Бръсначът на Окам: Видове отрицателни взаимодействия – Конкуренция

Образователната ни рубрика Бръсначът на Окам продължава с темата за видовете взаимодействия между животните. Днес си говорим за конкуренцията:

Тенденцията на всеки вид към неограничено размножение встъпва в противоречие с ограничеността на жизнените ресурси: храна, вода, укрития, светлина и т.н. За всички тези ресурси възниква остра конкуренция между индивиди от един вид, защото всички те имат еднакви потребности. Тази конкуренция може да бъде:

  • пряка (активна) – борба за подходящи укрития, за по-богати на храна участъци, за самки;
  • непряка (пасивна) – когато един лъв изяжда антилопа, по този начин отнема храната на друг лъв, в дупка, вече заета от една двойка птици, не може да се засели друга двойка.

Резултатът от вътрешновидовата борба е винаги един – от множеството индивиди от всеки вид преживяват и се размножават само тези, които по-добре от другите се приспособяват към тези условия, които съществуват в популацията във всеки момент от времето. Ако ресурсът (храна, светлина и др.) е в изобилие, то два вида даже с много сходни потребности няма да се конкурират.

Екологична ниша

Най-важното понятие в екологията е понятието за екологична ниша. Под ниша се разбира съвкупността от фактори на окръжаващата среда, в пределите на която даден вид може да се развива и възпроизвежда. Например, при растенията нишата включва и количеството на валежите, слънчевата светлина и почвените минерали, необходими за растежа му. При хищното животно към неговата ниша се отнасят и климатичните фактори, наличието на подходяща жертва и количеството ендемични (свойствени за дадена местност) болести.

Принцип на конкурентното изключване на Гаузе

Принципът на Гаузе за конкурентното изключване гласи: Ако два вида са в пряка конкуренция за една ниша има само два възможни изхода:

  • Или двата вида по малко ще се изменят и всеки ще заеме малко по-друга ниша (диференциация на нишата)
  • или един от видовете е обречен на гибел.

Например, две растения на една ливада могат да се променят така, че едното от тях да може да мине с по-малко количество светлина, а другото – с по-малко фосфор в почвата. Тогава, даже на пръв поглед да ни се стори, че в една ниша съществуват два вида, всъщност тази ниша в значителна степен се е диференцирала и може вече да се разглежда като две ниши. Съвместното съществуване на конкуриращи се видове се постига за сметка на пространственото разделение на зоните на обитаване.

Прагова концентрация

Американският еколог Д.Тилман (Tilman) от Принстън въвежда параметъра – прагова концентрация на лимитиращия ресурс, т. е. такова негово съдържание в средата, което да стига толкова, че популацията да подържа своето съществуване, без да увеличава, но и без да намалява своята численост. Тилман приложил тази величина за предсказване изхода от конкуренцията между отделните видове и анализ на цялото съобщество.  

Увеличаването на ресурса не води до равномерно нарастване на ръста на популациите. Графиката вдясно отразява зависимостта между скоростта на ръста на популациите от концентрацията на лимитиращия ресурс. За всяка популация е индивидуална функция. Например, при съвместно отглеждане на два вида: 1 и 2, първият доминира при ниски концентрации на ресурса, а втория – при високи. Ако концентрацията на лимитиращия ресурса е близка до стойността, която съответства на пресечната точка на кривите, и двата вида могат да съществуват заедно поравно. Източник: Связь биоразнообразия с продуктивностью – А.М.Гиляров

 

Планктонов парадокс

Още преди 40 години Хатчинсън обърнал внимание на това, че в повърхностните слоеве вода нерядко живеят заедно множество видове планктонови водорасли и цианобактерии, макар че съгласно принципа на Волтера – Гаузе "броя на устойчиво съсъществуващи видове не трябва да превишава броя на лимитиращите ги фактори". Положението се усложнява още и от това, че тези фактори трябва да са "зависими от плътността на популациите", т.е. реално към тях може да се отнесат само недостига на някакъв ресурс или натиска на специализираните хищници. Тъй като броя на съвместно срещащите се видове фитопланктон нерядко се измерва с десетки, а броя на възможните лимитиращи фактори е малък (светлина и няколко биогенни елементи за минерално хранене), Хатчинсън и нарекъл такова съсъществуване на множество водорасли "планктонов парадокс". Може би този парадокс е на път да се разреши. Неотдавна (ноември, 2004г.) Мааке Стомп от отдела за водна микробиология на Амстердамския университет и негови колеги изследвали два щама цианобактерии от групата Synechococcus.  

Двете цианобактерии са генетично аналогични, с по-малко от 1% несъвпадение. Единият от тях (BS4), със синьозелен цвят, съдържал пигмента фикоцианин, а другият (BS5) бил с червен цвят, заради пигмента фикоеритрин. При първият щам максимума на поглъщане на светлина е отбелязан в червено-оранжевата област (620-630 нм), а при втория – в зелено-жълтата (560-570 нм). Освен това, двата щама показали допълнителни пикове на поглъщане в синята и червената част от спектъра, заради съдържанието на обичайния пигмент хлорофил. Било доказано, че при смес от двата щама, изхода от конкуренцията се определя от спектралния състав на използваната светлина. При осветяване с червена светлина ще има ярко изразено конкурентно преимущество щамът с фикоцианин (BS4), а при осветяване със зелена светлина – щамът с фикоеритрин (BS5). При бяла светлина и двата вида ще съществуват заедно с приблизително с еднакви плътности.

  Може да се запознаете с изследванията на холандските учени:Stomp M,, Huisman J., de Jong F., et al. Adaptive divergence in pigment composition promotes phytoplankton biodiversity  

  • Пингвините

  Пингвините се хранят с мекотели, калмари и риби. Различните видове пингвини имат малко по-различни продоволствени предпочитания, което намалява конкуренцията между видовете. Пингвините обикновено живеят на острови и на отдалечени от континентите райони, свободни от хищници. Заради това е отпаднала необходимостта да летят за да преживеят.

 

Снимка: petsfunnies
  • Птичите базари

  Съвместното гнездене, т.н. "птичи базари" не предизвиква конкурентни отношения, а дава на птиците известни преимущества. Преди всичко заедно по-лесно се защитават от хищници. В полярните райони обитателите на птичите колонии по-успешно икономисват топлина. В големи и плътнонаселени колонии малките на кайрите не само по-рядко замръзват, но и по-бързо растат.

 

Вътрешновидовата борба за съществуване

Два заека бягат от вълк. Единия от тях казва на другия: "На какво се надяваш? Все едно не можеш да бягаш по-бързо от вълка". "А на мене не ми е нужно да бягам по-бързо от вълка, достатъчно ми е да бягам по-бързо от тебе" – му отговаря другия. Именно на вътрешновидово ниво се реализира и междувидовата борба, и борбата с абиотичните фактори. Индивидите, принадлежащи към един вид, все пак се различават един от друг. Сред множеството индивиди от даден вид преживяват и се размножават само тези, които по-добре от събратята си противостоят на измененията на климата, спасяват се от хищниците, добиват храна, защитават се от паразити. По този начин, борбата с абиотичните фактори и междувидовата борба стават компоненти на вътрешновидовата конкуренция.

Повече в Видове отрицателни взаимодействия – Конкуренция

Вашият коментар