Внутрішньовидова конкуренція та її роль.
Внутрішньовидова конкуренція - це суперництво особин одного виду за ресурс, коли його не вистачає. Як приклад такої конкуренції розглянемо гіпотетичне співтовариство - процвітаючу популяцію коників одного виду. Розшукуючи і споживаючи їжу, коники витрачають енергію і піддають себе ризику бути з'їденими. При збільшенні щільності популяція для забезпечення життєдіяльності організмів буде потрібно більше витрати часу і енергії. У цьому випадку зростає внутрішньовидова конкуренція, що призводить до підвищення енергетичних витрат і до зниження швидкості споживання їжі. В результаті шанси вижити зменшуються.
Аналогічна ситуація і у рослин. Один проросток рослини з більшою ймовірністю доживе до репродуктивної зрілості, ніж проросток, оточений густою порослю. Навіть якщо він не загине, то майже напевно буде дрібним, нерозвиненим. Дасть мало потомства. Отже, підвищення щільності популяції зменшує внесок кожної особини в наступне покоління.
Загальні риси внутрішньовидової конкуренції:
· Зниження швидкості споживання ресурсів з розрахунку на одну особину;
· Обмеженість ресурсу, за який конкурують особи;
· Нерівноцінність конкуруючих особин одного і того ж виду при подібності істотних характеристик (споживають однакові ресурси середовища);
· Пряма залежність впливу на окрему особину від числа конкурентів;
· Кінцевий результат конкуренції - зменшення вкладу в наступне покоління.
Внутрішньовидова конкуренція може виражатися у прямій агресії (активна конкуренція), яка буває фізичної, психологічної чи хімічної. Наприклад, самці, що змагаються за право володіти самкою, можуть боротися між собою. Демонструвати свій зовнішній вигляд, щоб затьмарити суперника, або за допомогою запаху тримати суперників на відстані. Боротьба за самок, простір і світло часто призводить до активної конкуренції.
Конкуренція не завжди буває виражена настільки яскраво. Якщо, наприклад, частина харчових ресурсів поїдається одним з представників виду, значить, нею не можуть скористатися інші особи. В такому випадку конкуренція буде не прямий, так як вплив на популяцію виражається у виснаженні ресурсів. Це називається експлуатаційної конкуренцією. У більшості випадків, по всій видимості, поєднуються елементи як експлуатаційної, так і активної внутрішньовидової конкуренції.
Часто конкуренція асиметрична, то є деякі особини страждають від неї сильніше інших. Внутрішньовидова конкуренція призводить до того, що окремі особини виявляються менш пристосованими до виживання, їх внесок в продовження роду виявляється меншим, і в наступних поколіннях їх генотип зменшується. Вони або гинуть, або їм не вдається дати потомство або вирости до необхідних розмірів.
Міжвидова конкуренція і її роль.
Міжвидова конкуренція - це будь-яка взаємодія між двома або більше популяціями, яке негативно позначається на їх зростанні і виживання. Незалежно від того, що лежить в основі міжвидової конкуренції - використання одних і тих же ресурсів, міжвидові хімічні або ілеллопатіческіе взаємодії або хижацтво, - вона може привести або до взаємному пристосуванню видів, або до витіснення одного виду іншим.
Міжвидова конкуренція протікає дуже швидко, якщо види потребують подібних умовах і відносяться до одного роду. Сіра і чорна щур - 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 одержувати вгору. 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 теплолюбних порід гинуть.
Ілюстрацією наслідків міжвидової конкуренції близьких видів можуть бути два види скельних зсувів. У тих місцях, де ареали цих видів перекриваються, тобто на одній території живуть птахи обох видів, довжина дзьоба і спосіб видобутку їжі у них істотно відрізняються. У неперекривающіхся областях проживання повзики відмінностей в довжині дзьоба і способі добуванні їжі не виявляється. Таким чином, міжвидова конкуренція веде до екологічного і морфологічному роз'єднання видів.
Численні дослідженнями встановлено, що близькоспоріднені організми, провідні схожий спосіб життя, не живуть в одних і тих же місцях, а якщо вони займають одну і ту ж територію, то споживають різну їжу, виявляють активність у різний час або володіють якимись іншими ознаками, які дозволяють займати різні ніші. У природі не існує двох видів, які могли б займати абсолютно однакову нішу. Разом з тим деякі близькоспоріднені види часто настільки подібні, що для них потрібно практично одна і та ж їжа. Жорстка конкуренція може спостерігатися і в тих випадках, коли ніші частково перекриваються. Певну нішу найчастіше займає один вид.
У природних умовах вивчення взаємодій популяцій різних видів викликає надзвичайні складності. Російський учений Г. Ф. Гаузе (1910 - 1986) в лабораторних умовах вивчав конкурентні відносини між декількома видів війчастих інфузорій Paramecium.
Виявилося, що при вирощуванні окремо в чистих культурах з певною кількістю їжі (бактерій) криві зростання видів P.caudatum (I`) і P.aurelia (I``) мають звичайну S-подібну форму. При вирощуванні в змішаних культурах P / caudatum гине (II`). Отже, вид P.Aurelia виявився більш конкурентноздатною у захопленні їжі, а вигляд P.caudatum був конкурентно виключений. Таким чином, якщо два види в екосистемі мають близькі потреби, чисельність одного з видів почне знижуватися, і він буде повністю витіснений.
Явище екологічного роз'єднання близькоспоріднених видів отримало назву принципу конкурентного виключення, або принципу гауз:
Два види не зможуть стійко існувати в обмеженому просторі, якщо зростання чисельності лімітований одним життєво важливим ресурсом, кількість якого також лімітований.
За мільйони років еволюції конкуренція може бути зведена до мінімуму, якщо кожен конкуруючий вид займе свою екологічну нішу.
Екологічна ніша - поняття, яке включає в себе не тільки фізичний простір, але і функціональну роль організму в співтоваристві, його положення щодо градієнтів зовнішніх факторів та інших умов існування. Екологічна ніша - сукупність всіх факторів середовища, в межах якої можливо проживання виду.
Прикладом є екологічні ніші деяких видів птахів хвойного лісу: корольок, володіючи незначним вагою, може збирати комах з самих кінчиків гілок. Мухоловка-форель ловить комах на вітрі, але для спостереження за ними використовують кінці гілок. Чорний дрізд їжу (равликів, черв'яків) видобуває в основному на землі. Піщуха видобуває комах з тріщин в корі дерев. Шишкар шишкар живиться насінням шишок. А строкатий дятел довбає ходи, пробурені комахами в стовбурах дерев.
Для математичного моделювання типу хижак - здобич, паразит - господар або інших видів взаємодії в обмеженому просторі можна використовувати наступні рівняння:
де К - гранична щільність при роздільне існування; N` і N`` - чисельність першого і другого видів; r` і r`` - максимальна швидкість першого і другого видів; a - коефіцієнт, що характеризує гальмують вплив першого виду на другий; b - коефіцієнт конкуренції, що характеризує гальмівний вплив другого виду на перший.
Теоретично два види могли б існувати на одній і тій же території, якби характерні для них коефіцієнти конкуренції були б дуже великі в порівнянні з величинами відносин щільності насичення.