4.13. Concurență și ecologice nise
Așa cum am arătat, competiția se numește relația dintre cele două populații, în care o creștere în fiecare dintre ele determină o scădere a numărului celuilalt. Cu toate acestea, această definiție se aplică numai concurenței interspecifice. și, în plus, există, de asemenea, concurența intraspecifice. care are loc într-o singură populație.
Atunci când două populații de o competiție poate afecta negativ reciproc în două moduri diferite. Primul (indirect, sau operațional concurența), datorită faptului că cele două populații împărtășesc aceeași resursă. Odată cu creșterea numărului de una dintre aceste populații va crește consumul de cota sa, iar celălalt va primi mai puțin de ea. Cea de a doua (competiție directă sau interferență) asociate cu consumul de energie al indivizilor de a provoca reciproc prejudicii. Un exemplu de competiție directă poate fi allelopathy - plante evacuarea substanțelor care afectează alte specii.
Și de ce organisme sunt costurile de energie în timpul interferența concurenței? Acest fenomen nu a putut fi observate, în cazul în care astfel de costuri nu sunt rezolvate unele sarcini importante pentru populațiile concurente. Această problemă - reducerea sarcinii concurenței operaționale. Deci, deși concurența directă, care poate fi însoțită de conflicte între indivizi din diferite populații, pare a fi mai „explicit“ și de divertisment, aceasta este doar o consecință a competiției ascunse, indirecte.
Ce tipuri de puternice concurente unele cu altele: similar sau diferit? Speciile mai asemănătoare, cu atât mai mare suprapunerea cerințelor lor de resurse, cu atât mai mare va fi concurența între ele. Pentru a descrie relația de concurență este foarte util este conceptul de nișă ecologică.
Am spus deja că mulți dintre termenii cheie utilizați în mediul în moduri diferite. Probabil, conceptul de nișă ecologică este, în acest sens, „campion“.
Pentru prima dată sintagma „nișă ecologică“ John a folosit. Grinell în 1917. El a însemnat atât de tipic de tipul de habitat, un set de condiții în care unele specii pot fi găsite în natură. Charles Elton în 1927 a definit nișă ecologică ca un fel de loc în comunitate, poziția sa în structura alimentară a relațiilor. J .. Hutchinson în 1957, a introdus o nișă ecologică ca un set de valori ale tuturor factorilor de mediu care permit existența speciilor (vezi. Mai plus 6.3). În cele din urmă, Yu Odum a explicat că nișa este un tip caracteristic de cerințe pentru mediu și stilul de viață sale inerente.
De exemplu, putem evalua modul în care utilizarea resurselor media de un anumit tip, și de a folosi această evaluare ca o felie de nișă sale ecologice.
Fig. 4.13.1 prezintă o nișă bidimensional este una dintre păsări insectivore de stejar american - moshkolova verde-albastru. După cum puteți vedea, nișa este caracterizată de doi parametri: Atrage speciile de păsări de pradă în cauză și în cazul în care (la ce înălțime) o face. Putem presupune că pentru orice alte specii de păsări, cum ar fi imaginea ar arăta diferit.
Fig. 4.13.1. Bidimensional ecologică de nișă moshkolova albastru-verde; Acesta arată insectele de captare de frecvență de dimensiuni diferite, la înălțimi diferite de la sol
Combinarea unor astfel de abordări disparate, putem spune că nișa ecologică - în care poate exista o descriere completă a imaginii tipului de viață, inclusiv resursele pe care le consumate, precum și condițiile.
Valoarea conceptului de nișă ecologică este că vă permite să comparați caracteristicile diferitelor tipuri de stiluri de viață. Deci, în cazul în care cele două tipuri pot trăi în condiții similare, dar diferă în resursele pe care le consumă (cum ar fi dimensiunea victimelor lor), putem compara nișa acestor specii este în acest parametru.
Acum devine clar de ce vorbim despre conceptul de nișă, atunci când vorbim despre concurs. Pentru partea din resursa care consumă doar o singură specie, concurența este imposibilă. Dar, pentru că o parte din varietatea de resurse care pot utiliza două tipuri de (de exemplu, în măsura în care aceste tipuri de suprapunere de nișă) între aceste specii se va produce o concurență (Fig. 4.13.2).
Fig. 4.13.2. Compararea nișe ecologice care două tipuri de parametru prin care acestea diferă (de exemplu, dimensiunea victimelor consumate de pradatori)
Cu cât similară celor două specii, cu atât mai mare suprapunerea cerințelor lor de resurse și de concurența mai puternică între ele. Cea mai intensă competiție - intraspecifice. Cu toate acestea, indivizii din aceeași specie, deși concurează foarte acut pentru resursele împreună pentru a forma generația următoare. Și ce se va întâmpla în cazul în care concurența dintre două specii diferite vor ajunge la aceeași severitate ca intraspecific?
În anii 1931-1935 tânărul biolog sovietic Georg Frantsevich tifonul a încercat să verifice experimental ecuația de concurență derivată Volterra. Gause a dat seama că, în domeniul experimentelor de biologie populației sunt potrivite simplu: au nevoie de un volum foarte mic de mediu, și schimbarea de generații este mult mai rapid decât cea a animalelor multicelulare. Experimentele Gause, glorificat numele său, a făcut pe ciliate papuc (Paramecium caudatum) și familia lor imediată (fig. 4.13.3).
Fig. 4.13.3. Dinamica populației a trei specii de ciliate în experimente GF Gause. În exemplele de realizare specii experimente AB și B. au fost cultivate individual; în cazuri de G. & D. în tubul stabilit doar două tipuri de ciliate
Gause a crescut trei specii de ciliate Paramecium fel în tuburi, care a adăugat fulgi de ovăz și din timp în timp pentru a elimina deșeurile. Pe drojdie și bacterii care mananca si ciliate fulgi de ovăz dezvoltat. Trei specii din genul parameciu a dezvoltat cu succes într-o monocultură în astfel de condiții. Atunci când partajarea conținutului P. aurelia întotdeauna complet P. caudatum inlocuind. Cu toate acestea, în cazul în care conținutul comun P. Aureliei și P. bursaria două specii pot coexista. Astfel cum se Gause, aceste două specii diferă în modul lor de a mânca: primul tip de hrană pentru animale pe bacterii din fluidul mai gros, al doilea - celulele de drojdie la fund.
Pe baza observațiilor descrise formulat principiul de excludere competitivă. sau în general Gause. Două specii care ocupă aceeași nișă ecologică nu pot coexista în mod stabil în aceeași localitate; coexistența speciilor este posibilă datorită separării lor nișe.
Regula de excludere competitivă este unul dintre motivele posibile pentru diversitatea extraordinară a speciilor în natură. În cazul în care cele două populații într-o singură localitate nu poate ocupa o nișă, ei trebuie să-l împărtășească. De-a lungul timpului, fiecare dintre aceste populații este specializată în nișă și poate da naștere la o nouă vizualizare dedicat.
Pentru mediul de testare efectul normelor GAUSE în condiții naturale este destul de greu, dar unele exemple ale activităților sale cunoscute de biologi. De la sfârșitul secolului al XIX-lea, în mare parte din Europa Cancer shirokopaly (Astacus astacus) suplinit cancer de gheare (A. leptodactylus). nișă ecologică se suprapune peste nisa Raci recuperati korotkopalogo și forma astfel câștigând mai prolific. Roach înlocuiește în multe rezervoare Rudd și biban. nișe ecologice adulți separate și se prăjește - se suprapun. prăji gândacii sunt mai competitive. Cu toate acestea, prezența chiar și cele mai multe exemple de deplasare competitivă nu înseamnă că întotdeauna se întâmplă. Pentru un timp, în care biologi sunt explorarea regula Gause, a reușit să găsească exemple de modul în care acțiunile și situațiile sale atunci când aceasta nu este „activat“.
De exemplu, într-o comunitate de nișe care separă planctonul de alge nu este detectat. Motivul pentru aceasta este un mediu ritm rapid în cazul în care condițiile de a da avantajul una, apoi o altă specie, precum și expunerea intensivă a animalelor de pradă (zooplancton și diferite alimentatoare de filtrare), care nu dau excludere competitivă să devină un factor major în modelarea comunității. Cu toate acestea, în unele cazuri, deplasarea competitivă are loc în comunitatea plancton. Acest lucru se întâmplă atunci când așa-numitul „înflorit“ de apă, atunci când alge planctonice sunt scoase de sub limitarea lor numărul de acțiuni de pradatori. Ca rezultat, „înflorire“ de apă în ea să devină masă doar câteva specii de alge planctonice, care diferă unele de altele în modul lor de viață.
Unele tipuri de relații nu pot lega doar indivizi din diferite populații, dar și rude, membri ai aceleiași populații. Un exemplu este competiția. Acțiunea intraspecifica și concurența interspecifică este similară în faptul că atât unul cât și celălalt pentru a limita cantitatea de resurse disponibile pentru individ. Cu toate acestea, influența lor asupra lățimii nișe ecologice în direcții opuse. concurenței intraspecifice extinde nișe ecologice: toate persoanele cărora le lipsește optim pentru tipul de resurse, iar unele sunt forțați să iasă „pe margine“, într-un fel de a utiliza resursele adecvate. concurența interspecifice, în conformitate cu regula Gause, dimpotrivă, reduce nișe ecologice. Observăm în lățime natura nișă este astfel rezultatul echilibrării două procese îndreptate în sens opus, expansiunea lor datorită concurenței intraspecifice și îngustarea din cauza speciei.
Un exemplu interesant de excludere competitivă a fost investigată în experimente T. Park cu mealworms. Două specii de aceste gândaci din familia de gândaci crepuscular (Tribolium confusum și T. castaneum) conținute în casetele de făină. Aceste specii concurează pentru produse alimentare (făină) și, în plus, ar putea mânca unul pe altul, și ambele tipuri de gândaci au mâncat concurent specii de pește cea mai mare parte, mai degrabă decât forma sa (o combinație de concurență de la ruinare numit antagonism). Park a reușit să găsească condițiile în care a câștigat în mod natural primul sau al doilea tip. Cu toate acestea, cel mai interesant pentru a explora transformat în sus concurența în condițiile intermediare, nu asigură superioritatea absolută a unei specii (Tabelul 4.13.1.).
Tabelul 4.13.1. Raportul Numărul de două tipuri mealworms experimente T. Park
„climatice“ (condiții experimentale)
Repetarea experienței în aceleași condiții, experimentatorul a înregistrat victoria unuia sau alt tip de victorie cu o anumită frecvență. Schimbarea condițiilor de creștere a schimbat cotele de a câștiga fiecare formă, ci într-o gamă suficient de largă de temperatură și umiditate, cu o anumită probabilitate poate învinge ambele specii. Constant a fost doar un singur lucru: după un timp doar o singură specie rămân în mediul înconjurător, iar celălalt a dispărut.
Diferențele dintre tipurile de una breasla (asamblaje de specii care folosesc aceeași resursă) pot fi mediate prin influența prădător. Astfel, un contrast clar cu vecinul poate aduce din punctul de vedere sfera de activitate a prădător manca un vecin! În Asia de Sud-Est reticulate pitonii locuiesc chiar în așezările umane, să fure și să mănânce capre, porci și câini și rareori ataca oameni. Acest lucru se datorează faptului că o persoană nu-i place mersul pe jos sau pe patru picioare și rudele nu este percepută ca o victimă.
concurenței intraspecifice conduce la o cavitate de expansiune tinde să se extindă limitele fundamentale și chiar mai mult (având ca rezultat evoluție).
Evaluarea gradului de concurență între specii pot fi, presupunând existența unui anumit nivel de limitare de similitudine. În cazul în care nivelurile de diferențe între membrii adiacente ale breslei la un nivel comparabil de variație intraspecifica sunt aproximativ aceleași, acest lucru indică un înalt rolul concurenței în diferențierea nish.Hatchinson demonstrat nivelul similaritate de divergență de trăsături morfologice ale speciilor în aceeași breaslă, de exemplu, dimensiunile mouthparts relație (strâns legată de parametrii de producție) coexistând în insecte, păsări și mamifere. Sa dovedit faptul că același tip de structura fiecărei următoarea formă mai mult decât precedenta 1.1-1.4 ori mai mare decât media - 1,28 ori. Această diferență de mărime, oferind diferența de greutate în 2 (2,09) de ori. Această regulă se aplică la dimensiunea structurilor și a produselor alimentare, obtinerea întregul corp într-o varietate de animale: păianjeni, gândaci, cai, șopârle, salamandre, veverițe, lilieci, rozătoare, deșert, porumbel imperial. Se pare că, cu un coeficient de variație (CV) 5,5 pentru cele două specii, cu un raport de aspect de 1,28 nise se suprapun va fi de 1-2%. Tipuri de gradientului de resurse distribuite de-a lungul mod nonrandom. Raportul de aproape 1.3 este aplicabil pentru a descrie diferențele într-o serie de casetofoane, mașini și biciclete! Probabil, acest raport reflectă particularitățile percepției noastre, ca urmare a care inginerii și marketing a crea clase de produse „natural“ diferite unul de altul.
Trebuie avut în vedere faptul că, spre deosebire de mașini și biciclete, reprezentanți ai speciilor cu dimensiuni mai mari organism au loc adesea în cursul ontogenezei prin clase de mărime inerente de tip mai mici. Regula Hutchinson nu este luată în considerare a modelelor de creștere alometrică.
Comunitatea poate fi reprezentat ca un spațiu n-dimensional ocupat nișe ecologice ale diferitelor specii. În competiție difuză fiecare specie interacționează cu o varietate de alte, în competiție cu ei pentru o varietate de factori de mediu. Succesul sau eșecul de stabilire specii în comunitate, în primul rând depinde de relația de concurență și exploatarea altor specii. Imaginați-vă o cutie plină cu baloane umflate: fiecare pune presiune pe toate celelalte. În cazul în care populația unei specii (mingea) „perdanți“, care nu este în măsură să se (spargere) reproduce, efectul dispariției sale va conduce la o modificare a echilibrului între toate restul populației (bile în mișcare rămase).
Pe de altă parte, perechea de tipuri de suprapunere puternic pe una dintre măsurătorile pot fi diferite nise pe o alta, slăbind astfel concurența. Puteți vorbi despre suprapunere diferențială, în care speciile concurente prolix împărtășesc o nișă pe parametri diferiți. De exemplu, prădători în comun de multe ori resursele pe timpul zilei, deoarece producția lor poate fi, de asemenea, caracterizate printr-o anumită activitate de zi cu zi. Pentru erbivore rasdelenie pe timpul zilei un pic ciudat. Poichiloterm o zi de utilizare diferențială decât homoiothermal.
Cu cât numărul total de membri ai breslei, pentru capacitatea de transport, cu atât mai mare poate juca rolul competiției. Putem presupune că aproximativ la niveluri mai ridicate trofice, concurența mai clară.
Gradul de separare a plantelor nișe ecologice sunt în general mai mici decât animalele.
Din moment ce concurența intraspecifică este mai puternică decât speciile, dezvoltarea unei metamorfoze sau dimorfism sexual de mediu poate fi văzută ca măsuri care reduc concurența intraspecifice.