Як ви знаєте, штучний відбір на основі спадкової мінливості призводить до створення порід і сортів, пристосованих до господарським інтересам людини. Чарльз Дарвін поставив питання: чи не існує і в природі процес відбору, який створює організми, пристосовані до умов життя?
інтенсивність розмноження
Чарльз Дарвін звернув увагу на здатність всіх живих істот виробляти велику кількість нащадків. Наприклад, самка аскариди дає 200 тис. Яєць на добу, сірий щур - 5 виводків на рік, в середньому по 8 щурят, що досягають статевої зрілості з трьох місяців; в одному плоді зозулиних слезок не менше 186 300 насіння.
Якби в популяції все особини кожного наступного покоління виживали і розмножувалися, то кожен вид заселив би всі придатні для нього місця на Землі.
Форми боротьби за існування
Особин в популяції з'являється у багато разів більше, ніж може існувати на займаній нею території. Невідповідність між чисельністю з'являються в популяції особин і засобами до їх життя неминуче призводить до боротьби за існування.
Під виразом «боротьба за існування» розуміють складні й різноманітні стосунки особин всередині видів, між видами і з неорганічної природою, маючи на увазі не тільки життя однієї особини, але перш за все її плодючість і успіх в забезпеченні себе потомством. Лише в деяких випадках боротьба за існування виражається в прямій сутичці: хижаки гризуться через видобуток або хижак бореться з жертвою.
Дарвін розрізняв три форми боротьби за існування. внутрішньовидову, міжвидову і боротьбу з несприятливими умовами неорганічної природи.
Внутрішньовидова боротьба за існування відбувається між особинами однієї популяції будь-якого виду. Ця форма боротьби найбільш напружена, тому що особини однієї популяції потребують однаковій їжі, однакових притулках, піддаються однаковим небезпекам. Прикладами внутрішньовидової боротьби можуть бути змагання між хижаками за видобуток, суперництво через території, через самки і т. Д.
Яскраву картину внутрішньовидової змагання можна бачити в популяції одновікових хвойного лісу (див. Рисунок 6). Найвищі дерева широко розкинутими кронами вловлюють основну масу сонячних променів; їх потужна коренева система поглинає з грунту воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами на шкоду більш слабким сусідам. Дерева-переможці пригнічують ріст і розвиток інших дерев, викликають їх засихання і загибель, самі ж утворюють безліч насіння.
Відносини особин в популяціях, а отже, всередині виду різноманітні, складні і суперечливі. В кінцевому рахунку вони здебільшого служать збереженню популяції і виду. Видові пристосування, корисні для всієї популяції, можуть бути шкідливими для окремих особин і навіть стати причиною їх загибелі. Чайки при надмірній чисельності потомства знищують частина пташенят: поїдають їх або ударом в голову змушують відригувати їжу, яку відразу слідом за цим схоплюють дорослі птахи. Іноді синиці затоптують в підстилку гнізда 1-2 пташенят.
При надмірному збільшенні чисельності особин внутрішньовидова боротьба в популяції загострюється. Це буває викликано погіршенням кормових умов, занадто високою щільністю населення і т. Д. У таких випадках плодючість особин в популяції знижується; нерідко спалахують епідемії, що призводять до масової загибелі особин і знижують чисельність популяції.
Існує ряд пристосувань, які допомагають особинам однієї популяції уникнути прямого зіткнення між собою. Бурий ведмідь позначає межі ділянки, на якому здобуває собі їжу, подряпинами на деревах. Вовк позначає свій індивідуальний кормової ділянку сечею. Самці синиці, зяблика сповіщають про занятті ділянки піснею. Тварини уникають порушень меж чужих ділянок. У популяції у тварин одного виду можна зустріти взаємодопомога і співробітництво: спільне вирощування, виховання і охорону потомства (наприклад, в сім'ях бджіл, табуні коней).
Таким чином, внутрішньовидова боротьба супроводжується зниженням плодючості і загибеллю частини особин виду. Однак в цілому це сприяє вдосконаленню виду протягом багатьох поколінь в напрямку більшої пристосованості до середовища проживання, до факторів, що викликають цю боротьбу.
Міжвидова боротьба за існування спостерігається між популяціями різних видів. Вона протікає зазвичай дуже гостро, якщо види потребують подібних умовах і відносяться до одного роду. Сіра і чорна щури - різні види одного роду. У поселеннях людини в Європі сірий щур абсолютно витіснила чорну щура, яка тепер зустрічається в лісових районах і пустелях. Сірий пацюк більші, краще плаває і, головне, агресивніше і тому в сутичках з чорною бере гору. Швидке розмноження дрозда-деряби в деяких частинах Шотландії спричинило за собою скорочення чисельності іншого виду - співочого дрозда. В Австралії звичайна бджола, яку привезли з Європи, витісняє маленьку тубільну, що не має жала.
У лісі під захистом світлолюбних порід - сосни, берези, осики - спочатку добре розвиваються сходи ялини, які вимерзають на відкритих місцях, але потім у міру змикання крон молодих ялин сходи світлолюбних порід гинуть.
Міжвидова боротьба за існування включає одностороннє використання одного виду іншим, так звані відносини типу «хижак - жертва» (риби поїдають планктон). Однак приклади боротьби за існування не зводяться до боротьби в прямому сенсі слова. Так, формою боротьби за існування в широкому розумінні є і сприяння одного виду до іншого без шкоди для себе (птахи та ссавці поширюють плоди і насіння), взаємне сприяння різних видів один одному (квітки і їх запилювачі).
У лісі, де настільки яскраві прояви біологічного змагання, спостерігається і користь від спільного проростання рослин. Тут у порівнянні з відкритими місцями створюється свій теплової, водний і повітряний режим: менш різкі коливання температури, більш висока відносна вологість; під пологом дерев верхніх ярусів виростають тіньовитривалі чагарники, трави, мохи, надгрунтові водорості.
Боротьба з несприятливими умовами спостерігається в будь-якій частині ареалу виду в тих випадках, коли зовнішні умови середовища погіршуються, наприклад: при добових і сезонних коливаннях температури або вологості, а також усюди, де особини виявляються в умовах зайвого тепла або холоду, сухості або вологості. Про рослина в пустелі кажуть, що воно «бореться з посухою». При просуванні на північ або при підйомі в гори в несприятливих кліматичних умовах зустрічаються зачахшіе дерева і чагарники, хоча ніякі інші рослини їх не тіснять.
Боротьба з несприятливими умовами також має велике значення для еволюції, так як вона загострює внутрішньовидову боротьбу. Так, при нестачі тепла, поживних речовин між особинами в популяції рослин загострюється боротьба за ці чинники. Переможцями виявляються найбільш життєздатні (у них більш інтенсивно протікають фізіологічні процеси, обмін речовин). Якщо ці біологічні особливості передаються у спадок, вони в кінцевому рахунку призводять до вдосконалення виду.
Використання людиною складних взаємин у живій природі
Вчення про боротьбу за існування служить науковою основою для вирішення багатьох питань практики, наприклад для розробки біологічного методу боротьби з шкідниками сільського і лісового господарства. При встановленні сівозмін дотримуються правильне чергування культур на полях, з урахуванням їхнього ставлення до грунті, до води, шкідників, хвороб та ін. Те ж саме роблять при штучних лісопосадках (з дуба, берези, бука та ін.), Наприклад вносять гіфи грибів в грунту, позбавлені їх. Утвориться микориза - симбіоз міцелію гриба і коренів дерева - доставляє дереву вологу і поживні речовини з грунту, забезпечуючи нормальний ріст.
Для штучного розведення риби водойми спочатку звільняють від хижих (щука, окунь) і малоцінних видів (плотва, колючка), а потім заселяють високопродуктивними (короп, сиг і ін.). У цьому ж водоймі створюють умови для розвитку кормових організмів. При веденні мисливського господарства на науковій основі потрібно знання нормального співвідношення статевих і вікових груп в стадах і зграях, а також розміри необхідних тваринам кормових ділянок.
При винищуванні хижаків враховують їх санітарну роль в природі, яка полягає у знищенні слабких і хворих особин серед жертв. Поголовне знищення вовків в деяких районах Канади призвело до спалаху епідемій у оленів і скорочення чисельності. Зі знищенням хижих птахів спочатку швидко збільшується чисельність дичини (куріпок, рябчиків), по потім спостерігається її масова загибель від глистових та інших захворювань.
Для лікування та попередження різних інфекційних захворювань людини і тварин застосовують антибіотики і фітонциди. Одні й другі являють собою виробляються рослинами речовини, які здатні пригнічувати життєдіяльність шкідливих для цих рослин мікроорганізмів. Антибіотики виробляються багатьма нижчими грибами, фітонциди - багатьма квітковими рослинами як пристосування в боротьбі з іншими видами.