Роль конкуренции в экосистемах

| Категория реферата: Рефераты по биологии
| Теги реферата: подготовка реферата, рефераты бесплатно скачать
| Добавил(а) на сайт: Январев.

В лесу под защитой светолюбивых пород – сосны, берёзы, осины – сначала хорошо развиваются всходы ели, которые вымерзают на открытых местах, но потом по мере смыкания крон молодых елей всходы теплолюбивых пород гибнут.

Иллюстрацией последствий межвидовой конкуренции близких видов могут служить два вида скальных оползней. В тех местах, где ареалы этих видов перекрываются, т.е. на одной территории живут птицы обоих видов, длина клюва и способ добычи пищи у них существенно отличаются. В неперекрывающихся областях обитания поползней отличий в длине клюва и способе добывании пищи не обнаруживается. Таким образом, межвидовая конкуренция ведёт к экологическому и морфологическому разобщению видов.

Многочисленные исследованиями установлено, что близкородственные организмы, ведущие сходный образ жизни, не обитают в одних и тех же местах, а если они занимают одну и ту же территорию, то потребляют разную пищу, проявляют активность в разное время или обладают какими-то другими признаками, которые позволяют занимать разные ниши. В природе не существует двух видов, которые могли бы занимать абсолютно одинаковую нишу. Вместе с тем некоторые близкородственные виды часто настолько сходны, что для них требуется практически одна и та же пища. Жёсткая конкуренция может наблюдаться и в тех случаях, когда ниши частично перекрываются. Определённую нишу чаще всего занимает один вид.

В природных условиях изучение взаимодействий популяций разных видов вызывает чрезвычайные сложности. Русский учёный Г. Ф. Гаузе(1910 – 1986) в лабораторных условиях изучал конкурентные отношения между несколькими видов ресничных инфузорий Paramecium.

Оказалось, что при выращивании по отдельности в чистых культурах с определённым количеством пищи (бактерий) кривые роста видов P.caudatum(I`) и P.aurelia (I``) имеют обычную S-образную форму. При выращивании в смешанных культурах P/caudatum погибает (II`). Следовательно, вид
P.Aurelia оказался более конкурентно способным в захвате пищи, а вид
P.caudatum был конкурентно исключён. Таким образом, если два вида в экосистеме имеют близкие потребности, численность одного из видов начнёт снижаться, и он будет полностью вытеснен.

Явление экологического разобщения близкородственных видов получило название принципа конкурентного исключения, или принципа Гаузе:

Два вида не смогут устойчиво существовать в ограниченном пространстве, если рост численности лимитирован одним жизненно важным ресурсом, количество которого также лимитировано.

За миллионы лет эволюции конкуренция может быть сведена к минимуму, если каждый конкурирующий вид займёт свою экологическую нишу.

Экологическая ниша – понятие, включающее в себя не только физическое пространство, но и функциональную роль организма в сообществе, его положение относительно градиентов внешних факторов и других условий существования. Экологическая ниша - совокупность всех факторов среды, в пределах которой возможно обитание вида.

Примером является экологические ниши некоторых видов птиц хвойного леса: королёк, обладая незначительным весом, может собирать насекомых с самых кончиков веток. Мухоловка-пеструшка ловит насекомых на ветру, но для наблюдения за ними используют концы веток. Чёрный дрозд пищу (улиток, червей) добывает в основном на земле. Пищуха добывает насекомых из трещин в коре деревьев. Клест-еловик питается семенами шишек. А пёстрый дятел долбит ходы, пробуренные насекомыми в стволах деревьев.

Для математического моделирования типа хищник – добыча, паразит – хозяин или других видов взаимодействия в ограниченном пространстве можно использовать следующие уравнения:

DN`/Dt=r`N`(K`-N`-aN``/K`) и DN``/Dt=r``N``(K``-N``-bN``/K``)

где К – предельная плотность при раздельном существовании; N` и N``
- численность первого и второго видов; r` и r`` - максимальная скорость первого и второго видов; a – коэффициент, характеризующий тормозящие влияние первого вида на второй; b – коэффициент конкуренции, характеризующий тормозящее влияние второго вида на первый.

Теоретически два вида могли бы существовать на одной и той же территории, если бы характерные для них коэффициенты конкуренции были бы очень велики по сравнению с величинами отношений плотности насыщения.

Что же касается растений, то два их вида могут сосуществовать, если для популяции характерно одно из следующих различий или их сочетание:

. разные потребности в питательных веществах;

. разные причины смерти

. разная чувствительность к одному и тому же фактору

. разная чувствительность к тем или иным токсинам.

Распространённость и роль межвидовой конкуренции всегда были одними из самых горячо дискутируемых вопросов в экологии.

Часто межвидовые взаимоотношения бывают, асимметричны, так как один вид страдает от конкуренции больше, чем другой. Существует несколько способов межвидовых взаимоотношений, начиная от косвенных, таких как конкуренция, за ограниченные ресурсы, и заканчивая прямыми взаимоотношениями, такими, как применение физических средств вытеснения конкурента или лишения его возможности пользоваться ресурсами (активная конкуренция). Пример последней – действие казарок. На скалистых морских берегах очень ценится свободное пространство, и казарки пользуются любым случаем, чтобы столкнуть своих соседей с камней.

Дарвин утверждал, что межвидовая конкуренция должна быть сильнее между близкими видами, поскольку они, как правило, потребляют схожие ресурсы.
Хотя в последнее время была обнаружена конкуренция и между далёкими видами, концепция Дарвина всё ещё остаётся в силе.

Представления о роли конкуренции с годами изменялись.

Поначалу предполагалось, что она весьма распространена и важна, затем некоторые экологи выдвинули на первый план роль хищничества или внешних воздействий на структуру сообществ. Позднее экологи признали, что конкуренция играет важную роль среди некоторых групп организмов (например, растений) но, среди других (например, растительноядных насекомых) она не так уж важна. И лишь совсем недавно было обнаружено, что на самом деле межвидовая конкуренция довольно широко распространена среди растительноядных насекомых.

Заключение.