekmovanje, ki je povezano s specifično interakcijo med vrstami, ki se le redko pokaže, če opazujemo vsako od njih posebej. Primer tega pojava je skupna in ločena rast dveh vrst hrasta - navadnega (Quercus robur) in navadnega (Q.petraea). V svežih vrstah se vidita ti dve vrsti drug ob drugem, v suhih tipih, predvsem s kamnito podlago, navadni hrast nadomesti hrast lužnjak. Ekološko sproščanje in ekološko stiskanje sta po vsebini nasprotna pojava. Ekološka sprostitev je sestavljena iz odstranitve konkurenta in s tem pridobivanja dodatnih virov. Veliko primerov ekološkega sproščanja so pridobili gozdarji, ki so proučevali vpliv redčenja na nastanek kakovostnega lesa. Z odstranitvijo osebkov, ki zaostajajo v rasti, in tudi »nezaželenih« vrst ustvarimo ugodne pogoje (osvetlitev, vlaga, mineralna prehrana) za »zaželene« vrste.
Ekološko kompresijo povzroči uvedba tekmeca. Pojave ekološke kompresije pogosto opazimo na otokih, oddaljenih od celine, z omejeno vrstno sestavo rastlin in živali. Ko sem pridejo s celine izseljene vrste, se hitro prilagodijo novim rastnim razmeram z malo pestrosti tekmecev in se hitro razširijo (zajci in kaktusi v Avstraliji). Sožitje in distribucija virov. V prejšnjih različicah je bilo tekmovanje obravnavano kot izključevanje in uspeh, izločanje in preživetje, dostojanstvo in zatiranje. Ti izrazi opisujejo procese, ki so bili opaženi v skupinah v preteklosti, sobivanje pa je stanje, ki ga imamo danes. Ekologi že desetletja preučujejo pogoje, potrebne za sobivanje vrst. Matematična analiza medvrstne konkurence pravi, da če ta tip omejuje svojo populacijsko velikost druge vrste in obratno, potem je možno sožitje med tema vrstama. Ti pogoji so izpolnjeni, če vsaka vrsta uporablja nekoliko drugačen vir kot druga. Znano je, da se vrste izogibajo ekološkemu prekrivanju tako, da med seboj delijo razpoložljive vire glede na njihovo velikost in obliko, kemično sestavo, lokacijo, kjer se pojavljajo, in sezonskost. Kot lahko vidimo, je rezultat tekmovanja v veliki meri odvisen od tega, kako konkurenčne vrste uporabljajo (uspešno ali neuspešno) izjemno heterogeno okolje, ki ga sestavljajo predvsem ločena območja (»lise«) z ugodnimi in neugodnimi razmerami. Odpornost na neugodne razmere to omogoča določene vrste najti hrano, medtem ko drugi umirajo. Konkurenčne vrste se praviloma ne srečujejo v istem habitatu in si med seboj delijo ne le prehranske vire, ampak tudi prostor. Na primer, vsaka od petih vrst ameriških penic (Dendroica), ki gnezdijo v ameriški zvezni državi Maine, se hrani na različnih delih dreves in je značilna nekaj razlik v iskanju žuželk med vejami in listi.Angleški ekolog D. Lek ( 1971) je opisal sožitje petih vrst sinic v listnati gozdovi blizu Oxforda in ugotovili, da so večji del leta ločeni zaradi ločenosti njihovih prehranjevalnih območij, izničenja velikosti žuželk in trajnosti semen, s katerimi se hranijo. Ekološka izolacija je povezana z razlikami v masi sinic, velikosti in obliki kljuna. Kljub podobnosti sinic (slika 4.30) vsaka vrsta svoje prehranske vire uporablja drugače. Velika sinica se prehranjuje predvsem na tleh, jedo več kot 6 mm dolge žuželke, lešnike, želode, pšenična semena in bukove orehe. Močvirska čičerka se zadržuje višje od velike sinice, vendar nižje od modre sinice, hrani se v grmovju, v spodnjih slojih dreves in na travi z žuželkami, velikimi 3-4 mm, semeni repinca, brusnice, kovačnika in lesa. kislica. Nemirna golobja sinica se prehranjuje predvsem v krošnjah hrastov, saj ji majhna masa in okretnost omogočata, da se zadržuje na majhnih vejicah in listih. Njegova prehrana vključuje žuželke, katerih velikost običajno ne presega 2 mm. Vzame jih izpod lubja. Sinica se praviloma NE prehranjuje s semeni (z izjemo breze). Mošus se za razliko od modre sinice največkrat zadržuje na velikih hrastovih ali smrekovih vejah, ki segajo iz debla. Prehranjuje se predvsem z žuželkami, dolgimi manj kot 2 mm. Nazadnje se na brežinah, bezgu in travni ruši prehranjuje rjavoglava čičerka, ki je zelo podobna močvirski čiči; Za razliko od močvirske čičerke se praktično ne pojavlja na hrastovih drevesih, poje zelo malo semen. M. Beagon, J. Harper in K. Townsend (1991) predstavljajo tri možne možnosti Razlaga za takšno sobivanje temelji na tako imenovani »aktualni konkurenci«. Na primer, joške so tekmovalne vrste. njihovo sobivanje je posledica razreševanja ekoloških niš. Vendar pa lahko v odsotnosti konkurenta razširijo svoje niše, torej razvijejo temeljne niše. Drugič, evolucijsko ga poganja odhod konkurence, ki ga je Connell (1980) imenoval »duh tekmovalne preteklosti«. Omenjenih pet vrst sinic, katerih dom so bili gozdovi blizu Oxforda, se je že zdavnaj navadilo ena na drugo, njihova konkurenca pa ostaja v daljni evolucijski preteklosti. njihove temeljne ekološke niše se že dolgo prekrivajo. Tretjo razlago lahko utemeljimo z isto situacijo pri joškah. Te vrste sinic so se med svojo evolucijo različno in neodvisno odzivale na naravno selekcijo, saj gre za različne vrste z različnimi lastnostmi. Vendar ne tekmujejo ta trenutek in v preteklosti nikoli nista tekmovala, ker sta bila preprosto drugačna. Nobenega dvoma ni, da te tri razlage, skupaj ali ločeno, ne morejo nedvoumno razložiti nobenega od navedenih primerov sobivanja vrst. Ekolog mora opraviti veliko analitičnega dela, da ugotovi, katera od treh razlag je lahko verjetna za določeno situacijo.
Za medsebojno delovanje vrst znotraj biocenoze niso značilne le povezave vzdolž neposrednih trofičnih odnosov, temveč tudi številne posredne povezave, ki združujejo vrste tako iste kot tudi različnih trofičnih ravni.
Tekmovanje- To oblika odnosa, ki nastane, ko si dve vrsti delita iste vire(prostor, hrana, zavetje itd.).
Razlikovati 2 obliki tekmovanja:
- neposredna konkurenca, v kateri se razvijejo usmerjeni antagonistični odnosi med populacijami vrst v biocenozi, izraženi v različne oblike zatiranje: spopadi, kemično zatiranje tekmovalca itd.;
- posredna konkurenca, izražena v dejstvu, da ena od vrst poslabša habitatne pogoje za obstoj druge vrste.
Konkurenca je lahko znotraj vrste ali med več vrstami istega rodu (ali več rodov):
Intraspecifična konkurenca se pojavi med osebki iste vrste. Tovrstno tekmovanje se bistveno razlikuje od medvrstnega tekmovanja in se izraža predvsem v teritorialnem obnašanju živali, ki branijo svoja gnezdišča in določeno območje v prostoru. Veliko ptic in rib je takih. Odnosi osebkov v populacijah (znotraj vrste) so raznoliki in protislovni. In če so prilagoditve vrst koristne za celotno populacijo, potem so lahko za posamezne posameznike škodljive in povzročijo njihovo smrt. S prekomernim povečanjem števila posameznikov se intraspecifični boj stopnjuje. To pomeni, da intraspecifični boj spremlja zmanjšanje plodnosti in smrt nekaterih posameznikov vrste. Obstajajo številne prilagoditve, ki pomagajo posameznikom iste populacije, da se izognejo neposrednemu medsebojnemu konfliktu - najti je mogoče medsebojno pomoč in sodelovanje (skupno hranjenje, vzgoja in zaščita potomcev);
Medvrstna konkurenca je vsaka interakcija med populacijami, ki škodljivo vpliva na njihovo rast in preživetje. Med populacijami različnih vrst opazimo medvrstni boj. Poteka zelo hitro, če vrsta potrebuje podobne pogoje in pripada istemu rodu. Medvrstni boj za obstoj vključuje enostransko uporabo ene vrste s strani druge, to je odnos "plenilec-plen". Oblika boja za obstoj v širšem smislu je favoriziranje ene vrste s strani druge, ne da bi sama sebi škodila (npr. ptice in sesalci raznašajo plodove in semena); medsebojno favoriziranje ene vrste z drugo brez škode za sebe (na primer rože in njihovi opraševalci). Boj proti neugodnim okoljskim razmeram je opazen v katerem koli delu območja, ko se zunanji okoljski pogoji poslabšajo: z dnevnimi in sezonskimi nihanji temperature in vlažnosti. Biotske interakcije med populacijama dveh vrst so razvrščene v:
nevtralizem – ko ena populacija ne vpliva na drugo;
konkurenca - zatiranje obeh vrst;
amenzalizem - ena populacija zatira drugo, vendar sama ne doživlja negativnega vpliva;
plenjenje - osebki plenilcev so večji od osebkov plena;
komenzalizem - populacija ima koristi od združevanja z drugo populacijo, slednji pa je vseeno;
protokolarno sodelovanje - interakcija je koristna za obe vrsti, ni pa nujna;
vzajemnost – interakcija mora biti ugodna za obe vrsti.
Primer modela medpopulacijskih interakcij je »razporeditev osebkov »morskega želoda« - balyanusa, ki se naselijo na skalah nad območjem plimovanja, ker ne prenesejo izsušitve. Nasprotno pa manjše Chthamecluse najdemo le nad tem območjem. Čeprav se njihove ličinke naselijo v območju naselitve, neposredna konkurenca balanusov, ki so sposobni tekmece odtrgati od podlage, prepreči njihov pojav na tem območju. Balanus pa lahko nadomestijo školjke. Toda kasneje, ko školjke zasedejo ves prostor, se balanusi začnejo usedati na njihove lupine in ponovno povečajo njihovo število. Velika sinica v tekmovanju za gnezditvena zatočišča prevladuje nad manjšo modro sinico in zajema gnezdilnice z vhodom večja velikost. Brez konkurence modre sinice imajo najraje vhod 32 mm, ob prisotnosti velike sinice pa se naselijo v gnezdilnicah s 26 mm vhodom, neprimernim za tekmovalca. V gozdnih biocenozah tekmovalnost med gozdno miško in pogrinjsko voluharico povzroča redne spremembe v biotopski porazdelitvi vrst. V letih s povečano številčnostjo gozdne miši poseljujejo različne biotope in izpodrivajo pobočne voluharje v manj ugodna mesta.
Glavne vrste medpopulacijskih odnosov (plenilec-plen, vzajemnost, simbioza)
Tekmovalni odnosi so lahko zelo različni – od neposrednega fizičnega boja do miroljubnega sobivanja. In hkrati, če se dve vrsti z enakimi ekološkimi potrebami znajdeta v isti skupnosti, potem en tekmec nujno izpodrine drugega. To ekološko pravilo se imenuje "zakon konkurenčna izključitev", oblikovano G.F. Gause. Na podlagi rezultatov njegovih poskusov lahko rečemo, da med vrstami s podobnim vzorcem prehranjevanja čez nekaj časa boj za hrano preživijo le posamezniki ene vrste, saj je njena populacija rasla in se množila hitreje. Zmagovalec v tekmovanju je tisti. vrsta, ki ima v dani ekološki situaciji vsaj malenkostne prednosti pred drugimi in s tem večjo prilagodljivost okoljskim razmeram.
Tekmovalnost je eden od razlogov, da dve vrsti, nekoliko različni v posebnostih prehrane, vedenja, življenjskega sloga itd., le redko sobivata v isti skupnosti. V tem primeru je konkurenca neposredno sovraštvo. Najhujša konkurenca z nepredvidenimi posledicami se pojavi, ko človek v združbe uvaja živalske vrste, ne da bi pri tem upošteval že vzpostavljene odnose. Toda pogosto se konkurenca kaže posredno in je nepomembna, ker različne vrste različno zaznavajo iste okoljske dejavnike. Bolj ko so zmožnosti organizmov raznolike, manj bo konkurenca.
Vzajemnost(simbioza) - ena od stopenj v razvoju odvisnosti dveh populacij drug od drugega, ko pride do povezovanja med zelo različnimi organizmi in nastanejo najpomembnejši vzajemni sistemi med avtotrofi in heterotrofi. Klasični primeri vzajemnih odnosov so morske vetrnice in ribe, ki živijo v vencu njihovih lovk; puščavniki in morske vetrnice. Obstajajo še drugi primeri te vrste odnosov. Tako črv Aspidosiphon v mladosti skriva svoje telo v majhni prazni lupini polža.
Mutualistične oblike odnosov so znane tudi v rastlinskem svetu: v koreninskem sistemu višjih rastlin se vzpostavijo povezave z mikoriznimi glivami in bakterijami, ki vežejo dušik. Simbioza z mikorizotvornimi glivami oskrbuje rastline z minerali, gobe pa s sladkorji. Podobno bakterije, ki vežejo dušik, oskrbujejo rastlino z dušikom, iz njega prejemajo ogljikove hidrate (v obliki sladkorjev). Na podlagi takšnih odnosov se oblikuje kompleks prilagoditev, ki zagotavlja stabilnost in funkcionalno učinkovitost vzajemnih interakcij.
Tesnejše in biološko pomembne oblike povezav nastajajo v ti endosimbioza -sobivanje, v katerem ena od vrst živi v telesu druge. To so odnosi višjih živali z bakterijami in praživalimi črevesnega trakta.
Mnoge živali vsebujejo fotosintetske organizme (predvsem nižje alge) v svojih tkivih. Znana je naselitev zelenih alg v dlako lenivcev, ki uporabljajo volno kot substrat in lenivcu ustvarjajo zaščitno barvo.
Svojevrstna simbioza mnogih globokomorske ribe z žarečimi bakterijami. Ta oblika vzajemnosti zagotavlja svetlobno obarvanost, ki je tako pomembna v temi, z ustvarjanjem svetlečih organov - fotoforjev. Tkiva svetlečih organov so obilno oskrbljena s hranili, potrebnimi za življenje bakterij.
Plenilstvo. Zakonitosti sistema plenilec-plen
Plenilec -je prostoživeči organizem, ki se prehranjuje z drugimi živalskimi organizmi ali rastlinsko hrano, to pomeni, da organizmi ene populacije služijo kot hrana za organizme druge populacije. Plenilec praviloma najprej ujame plen, ga ubije in nato poje. Za to ima posebne naprave.
U žrtve razvil tudi zgodovinsko zaščitne lastnosti v obliki anatomsko-morfoloških, fizioloških, biokemičnih značilnosti, na primer: telesni izrastki, bodice, bodice, lupine, zaščitna obarvanost, strupene žleze, sposobnost zakopavanja v tla, hitrega skrivanja, gradnje zatočišč, nedostopnih plenilcem, zatečišča. na signalizacijo nevarnosti.
Kot rezultat takšnih medsebojno odvisnih prilagoditev, določene skupine organizmov v obliki specializiranih plenilcev in specializiranega plena. Obsežna literatura je posvečena analizi in matematični interpretaciji teh odnosov, začenši s klasičnim modelom Volterra-Lotka (A Lotka, 1925; V. Volterra, 1926, 1931) in njegovimi številnimi modifikacijami.
Zakoni sistema "plenilec-plen" (V. Volterra):
- pravo periodični cikel - proces uničenja plena s strani plenilca pogosto vodi do periodičnih nihanj v velikosti populacije obeh vrst, odvisno samo od stopnje rasti populacije plenilca in plena ter od začetnega razmerja med njunim številom;
- pravo ohranjanje povprečnih vrednosti - povprečna velikost populacije za vsako vrsto je konstantna, ne glede na začetno raven, pod pogojem, da so specifične stopnje povečanja velikosti populacije in učinkovitost plenjenja konstantni;
- pravo kršitve povprečnih vrednosti - ob podobnih motnjah v populacijah plenilca in plena (npr. ribe med ribolovom sorazmerno z njihovim številom) se povprečna velikost populacije plena poveča, populacija plenilca pa zmanjša.
Model Volterra-Lotka. Na model plenilec-plen gledamo kot na prostorsko strukturo. Strukture se lahko oblikujejo tako v času kot v prostoru. Takšne strukture se imenujejo »prostorsko-časovni«.
Primer začasnih struktur je razvoj števila krpljarjev in risov, za katerega so značilna nihanja skozi čas. Risi se prehranjujejo z zajci, zajci pa z rastlinsko hrano, ki je na voljo v neomejenih količinah, zato se število zajcev povečuje (povečanje zalog razpoložljive hrane za rise). Posledično se število plenilcev poveča, dokler jih ni veliko, nato pa pride do uničenja zajcev zelo hitro. Posledično se zmanjša število plena, usahnejo zaloge hrane risov in posledično se zmanjša njihovo število. Nato se število zajcev spet poveča, zato se risi začnejo hitro množiti in vse se ponovi znova.
Ta primer se v literaturi obravnava kot model Lotka-Volterra, ki ne opisuje samo populacijskih nihanj v ekologiji, ampak je tudi model nedušenih koncentričnih nihanj v kemičnih sistemih.
Omejevalni dejavniki
Ideja o omejitvenih dejavnikih temelji na dveh zakonih ekologije: zakonu minimuma in zakonu tolerance.
Zakon minimuma. Sredi prejšnjega stoletja je nemški kemik Yu Liebig(1840), ki je proučeval vpliv hranil na rast rastlin, je ugotovil, da pridelek ni odvisen od tistih hranil, ki so potrebna v velikih količinah in so prisotna v izobilju (na primer CO 2 in H 2 0), temveč od tistih, čeprav jih rastlina potrebuje v manjših količinah, vendar jih v tleh praktično ni ali pa niso na voljo (na primer fosfor, cink, bor). Liebig je ta vzorec formuliral na naslednji način: "Rast rastline je odvisna od hranilnega elementa, ki je prisoten v minimalnih količinah." Ta sklep je kasneje postal znan kot Liebigov zakon minimuma in je bil razširjen na mnoge druge okoljski dejavniki.
Toplota, svetloba, voda, kisik in drugi dejavniki lahko omejijo ali omejijo razvoj organizmov, če njihova vrednost ustreza ekološkemu minimumu.
Na primer, tropska riba angel pogine, če temperatura vode pade pod 16 °C. In razvoj alg v globokomorskih ekosistemih je omejen z globino prodiranja sončne svetlobe: v spodnjih plasteh ni alg.
Liebigov zakon minimuma splošni pogled lahko formuliramo takole:Rast in razvoj organizmov sta odvisna predvsem od tistih dejavnikov okolja, katerih vrednosti se približujejo ekološkemu minimumu.
Raziskave so pokazale, da ima zakon minimuma 2 omejitvi, ki ju je treba v praksi upoštevati:
- Prva omejitev je, da se Liebigov zakon uporablja samo strogo v pogojih stacionarni stanje sistema.
Na primer, v določenem vodnem telesu je rast alg omejena na naravne razmere pomanjkanje fosfatov. V tem primeru so dušikove spojine v vodi v presežku. Če se v tak rezervoar začne odvajati odpadna voda z visoko vsebnostjo mineralnega fosforja, lahko rezervoar "zacveti". Ta postopek bo napredoval, dokler se eden od elementov ne porabi do omejitvenega minimuma. Zdaj je morda dušik, če bo fosfor še naprej dobavljen. V prehodnem trenutku (ko dušika še ni dovolj, fosforja pa je že dovolj) ni opaziti minimalnega učinka, tj. nobeden od teh elementov ne vpliva na rast alg;
- druga omejitev povezan z interakcija več dejavnikov. Včasih je telo sposobno nadomestiti pomanjkljivi element drugi, kemično sorodni .
Tako lahko v krajih, kjer je veliko stroncija, v lupinah mehkužcev nadomesti kalcij, kadar slednjega primanjkuje. Ali pa se na primer potreba po cinku pri nekaterih rastlinah zmanjša, če rastejo v senci. Posledično bo nizka koncentracija cinka manj omejila rast rastlin v senci kot pri močni svetlobi. V teh primerih se omejevalni učinek celo nezadostne količine enega ali drugega elementa morda ne bo manifestiral.
Zakon strpnosti(iz lat. strpnost- potrpežljivost) je odkril angleški biolog V. Shelford(1913), ki je opozoril na dejstvo, da lahko razvoj živih organizmov omejujejo ne le tisti okoljski dejavniki, katerih vrednosti so minimalne, ampak tudi tisti, za katere je značilno, ekološki maksimum. Odvečna toplota, svetloba, voda in celo hranila imajo lahko prav tako škodljive učinke kot njihovo pomanjkanje. V. Shelford je razpon okoljskih dejavnikov med minimumom in maksimumom imenoval »meja tolerance«.
Meja toleranceopisuje amplitudo nihanja dejavnikov, ki zagotavljajo najbolj izpolnjujoč obstoj populacije.
Kasneje so bile za številne rastline in živali določene meje tolerance na različne okoljske dejavnike. Zakoni J. Liebiga in W. Shelforda so pomagali razumeti številne pojave in razširjenost organizmov v naravi. Organizmi ne morejo biti razširjeni povsod, ker imajo populacije določeno mejo tolerance glede na nihanja dejavnikov okolja.
W. Shelfordov zakon tolerance je formuliran na naslednji način: rast in razvoj organizmov sta odvisna predvsem od tistih dejavnikov okolja, katerih vrednosti se približujejo ekološkemu minimumu ali ekološkemu maksimumu. Ugotovljeno je bilo naslednje:
Organizmi s širokim razponom tolerance na vse dejavnike so v naravi razširjeni in pogosto kozmopolitski (na primer številne patogene bakterije);
Organizmi imajo lahko širok razpon tolerance za en dejavnik in ozek razpon za drugega (na primer ljudje bolj tolerirajo odsotnost hrane kot odsotnost vode, tj. meja tolerance za vodo je ožja kot za hrano) ;
Če pogoji za enega od okoljskih dejavnikov postanejo neoptimalni, se lahko spremeni tudi meja tolerance za druge dejavnike (npr. pri pomanjkanju dušika v tleh žita potrebujejo veliko več vode);
Dejanske meje tolerance, ki jih opazimo v naravi, so manjše od potencialnih zmožnosti telesa, da se prilagodi temu dejavniku. To je razloženo z dejstvom, da se v naravi meje tolerance glede na fizične pogoje okolja lahko zožijo zaradi bioloških odnosov: konkurence, pomanjkanja opraševalcev, plenilcev itd. Vsak človek bolje uresniči svoj potencial
priložnosti v ugodnih razmerah (na primer zbiranje športnikov za posebne treninge pred pomembnimi tekmovanji). Potencialna ekološka plastičnost organizma, ugotovljena v laboratorijskih pogojih, je večja od realiziranih možnosti v naravnih razmerah. V skladu s tem razlikujejo potencial in izvajati ekološke niše;
- meje tolerance pri plemenskih posameznikih in potomcev je manj kot odraslih, tj. samice v času gnezdenja in njihovi potomci so manj vzdržljivi kot odrasli organizmi.
Tako je geografska porazdelitev divjih ptic pogosteje določena z vplivom podnebja na jajca in piščance kot pa na odrasle ptice. Skrb za potomce in skrben odnos materinstvu narekujejo naravni zakoni. Na žalost so včasih družbeni "dosežki" v nasprotju s temi zakoni;
Ekstremne (stresne) vrednosti enega od dejavnikov vodijo do znižanja meje tolerance za druge dejavnike.
Če ogrevano vodo spustimo v reko, ribe in drugi organizmi porabijo skoraj vso svojo energijo za spopadanje s stresom. Primanjkuje jim energije za pridobivanje hrane, zaščito pred plenilci in razmnoževanje, kar vodi v postopno izumrtje. Psihološki stres lahko povzroči tudi številne somatske (iz gr. soma-.telesne) bolezni ne le pri ljudeh, ampak tudi pri nekaterih živalih (na primer pri psih). Ob stresnih vrednostih dejavnika postaja prilagajanje nanj vse težje.
Mnogi organizmi so sposobni spremeniti toleranco na posamezne dejavnike, če se razmere postopoma spreminjajo. Na primer, lahko se navadiš visoka temperatura vode v kadi, če prideš vanjo topla voda, nato pa postopoma dodajajte vroče. Ta prilagoditev na počasno spremembo faktorja je koristna zaščitna lastnost. Lahko pa je tudi nevarno. Nepričakovano, brez opozorilnih znakov, je že majhna sprememba lahko kritična. Prihajam učinek praga. Tanka vejica lahko na primer povzroči, da se že tako preobremenjeni kameli zlomi hrbet.
Če se vrednost vsaj enega od dejavnikov okolja približa minimumu ali maksimumu, postane obstoj in razvoj organizma, populacije ali skupnosti odvisen od tega dejavnika, kar omejuje življenjsko aktivnost.
Omejitveni faktor se imenujevsak dejavnik okolja, ki se približuje ali presega skrajne vrednosti tolerančnih meja. Takšni dejavniki, ki močno odstopajo od optimuma, postanejo izjemnega pomena v življenju organizmov in bioloških sistemov. Oni so tisti, ki nadzorujejo pogoje obstoja.
Vrednost koncepta omejevalnih dejavnikov je v tem, da nam omogoča razumevanje kompleksnih odnosov v ekosistemih. Upoštevajte, da vsi možni okoljski dejavniki ne uravnavajo odnosa med okoljem, organizmi in ljudmi. Različni omejitveni dejavniki se v določenem časovnem obdobju izkažejo za prednostne. Pri proučevanju ekosistemov in upravljanju z njimi je potrebno svojo pozornost usmeriti nanje. Na primer, vsebnost kisika v kopenskih habitatih je visoka in je tako dostopna, da skoraj nikoli ne služi kot omejevalni dejavnik (z izjemo velikih nadmorskih višin, antropogenih sistemov). Ekologe, ki jih zanimajo kopenski ekosistemi, kisik malo zanima. In v vodi je pogosto dejavnik, ki omejuje razvoj živih organizmov (pogin rib, na primer). Zato hidrobiolog meri vsebnost kisika v vodi, za razliko od veterinarja ali ornitologa, čeprav za kopenski organizmi kisik ni nič manj pomemben kot za vodne živali.
Omejevalni dejavniki določajo in geografsko območje prijazen. Tako je gibanje organizmov proti severu praviloma omejeno s pomanjkanjem toplota.
Razširjenost nekaterih organizmov je pogosto omejena in biotski dejavniki.
Na primer, fige, ki so jih iz Sredozemlja prinesli v Kalifornijo, tam niso obrodile sadov, dokler se niso odločili tja prinesti določene vrste os - edinega opraševalca te rastline.
Identifikacija omejitvenih dejavnikov je zelo pomembna za številne dejavnosti, zlasti kmetijstvo. S ciljnim vplivom na omejitvene razmere je mogoče hitro in učinkovito povečati pridelek rastlin in produktivnost živali.
Tako pri pridelavi pšenice na kislih tleh noben agrotehnični ukrep ne bo učinkovit, če ne uporabimo apnenja, ki zmanjša omejitveni učinek kislin. Ali če gojite koruzo v tleh z zelo malo fosforja, tudi z dovolj vode, dušika, kalija in drugih hranil, preneha rasti. Fosfor je v tem primeru omejevalni dejavnik. In samo fosforjeva gnojila lahko rešijo žetev. Rastline lahko umrejo zaradi prevelike količine velika količina voda ali presežek: gnojila, ki so v tem primeru omejevalni dejavniki.
Poznavanje omejevalnih dejavnikov je ključ do upravljanja ekosistema. Vendar pa v različnih obdobjih življenja organizma in v različnih situacijah različni dejavniki delujejo kot omejevalni dejavniki. Zato lahko samo spretno urejanje življenjskih razmer daje učinkovite rezultate upravljanja.
Povezane informacije.
Biološka medvrstna konkurenca - naravni proces boj med različnimi posamezniki za prostor in vire (hrano, vodo, svetlobo). Pojavi se, ko imajo vrste podobne potrebe. Drugi razlog za začetek tekmovanja so omejeni viri. Če naravne razmere zagotavljajo presežek hrane, ne bo tekmovalnosti niti med posamezniki z zelo podobnimi potrebami. Medvrstna konkurenca lahko povzroči izumrtje vrste ali njeno premestitev iz nekdanjega habitata.
Boj za obstoj
V 19. stoletju so medvrstno konkurenco preučevali raziskovalci, ki so sodelovali pri oblikovanju teorije evolucije. Charles Darwin je opozoril, da je kanonični primer takšnega boja sožitje rastlinojedih sesalcev in kobilic, ki se prehranjujejo z isto rastlinsko vrsto. Jeleni, ki jedo drevesne liste, bizonom odvzamejo hrano. Tipični tekmeci sta kuna in vidra, ki drug drugega izganjata iz spornih vodnih teles.
Živalsko kraljestvo ni edino okolje, kjer opazimo medvrstni boj, takšne boje najdemo tudi med rastlinami. V konfliktu niso niti nadzemni deli, ampak koreninski sistemi. Nekatere vrste zatirajo druge različne poti. Tlam se odvzame vlaga in minerali. Osupljiv primer takih dejanj je aktivnost plevela. Nekateri koreninski sistemi uporabljajo svoje izločke za spreminjanje kemična sestava prst, ki ovira razvoj sosedov. Na podoben način se kaže medvrstna konkurenca med plazečo pšenično travo in sejančki bora.
Ekološke niše
Tekmovalna interakcija je lahko zelo različna: od mirnega sobivanja do fizičnega boja. V mešanih zasaditvah hitro rastoča drevesa potlačijo počasi rastoča. Glive zavirajo rast bakterij s sintezo antibiotikov. Medvrstna konkurenca lahko privede do razmejitve ekološke revščine in povečanja števila razlik med vrstami. Tako se spremenijo okoljske razmere in celota povezav s sosedi. ni enakovreden habitatu (prostor, kjer posameznik živi). V tem primeru govorimo o o celotnem načinu življenja. Habitat lahko imenujemo »naslov«, ekološko nišo pa »poklic«.
Na splošno je medvrstna konkurenca primer kakršne koli interakcije med vrstami, ki negativno vpliva na njihovo preživetje in rast. Posledično se tekmeci prilagodijo drug drugemu ali pa en nasprotnik izpodrine drugega. Ta vzorec je tipičen za vsak boj, pa naj gre za uporabo istih virov, plenilstvo ali kemično interakcijo.
Hitrost boja se poveča, ko govorimo o vrstah, ki so si podobne ali pripadajo istemu rodu. Podoben primer medvrstnega tekmovanja je zgodba o sivih in črnih podganah. Prej so te različne vrste istega rodu živele ena poleg druge v mestih. Vendar pa zaradi svoje boljše prilagodljivosti sive podgane pregnal črnce in jim pustil gozdove kot življenjski prostor.
Kako je to mogoče razložiti? Bolje plavajo, so večji in bolj agresivni. Te značilnosti so vplivale na izid, do katerega je privedlo opisano medvrstno tekmovanje. Primeri takih trkov so številni. Zelo podoben je bil boj med gozdnimi in pevskimi drozgi na Škotskem. In v Avstraliji so čebele, pripeljane iz starega sveta, nadomestile manjše domače čebele.
Izkoriščanje in vmešavanje
Da bi razumeli, v katerih primerih pride do medvrstne konkurence, je dovolj vedeti, da v naravi ni dveh vrst, ki bi zasedali isto ekološko nišo. Če so organizmi tesno povezani in vodijo podoben način življenja, ne bodo mogli živeti na istem mestu. Ko zasedejo skupno ozemlje, se te vrste prehranjujejo z različno hrano ali pa so na njej aktivne drugačen čas dnevi. Tako ali drugače imajo ti posamezniki nujno drugačno lastnost, ki jim daje možnost, da zasedejo različne niše.
Navidezno mirno sobivanje je lahko tudi primer medvrstnega tekmovanja. Odnosi med nekaterimi rastlinskimi vrstami so podoben primer. Svetloljubne vrste breze in bora ščitijo sadike smreke, ki odmrejo odprta mesta od zmrzovanja. To ravnovesje se prej ali slej poruši. Mlade smreke se zaprejo in ubijejo nove poganjke vrst, ki potrebujejo sonce.
Bližina različnih vrst skalnih orehov je še en osupljiv primer morfološke in ekološke ločenosti vrst, ki vodi v medvrstno tekmovanje biologije. Kjer te ptice živijo blizu druga druge, se njihov način pridobivanja hrane in dolžina kljuna razlikujeta. Tega razlikovanja v različnih habitatnih območjih ni. Posebno vprašanje evolucijskega poučevanja so podobnosti in razlike znotrajvrstnega in medvrstnega tekmovanja. Oba primera boja lahko razdelimo na dve vrsti - izkoriščanje in motenje. Kaj so oni?
Med izkoriščanjem je interakcija posameznikov posredna. Reagirajo na zmanjšanje količine virov, ki ga povzroči aktivnost sosednjih konkurentov. zaužijejo hrano do te mere, da se njena razpoložljivost zmanjša na raven, ko stopnja razmnoževanja in rasti konkurenčne vrste postane izjemno nizka. Druge vrste medvrstne konkurence so motnje. Predstavljajo jih morski želodi. Ti organizmi preprečujejo, da bi se sosedi pritrdili na kamne.
Amenzalizem
Druge podobnosti med intraspecifično in medvrstno konkurenco so, da sta obe lahko asimetrični. Z drugimi besedami, posledice boja za obstoj za obe vrsti ne bodo enake. Takšni primeri so še posebej pogosti pri žuželkah. V njihovem razredu se asimetrična konkurenca pojavlja dvakrat pogosteje kot simetrična konkurenca. Takšno interakcijo, pri kateri en posameznik negativno vpliva na drugega, drugi pa ne vpliva na nasprotnika, imenujemo tudi amenzalizem.
Primer takega boja je znan iz opazovanj briozojev. Med seboj tekmujejo z obraščanjem. Te kolonialne vrste živijo na koralih ob obali Jamajke. Najbolj tekmovalni posamezniki v veliki večini primerov »premagajo« svoje nasprotnike. Ti statistični podatki jasno kažejo, kako se asimetrične vrste medvrstne konkurence razlikujejo od simetrične (pri kateri so možnosti nasprotnikov približno enake).
Verižna reakcija
Med drugim lahko medvrstna konkurenca povzroči, da omejitev enega vira povzroči omejitev drugega vira. Če kolonija bryozoanov pride v stik s konkurenčno kolonijo, potem obstaja možnost motenj v pretoku in oskrbi s hrano. To pa vodi v prenehanje širjenja in zasedanja novih območij.
Podobna situacija se pojavi v primeru »vojne korenin«. Ko agresivna rastlina zasenči tekmeca, zatirani organizem čuti pomanjkanje vhodne sončne energije. To stradanje povzroči počasnejšo rast korenin, pa tudi poslabšanje uporabe mineralov in drugih virov v tleh in vodi. Konkurenca rastlin lahko vpliva tako od korenin do poganjkov kot obratno od poganjkov do korenin.
Primer alg
Če vrsta nima tekmecev, se njena niša ne šteje za ekološko, ampak za temeljno. Določena je s celoto virov in pogojev, pod katerimi lahko organizem ohranja svojo populacijo. Ko se pojavijo konkurenti, pade pogled iz temeljne niše v realizirano nišo. Njegove lastnosti določajo biološki konkurenti. Ta vzorec dokazuje, da vsaka medvrstna konkurenca povzroči zmanjšanje sposobnosti preživetja in plodnosti. V najslabšem primeru sosedje organizem potisnejo v tisti del ekološke niše, kjer ne more ne le živeti, ampak tudi imeti potomce. V tem primeru vrsti grozi popolno izumrtje.
V eksperimentalnih pogojih so temeljne niše diatomej zagotovljene z gojitvenim režimom. Na njihovem primeru je znanstvenikom priročno preučevati fenomen biološkega boja za preživetje. Če dve konkurenčni vrsti, Asterionella in Synedra, postavimo v isto epruveto, bo slednja dobila nišo, primerno za življenje, medtem ko bo Asterionella poginila.
Sožitje Aurelije in Bursarije daje druge rezultate. Ker so sosedje, bodo te vrste imele svoje realizirane niše. Z drugimi besedami, delili si bodo vire brez usodne škode drug za drugega. Aurelia se bo koncentrirala na vrhu in zaužila suspendirane bakterije. Bursaria se bo usedla na dno in se hranila s celicami kvasovk.
Skupna raba virov
Primer Bursaria in Aurelia kaže, da je miren obstoj mogoč z diferenciacijo niš in delitvijo virov. Drug primer tega vzorca je boj med vrstami alg Galium. Njihove temeljne niše vključujejo alkalne in kisle prsti. S pojavom boja med Galium hercynicum in Galium pumitum bo prva vrsta omejena na kisla tla, druga pa na alkalna tla. Ta pojav v znanosti imenujemo medsebojno konkurenčno izključevanje. Hkrati pa alge potrebujejo tako alkalno kot kislo okolje. Zato obe vrsti ne moreta sobivati v isti niši.
Načelo konkurenčne izključitve se imenuje tudi Gausovo načelo po imenu sovjetskega znanstvenika Georgija Gausea, ki je odkril ta vzorec. Iz tega pravila izhaja, da če dve vrsti zaradi določenih okoliščin ne moreta deliti svojih niš, bo ena gotovo uničila ali izpodrinila drugo.
Na primer, Chthamalus in Balanus sobivata v sosedstvu samo zato, ker eden od njiju zaradi občutljivosti na izsušitev živi izključno v spodnjem delu obale, drugi pa lahko živi v zgornjem delu, kjer ni ogrožena zaradi konkurence. Balanus je izrinil Chthamalusa, vendar zaradi svojih fizičnih omejitev niso mogli nadaljevati njihove ekspanzije na kopnem. Do izpodrivanja pride pod pogojem, da ima močan tekmec realizirano nišo, ki v celoti pokriva temeljno nišo šibkega nasprotnika, vpletenega v spor za habitat.
Gausov princip
Ekologi se ukvarjajo z razlago vzrokov in posledic biološkega nadzora. Ko gre za konkreten primer, jim je včasih precej težko ugotoviti, kaj je načelo konkurenčne izključitve. Tako težko vprašanje za znanost je rivalstvo med različnimi vrstami močeradnikov. Če ni mogoče dokazati, da so niše ločene (ali dokazati nasprotno), ostane delovanje načela konkurenčne izključenosti le domneva.
Hkrati je resničnost Gauseovega zakona že dolgo potrjena s številnimi zabeleženimi dejstvi. Težava je v tem, da tudi če pride do delitve niš, ni nujno, da je vzrok medvrstna konkurenca. Eden perečih problemov sodobne biologije in ekologije so vzroki za izginotje nekaterih osebkov in širjenje drugih. Številni primeri tovrstnih konfliktov so še vedno slabo raziskani, kar daje veliko prostora za delo bodočim strokovnjakom.
Prilagajanje in zatiranje
Izboljšanje ene vrste bo nujno povzročilo poslabšanje življenja drugih vrst. Povezuje jih en ekosistem, kar pomeni, da se morajo organizmi za nadaljnji obstoj (in obstoj svojih potomcev) razvijati in prilagajati novim življenjskim razmeram. Večina živih bitij ni izginila iz kakršnih koli lastnih razlogov, ampak le zaradi pritiska plenilcev in konkurentov.
Evolucijska dirka
Boj za obstoj se na Zemlji nadaljuje prav odkar so se na njej pojavili prvi organizmi. Dlje kot traja ta proces, večja je vrstna pestrost na planetu in bolj raznolike postajajo same oblike tekmovanja.
Pravila rokoborbe se nenehno spreminjajo. V tem se razlikujejo od Na primer, tudi podnebje na planetu se spreminja brez ustavljanja, vendar se spreminja kaotično. Ni nujno, da takšne inovacije škodijo organizmom. Toda tekmeci se vedno razvijajo v škodo svojih sosedov.
Plenilci izboljšajo svoje metode lova, žrtve pa svoje obrambne mehanizme. Če se kateri od njiju neha razvijati, bo ta vrsta obsojena na premestitev in izumrtje. Ta proces- začaran krog, saj nekatere spremembe povzročajo druge. Večni gibalni stroj narave potiska življenje, da se nenehno premika naprej. Medvrstni boj igra vlogo najučinkovitejšega orodja v tem procesu.
