MedUniver Биология
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Биология:
Биология
Биотехнология
Биохимия
Ветеринария
Дыхание организмов
Жизнь на земле
Бесплатно книги по биологии
Рекомендуем:
Остальные разделы:
Абдоминальная хирургия
Анатомия человека
Акушерство
Биология
Генетика
Гепатология
Гигиена труда
Гинекология
Гистология
Дерматология
Оз и Оз
Кардиология
Лучевая медицина
Микробиология
Неврология
Неотложная хирургия
Отоларингология
Офтальмология
Профилактика заболеваний
Психология
Пульмонология
Физиология человека
Скорая помощь
Стоматология
Топографическая анатомия
Травматология
Фармакология
Необходимое:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Межвидовые взаимодействия, влияющие на размеры популяций.

Исследования популяционной динамики в природных условиях редко удается ограничить пределами одного вида, поскольку он практически всегда взаимодействует с другими видами. Такие взаимодействия называют межвидовыми. Между организмами, относящимися к разным трофическим уровням, действуют отношения хищник—жертва и паразит—хозяин. Возможны и более тонкие взаимосвязи, приносящие выгоду одному или сразу обоим партнерам, — комменсализм и мутуализм. На одном и том же трофическом уровне возможна межвидовая конкуренция, например за пищу и пространство. Иногда она приводит к разделению ресурсов.

Отношения хищник-жертва

Простая модель таких взаимоотношений хорошо иллюстрируется лабораторным экспериментом с двумя видами клещей — хищником Typhlodromus и фитофагом Eotetranychus. На рисунке показаны циклические колебания их численности, несколько не совпадающие по фазе.

Объясняются эти кривые легко: рост числа жертвы, т. е. корма, приводит к усиленному размножению его потребителей — хищников («демографическому взрыву»). Это в свою очередь усиливает гибель фитофагов и вызывает их «демографическую катастрофу», за которой неизбежно следует гибель от бескормицы и хищников. Цикл считается завершенным, когда сниженное число хищников позволяет популяции жертвы снова расти. Каждый такой цикл, очевидно, охватывает несколько поколений.

Хотя хищничество — лишь один из факторов, регулирующих размеры популяций, его важная роль несомненна. Некоторые данные о его значении и благоприятном воздействии на популяции жертв в долгосрочной перспективе получены на плато Кейбаб в Аризоне. В 1906 г. там был создан заповедник, и, чтобы сохранить в нем популяцию оленей, в течение следующих 30 лет проводился отстрел его главных врагов — пум, волков, и койотов. До 1906 г. популяция оленей была стабильной (примерно 4000 голов), а затем, как показано на рисунке, произошел ее демографический взрыв, приведший к превышению «емкости» наличных пастбищ (по оценкам, она соответствовала примерно 30 000 голов). Численность оленей росла до 1924 г. экспоненциально, не выходя на плато, и достигла, по учетным данным, 100 000 особей. Затем недостаток корма и болезни привели к демографической катастрофе. Вместе с тем перевыпас снизил продуктивность пастбищ, и, несмотря на резкое падение нагрузки, их емкость так и не вернулась к уровню 1906 г., составив в конечном итоге 10 000 голов.

Отношения паразит-хозяин

Некоторые изученные популяции паразитов и их хозяев (например, при паразитировании одних насекомых на других) демонстрируют сходные, но слегка не совпадающие по фазе циклы.

размеры популяций
Кривая роста популяции оленей на плато Кейбаб после истребления там хищников.

Межвидовая конкуренция

Конкуренция между популяциями внутри экосистемы может происходить за любые доступные ресурсы — пищу, свет, пространство, убежище и т. п. Если два вида располагаются на одном трофическом уровне и питаются одними и теми же организмами (растительными или животными), то они скорее всего будут конкурентами. С течением времени может произойти пищевая специализация одного или обоих этих видов, так что в рамках одного трофического уровня они займут разные ниши. Этот процесс, сводящий к минимуму конкуренцию, называется разделением ресурсов. Если конкуренты занимают одну и ту же нишу, или ниши сильно перекрываются, то возможны два исхода: либо установится равновесие по типу «боевой ничьей», либо популяция одного из видов окажется менее конкурентоспособной и постепенно снизит свою численность вплоть до полного исчезновения (вымирания). Последний вариант называется конкурентным исключением.

В природных условиях межвидовую конкуренцию изучать сложно, но ее существование было подтверждено классическими работами русского биолога Г. Ф. Гаузе, в 1934 г. работавшего с несколькими видами инфузорий рода Paramecium. Некоторые из его результатов проиллюстрированы на рисунке.

Когда виды P. aurelia и P. caudatum живут вместе, первый из них питается активнее, в результате чего через пять суток численность P. caudatum начинает снижаться, а спустя примерно 20 суток этот вид полностью исчезает из смешанной культуры («вымирает»). Это и есть так называемое конкурентное исключение. Однако популяция P. aurelia достигает стационарной фазы роста медленнее, чем в изоляции, так что тоже страдает от конкуренции, несмотря на свои преимущества. Это помогает объяснить давление отбора, заставляющее оба вида разделять ниши. В природных условиях полного вымирания менее конкурентоспособного вида обычно не происходит, вид просто становится редким.

Принцип конкурентного исключения, или принцип Гаузе, с тех пор был подтвержден в экспериментах на различных животных и растениях, например в смешанных культурах разных видов ряски (Lemna).

Изучение конкурентного исключения в природных популяциях затрудняется из-за большого числа взаимодействующих видов, а также из-за колебаний таких переменных, как температура, влажность и доступность пиши, что неизбежно отражается на относительной конкурентоспособности рассматриваемых организмов и не позволяет установиться устойчивому равновесию.

Большое внимание привлекает особая форма конкуренции, связанная с выделением некоторыми видами органических веществ, замедляющих рост других организмов. У растений это взаимодействие называется аллелопатией. Такая химическая борьба особенно развита среди микроорганизмов, выделяющих различные антибиотики и ингибиторы роста, чтобы «приватизировать» питательный субстрат. Хорошо известный пример — пенициллин, образуемый плесневыми грибами рода Penicillium и подавляющий развитие грамположительных бактерий.

размеры популяций
Рост численности популяций двух видов Paramecium: A — при раздельном культивировании; Б— в смешанной культуре.

Разделение ресурсов

Чем более специализированную экологическую нишу занимает организм, тем меньше у него шансов встретить серьезных конкурентов. В давно сложившихся, богатых видами сообществах эволюция (коэволюция) привела к разделению ресурсов (ниш), т. е. к специализации его членов на использовании ресурсов, в которых по тем или иным причинам слабо нуждаются другие. Это повышает как устойчивость экосистемы, так и ее продуктивность.

Разделение ресурсов происходит разными путями, например за счет:

1) морфологической и поведенческой специализации на питании только определенным типом корма; так, клювы разных птиц своей формой адаптированы к ловле на лету насекомых, долблению стволов, раскалыванию орехов, разрыванию мяса и т.д.;
2) разделения местообитания по вертикали (стратификации): одни виды живут в пологе леса, другие в лесной подстилке;
3) разделения местообитания по горизонтали, т. е. распределения по разным микроместообитаниям — ложбинам, кочкам, прогалинам и т. д.

Однако, несмотря на тенденцию каждого вида к специализации, некоторое перекрывание ниш и связанная с этим межвидовая конкуренция все равно сохраняются.

- Вернуться в оглавление раздела "Биология."


Оглавление темы "Почва. Популяционная экология.":
1. Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.
2. Почва. Минеральное вещество почвы. Органическое вещество почвы.
3. Почвенный воздух. Биотические факторы. Экология сообществ - синэкология.
4. Первичная и вторичная сукцессия.
5. Ход сукцессии. Течение процесса сукцессии.
6. Применение сукцессионных закономерностей к рекультивации земель. Зональность земель.
7. Популяционная экология. Рождаемость и смертность. Кривые выживания.
8. Внутривидовые факторы влияющие на размеры популяции.
9. Факторы влияющие на окружающую среду и местообитания.
10. Межвидовые взаимодействия, влияющие на размеры популяций.
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта