Конкуренция — основа поддержания видовой структуры биоценоза

Определения и обозначения

Конкуренция — взаимодействие организмов, при котором они используют один и тот же ограниченный ресурс и взаимно снижают успешность друг друга. Ресурсом может быть пища, вода, свет или место для жизни. Определение помогает отличить конкуренцию от других отношений, в которых организмы не соперничают за общий дефицитный ресурс.

Внутривидовая конкуренция — соперничество между особями одного вида за пищу, территорию, убежища или другие ресурсы. Такие особи часто нуждаются в одинаковых условиях и поэтому претендуют на одни и те же возможности. Понятие используют, чтобы объяснить, почему рост численности популяции может усиливать борьбу между её членами.

Межвидовая конкуренция — соперничество между особями разных видов, использующими одинаковые ограниченные ресурсы. Например, два вида могут питаться одной добычей или занимать сходные места обитания. Это понятие помогает понять, как взаимодействие видов влияет на их распространение и присутствие в биоценозе.

Принцип конкурентного исключения — правило, согласно которому виды с полностью совпадающими экологическими нишами не могут длительно существовать в одном биоценозе. Экологическая ниша — это условия жизни вида и способы использования ресурсов. Принцип помогает объяснить, почему при продолжительном соперничестве один вид может вытеснить другой.

Как это устроено

Конкуренция становится неизбежной, когда потребность организмов в каком-либо ресурсе превышает его доступное количество. Если пищи, воды или света хватает всем, соперничество за них слабое; когда ресурса мало, его получение требует больше усилий. Организм, которому достаётся меньше необходимого, может медленнее расти, хуже выживать или оставлять меньше потомства. Поэтому ограниченность ресурса делает интересы соперников противоположными.

Внутривидовая конкуренция происходит между особями одного вида, а межвидовая — между представителями разных видов. Внутри вида сходство потребностей обычно особенно велико: животным часто нужна одинаковая пища, а растениям — свет, вода и минеральные вещества. Поэтому особи одного вида могут особенно остро соперничать за один и тот же ресурс. Между видами соперничество зависит от того, насколько совпадают их потребности.

Когда конкурирующих особей становится больше, каждой может достаться меньшая доля общего ресурса. Из-за этого часть организмов растёт медленнее, хуже размножается или не выживает, и численность популяции не может бесконечно увеличиваться. Такое регулирование уменьшает риск чрезмерного использования ресурсов и их истощения. Конкуренция не действует отдельно от других условий среды, но ограничивает рост популяций там, где ресурсы дефицитны.

Соперничество может ослабнуть, если виды используют ресурс по-разному. Одни добывают пищу на стволах, другие — на листьях; одни активны днём, другие — ночью; одни выбирают крупную добычу, другие — мелкую. Такое разделение ресурсов уменьшает прямое столкновение потребностей. Оно не обязательно устраняет конкуренцию полностью, но помогает нескольким видам использовать одну территорию.

Виды с очень похожими экологическими нишами сильнее ограничивают друг друга, потому что нуждаются в одних и тех же ресурсах. Если полное совпадение сохраняется долго, один вид может оказаться успешнее и постепенно вытеснить другой. Однако различия в питании, времени активности или местах обитания позволяют соперникам сохраняться вместе. Поэтому конкуренция одновременно меняет численность видов и поддерживает определённую структуру биоценоза.

Виды конкуренции и их значение в биоценозе

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, какие организмы участвуют в ситуации: одного вида или разных. Затем найдите общий ресурс и оцените, совпадают ли способы его использования. Последние два столбца помогают связать влияние конкуренции на отдельные организмы с изменениями всего биоценоза.

Разбор задач

Молодые сосны в густом лесу

Молодые сосны соперничают за свет, воду и минеральные вещества. Нужно определить, принадлежат ли конкурирующие организмы к одному или к разным видам. От этого зависит, будет ли конкуренция внутривидовой или межвидовой.

1. Установите участников: все названные организмы — молодые сосны, то есть особи одного вида. Это главный признак для классификации ситуации. Размер или возраст растений вид конкуренции не меняет.
2. Определите предмет соперничества: растения используют одни и те же ограниченные ресурсы — свет, воду и минеральные вещества. В густом лесу доступ каждого растения к этим ресурсам ограничен. Поэтому условия подходят под определение конкуренции.
3. Сопоставьте вид участников с определениями: особи одного вида соперничают между собой. Значит, речь идёт о внутривидовой конкуренции. Она может замедлять рост отдельных сосен и влиять на их выживание.

Ответ: это внутривидовая конкуренция между молодыми соснами за свет, воду и минеральные вещества. Классифицировать её нужно по принадлежности соперников к одному виду.

Два вида инфузорий

По отдельности два вида инфузорий размножаются нормально, но при совместном выращивании один постепенно вытесняет другой. Чтобы объяснить наблюдение, нужно сравнить условия одиночного и совместного существования. Затем следует связать результат с доступом к ресурсам и сходством экологических ниш.

1. При раздельном выращивании каждый вид использует предоставленные ресурсы без конкурента. Нормальное размножение показывает, что условия подходят обоим видам по отдельности. Само по себе это ещё не говорит о возможности их совместного существования.
2. При совместном выращивании виды оказываются в одной среде и могут использовать одинаковые ресурсы. Если пищи или другого необходимого ресурса не хватает на всех, возникает межвидовая конкуренция. Чем больше совпадают их экологические ниши, тем острее соперничество.
3. Сопоставьте результат опыта с принципом конкурентного исключения: виды с полностью совпадающими нишами не могут долго сохраняться вместе. Постепенное вытеснение показывает, что один вид успешнее использует общий ресурс или лучше переносит соперничество. Это не означает, что он исчез мгновенно.

Ответ: наблюдение соответствует принципу конкурентного исключения. При совместном использовании ограниченных ресурсов один вид инфузорий постепенно вытесняет другой.

Птицы на стволах и листьях

В одном биоценозе живут два вида птиц: один ищет насекомых на стволах, другой — на листьях. Нужно предсказать, что произойдёт с их сосуществованием, если каждый вид кормится в своей части дерева. Решение зависит от того, насколько разделение мест добычи пищи уменьшает использование общего ресурса.

1. Определите, что объединяет птиц: оба вида питаются насекомыми. Если бы они добывали их одинаковым образом в одних и тех же местах, возможна была бы более сильная межвидовая конкуренция.
2. Сравните места кормления: один вид использует стволы, другой — листья. Значит, птицы добывают пищу на разных участках и меньше претендуют на один и тот же ресурс в одной точке. Прямое соперничество ослабевает.
3. Свяжите разделение ресурсов с возможностью сосуществования. Оно не исключает конкуренцию полностью, ведь насекомые могут быть ограничены в количестве. Но разные места добычи пищи снижают совпадение ниш и помогают обоим видам сохраняться.

Ответ: разделение мест кормления ослабляет конкуренцию и повышает вероятность сосуществования двух видов птиц. Каждый получает доступ к пище на своём участке дерева.

Типичные ошибки

Ошибка: считать конкуренцией любое взаимодействие организмов. Так думают, потому что в природе виды часто влияют друг на друга. Но конкуренция возникает именно тогда, когда они используют один и тот же ограниченный ресурс. Проверьте себя: можете ли вы назвать ресурс, за который соперничают организмы?

Ошибка: путать внутривидовую и межвидовую конкуренцию. Внешне ситуации могут быть похожи: и там и там организмы борются за пищу или место. Различие определяется не ресурсом, а принадлежностью участников к одному или разным видам. Чтобы проверить ответ, сначала назовите виды всех соперников.

Ошибка: считать, что при конкурентном исключении один вид исчезает сразу. Такое представление возникает из-за буквального понимания слова «исключение». На деле вытеснение связано с длительным совпадением экологических требований и может происходить постепенно. Проверьте себя: говорится ли в условии о продолжительном соперничестве или о мгновенном событии?

Ошибка: думать, что конкуренция всегда уменьшает видовое разнообразие. Сильное соперничество при совпадении ниш действительно может привести к вытеснению вида. Но различия в местах питания, времени активности или типе пищи ослабляют конкуренцию и помогают видам сосуществовать. Проверьте себя: используют ли организмы один ресурс одинаковым образом или разделяют его?

Связь с другими темами

Для понимания конкуренции пригодятся знания о популяции, биоценозе и ограничивающих факторах: они помогают определить, кто соперничает и какого ресурса не хватает. Понятие экологической ниши объясняет, насколько сходны потребности видов. Позже конкуренция поможет разбирать взаимоотношения организмов, пищевые цепи, сукцессии и устойчивость экосистем. Она также позволяет объяснять распределение видов в сообществе и последствия деятельности человека, если та меняет доступность ресурсов.

Что запомнить

• Конкуренция возникает из-за ограниченности ресурсов.
• Внутривидовая конкуренция происходит между особями одного вида.
• Межвидовая конкуренция происходит между особями разных видов.
• Чем сильнее совпадают экологические ниши, тем острее конкуренция.
• При полном совпадении ниш один вид может вытеснить другой.
• Разделение ресурсов ослабляет конкуренцию и позволяет видам сосуществовать.
• Конкуренция регулирует численность популяций и поддерживает видовую структуру биоценоза.