Міжвидова конкуренція

Внутрішньовидова конкуренція

Перш за все, ви повинні усвідомити, що внутрішньовидова та міжвидова конкуренція не є взаємовиключними. Популяція мишей ділиться своїм харчуванням з іншими видами тварин, але внутрішньовидова конкуренція також переважає серед популяції мишей. Миші, яка знаходить насіння на лісовій підстилці, спочатку доведеться захистити цю знахідку від іншої миші, а незабаром і від маленької співочої пташки, яка також знаходиться за насінням.

Спроби Гаузе

Я не хочу вдаватися до математичних моделей LOTKA та VOLTERRA для міжвидової конкуренції тут, оскільки міркування мають надто теоретичний характер і зазвичай не вступають у дію в дикій природі. Більш цікавими та пізнавальними є історичні експерименти російського біолога Георгія ГАУСА, про які ви, мабуть, будете знати зі шкільних посібників, іспитів чи групової роботи.

Paramecium aurelia та Paramecium caudatum

Для цього ми розглядаємо відомий експеримент. Близько 1935 року Георгій ГАУСЕ експериментував з культурами парамецію Парамецій.

Графіки, що демонструють принцип конкурентного виключення. Paramecium aurelia та Paramecium caudatum добре ростуть поодинці, але коли вони конкурують за однакові ресурси, P. aurelia перевершує P. caudatum. Джерело: Вікіпедія.

Якщо він Парамецій аурелія (Вухатий парамецій) або Paramecium caudatum (Хвостата парамеція), виведена в чистих культурах, обидва види продемонстрували типовий матеріально-технічний ріст, хоча іноді були серйозні відмінності, як показано в наступній таблиці:

параметр	P. aurelia	P. caudatum
Розмір в мікрометрах	120-180	180-300
Ємність K у тварин/мл	250-270	65-70
Час досягнення K/2 у днях	2-3	4-5

P. aurelia значно менше, ніж P. caudatum і множиться вдвічі швидше (що не обов’язково видно на малюнку з Вікіпедії). Так як P. aurelia-Особи менші за це P. caudatum-Тварини, більше тварин можуть харчуватися такою ж кількістю їжі, а отже, і екологічним потенціалом для P. aurelia з 250 - 270 особин/мл значно більше, ніж для P. caudatum з 65 - 70 особин/мл.

Тепер GAUSE хотів побачити, як все буде працювати, якби він тримав обидва види Paramecium разом у змішаній культурі. Ці два види влаштовують себе чи змагаються? І коли вони змагаються, конкуренція настільки сильна, що один вид повністю витісняє інший?

GAUSE зміг відповісти на останнє запитання однозначним "Так". У перші два дні змішаної культури обидва популяції зросли, але потім оселилися P. aurelia, менші види з більшими темпами зростання. P. caudatum збільшилася до приблизно 20 тварин/мл до 4-го дня, але потім індивідуальна щільність зменшувалася все більше і більше, поки приблизно через 16 днів не вдалося виявити жодної тварини.

GAUSE відкрив принцип виключення конкуренції: екологічну нішу не можуть зайняти два види в одному місці і одночасно без виникнення міжвидової конкуренції. Один із двох типів буде переважати в довгостроковій перспективі і витіснить інший. Якщо менш конкурентоспроможний вид не зможе перейти в іншу екологічну нішу, він, зрештою, буде повністю знищений.

Парамецій аурелія і Бурсарія парамецію

Незабаром GAUSE зробив подібну спробу P. aurelia і P. bursaria. P. bursaria навіть менше, ніж P. aurelia, але це не вирішальний фактор. Набагато важливіше це P. bursaria шукає їжу в інших місцях склянки, ніж P. aurelia, а саме на дні склянки в той час як P. aurelia шукає бактерії в шкірі, тобто на поверхні води. Це також може P. bursaria зробити його відносно незалежним від бактеріального джерела їжі, оскільки він має зелені водорості як ендосимбіонти, які можуть забезпечувати його вуглеводами.

параметр	P. aurelia	P. bursaria
Розмір в мікрометрах	120-180	90-150
Ємність K у тварин/мл	250-270	невідомо
Час досягти K/2 у днях	2-3	невідомо
Бажане місце добування їжі	води- поверхні	земля
Інші	---	живе в симбіозі із зеленими водоростями

Дані про потужність та темпи приросту для P. bursaria на даний момент мені недоступні.

GAUSE тепер стверджує, що обидва типи, Парамецій аурелія і Бурсарія парамецію, може співіснувати. Жоден з видів повністю не стирає інший. Причину цього слід шукати в тому, що обидва типи різні екологічні ніші займають: Обидва види тварин їдять одну їжу, а саме бактерії, але Парамецій аурелія дивлячись в інше місце після їжі як Бурсарія парамецію. Відповідно до N-факторної моделі екологічної ніші (концепція Хатчінсона), два види, таким чином, займають дві різні екологічні ніші. Крім того, що Бурсарія парамецію живе в симбіозі із зеленими водоростями виду Zoochlorella, тому для виживання не обов’язково залежить від їжі для бактерій.

Важливе відкриття Гаузе підтвердило принцип виключення конкуренції: якщо два види живуть в одній екологічній ніші, лише один вид може переважати в довгостроковій перспективі. Потім це називають "більш конкурентоспроможним". На відміну від цього, якщо два види живуть в різних екологічних нішах, обидва види можуть співіснувати.

Спроби Тілмана

Близько 1980 р. TILMAN проводив подібні експерименти з діатомовими водоростями Asterionella formosa іСинедра ліктьова.

Тут обмежуючим фактором, що обмежує приріст населення, була не кількість їжі, а вміст сполуки кремнію у воді. Діатомові водорості - це фотосинтетично активні одноклітинні організми, які утворюють корпус із силікагелю. Силікагель - це тверда сполука кремнію. Для того, щоб сформувати цей корпус, діатомові водорості повинні поглинати силікати з води. Однак це можливо лише за умови певної концентрації силікату у воді Мінімальне значення не опускається нижче. Якщо цього мінімального значення не досягнуто, водорості не можуть поглинати силікат.

Asterionella formosa та Synedra ulna в чистій культурі

У чистій культурі популяції Росії Asterionella formosa і Синедра ліктьова типовий логістичний ріст, коли достатньо силікату. У міру зростання водоростей концентрація силікату природно знижувалась, оскільки використаний силікат не замінювався під час експерименту. Спочатку експоненціальне зростання повільно змінювалось лінійним і, нарешті, стаціонарним зростанням, як це звичайно при логістичному зростанні.

Asterionella formosa та Synedra ulna у змішаній культурі

Змішана культура двох типів водоростей показала це Синедра ліктьова більш конкурентоспроможним є витіснення їх протягом 50 днів Asterionella formosa повністю. У цій спробі більш конкурентоспроможні види могли б просто краще використовувати ресурс силікату, так що для менш конкурентоспроможних видів залишалося недостатньо. Через споживання силікатів, більш конкурентоспроможні види знизили концентрацію силікату нижче мінімального значення для менш конкурентоспроможних видів, так що вони більше не могли поглинати більше силікату, хоча силікат все ще був присутній.

Навчальний матеріал:

Внутрішні посилання:

Зовнішні посилання:

• Парамецій (Вікіпедія)
• Конкуренція - принцип виключення
• (Вікіпедія)
• Георгій Гаузе (Вікіпедія)

03.11.2012: Сторінку створено
24 березня 2018 р .: Сторінка сильно перероблена.

Набряк:
Сміт, Екологія, 6-е видання, Мюнхен 2009.
Remmert, Ökologie, 5-е видання, Berlin Heidelberg New York 1992.
Lampert, Sommer, Limnoökologie, 2nd edition, Stuttgart New York 1999.

---