§ 10. Законы конкурентных отношений в природе*

Определения и обозначения

Межвидовая конкуренция — взаимодействие видов, при котором они используют общие ограниченные ресурсы и неблагоприятно влияют друг на друга. Например, два вида могут питаться одной добычей, даже если не встречаются напрямую. Понятие помогает увидеть, почему нехватка общего ресурса сказывается сразу на нескольких видах.

Экологическая ниша — совокупность условий и ресурсов, необходимых виду, а также его роль в экосистеме. Это не просто место обитания: важно и то, чем вид питается, когда активен и как использует среду. Сравнивая ниши, можно оценить, насколько сильно виды соперничают.

Принцип конкурентного исключения — правило, согласно которому виды с одинаковыми потребностями не могут длительно сосуществовать в неизменных условиях, если ресурс ограничен. При продолжительном соперничестве один вид может постепенно вытеснить другой. Принцип нужен, чтобы объяснить возможные изменения состава сообщества, а не предсказать мгновенное исчезновение.

Конкурентное высвобождение — расширение использования ресурсов или местообитаний видом после исчезновения конкурента. Освободившиеся ресурсы становятся доступнее оставшемуся виду. Этот термин помогает описать, как меняется его использование среды после ослабления соперничества.

Как это устроено

Конкуренция возникает, когда потребности разных видов совпадают, а нужные им ресурсы ограничены. Если пищи или пригодных мест достаточно, использование их одним видом не обязательно мешает другому. Но при нехватке каждый дополнительный потребитель уменьшает долю ресурса, доступную сопернику. Поэтому чем сильнее совпадают экологические ниши, тем меньше у видов возможностей избежать прямого влияния друг на друга.

Влияние конкурента не всегда заметно как борьба или нападение. Один вид может съесть часть пищи, занять удобное укрытие или использовать место для размножения раньше другого. В результате сопернику приходится тратить больше энергии на поиск ресурсов, а его питание или размножение могут ухудшиться. Если такие изменения повторяются, они влияют на выживаемость и численность конкурирующего вида.

Когда виды долго используют один и тот же ограниченный ресурс одинаковым образом, соперничество может привести к вытеснению. Преимущество получает вид, который успешнее находит или использует ресурс в данных условиях. Тогда его численность и доступ к ресурсу могут поддерживаться лучше, а положение второго вида постепенно ухудшается. Этот исход не обязательно наступает быстро: скорость и результат зависят от среды и особенностей видов.

Сосуществование становится возможнее, если конкуренты используют ресурсы по-разному. Например, они могут добывать пищу в разных частях местообитания, в разное время суток или выбирать разные размеры добычи. Такое разделение уменьшает перекрывание ниш, поэтому каждый вид меньше мешает другому. Ресурс при этом может быть общим по названию, но фактически использоваться разными способами.

Исчезновение или сильное ослабление одного конкурента меняет доступность ресурсов для другого. Оставшийся вид может занять освободившиеся участки, начать использовать прежде недоступную пищу или расширить местообитание. Это происходит потому, что прежний соперник больше не отнимает часть ресурса и не ограничивает доступ к нему. Такое расширение использования ресурсов или местообитаний называют конкурентным высвобождением.

Законы и исходы конкурентных отношений

В таблице сопоставлены условия, при которых возникают разные исходы конкуренции, и их последствия для видов. Сначала определите, ограничен ли общий ресурс и насколько совпадают способы его использования. Затем проверьте, разделяют ли виды ресурсы или один из конкурентов исчезает.

Разбор задач

Два вида инфузорий

Два вида инфузорий выращивают по отдельности и вместе при одинаковом ограниченном запасе пищи. По описанию результатов нужно определить, наблюдается ли конкурентное исключение. Самого факта совместного выращивания для вывода недостаточно: надо выяснить, как меняются численность и рост каждого вида. Сравнение с выращиванием по отдельности показывает, связано ли ухудшение результата с присутствием соперника.

1. Сначала посмотрите на опыт с каждым видом по отдельности. Если оба вида растут, значит, в данных условиях каждый способен использовать пищу самостоятельно.
2. Затем сравните эти результаты с совместным выращиванием. Если один вид сохраняет рост, а второй постепенно сокращается и исчезает, это указывает на неблагоприятное влияние конкурента.
3. Проверьте, ограничена ли пища и используют ли её виды сходным образом. Если да, перекрывание ниш может объяснить постепенное вытеснение.

Ответ: конкурентное исключение наблюдается, если при совместном содержании один вид постепенно вытесняет другой, хотя по отдельности оба способны расти. Если оба сохраняются, но их численность меняется, одного этого недостаточно, чтобы утверждать, что произошло исключение. Вывод всегда опирается на описанные результаты опыта.

Птицы на одном дереве

Два вида птиц питаются насекомыми на одном дереве, однако один добывает их на стволе, а другой — на тонких ветвях. Нужно объяснить, помогает ли такое различие избежать конкуренции. Общее место обитания и сходная пища сами по себе ещё не означают полного совпадения ниш. Важно, насколько часто птицы используют одни и те же участки дерева и одну и ту же добычу.

1. Определите общий ресурс: обе птицы поедают насекомых.
2. Сравните места добычи пищи: ствол и тонкие ветви — разные части дерева. Значит, птицы в основном ищут корм на разных участках.
3. Свяжите это различие с конкуренцией. Пространственное разделение уменьшает перекрывание ниш, поэтому одна птица меньше мешает другой находить пищу.

Ответ: использование разных частей дерева ослабляет конкуренцию и может позволить видам сосуществовать. Полностью исключать соперничество нельзя, если птицы иногда кормятся в одних местах или насекомых мало. Для вывода важна степень перекрывания их кормовых участков.

Грызун использует новые участки

После исчезновения одного вида грызунов другой начинает занимать новые участки местообитания и расширяет рацион. Требуется назвать явление и объяснить, почему изменения произошли именно после исчезновения конкурента. Само по себе появление новых ресурсов не описано. Поэтому нужно проверить, связаны ли перемены с ослаблением соперничества за уже доступные ресурсы.

1. Установите, что изменилось: оставшийся вид стал использовать больше участков и расширил набор пищи.
2. Свяжите это с исчезновением другого вида. Конкурент больше не занимает часть местообитаний и не использует часть ресурсов.
3. Определите результат: оставшемуся виду стало доступно то, что раньше ограничивалось присутствием соперника.

Ответ: это конкурентное высвобождение. Оно объясняется устранением конкурента, после чего оставшийся вид может расширить использование ресурсов и местообитаний. Это не обязательно означает, что в природе появились новые ресурсы.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что конкуренция возможна только при прямой борьбе. Так думают, потому что слово «соперничество» часто связывают со столкновением животных. Но виды могут независимо использовать один ограниченный ресурс и тем самым снижать его доступность друг для друга. Проверьте себя: есть ли общий дефицитный ресурс, даже если виды никогда не встречаются?

Ошибка: понимать конкурентное исключение как мгновенное исчезновение. Такой вывод возникает, если воспринимать слово «исключение» буквально и не учитывать длительность процесса. Вытеснение может происходить постепенно и зависит от условий среды. Проверьте себя: описано ли изменение численности во времени, а не только присутствие двух видов в один момент?

Ошибка: утверждать, что конкурирующие виды никогда не сосуществуют. Кажется, что любое использование общей пищи неизбежно приводит к вытеснению. Однако виды могут разделять ресурс по месту, времени или способу добывания. Проверьте себя: одинаково ли они используют весь ресурс или их ниши перекрываются только частично?

Ошибка: путать конкурентное высвобождение с появлением нового ресурса. Эту путаницу вызывает то, что после изменений вид действительно получает доступ к новым для себя возможностям. Но причина явления — ослабление или исчезновение конкурента, а не обязательное возникновение ресурса. Проверьте себя: стало ли ресурса больше или им просто перестал пользоваться соперник?

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в конкуренции, нужно знать понятия популяции, вида, ограничивающего фактора и экологической ниши. Ограничивающий фактор — условие или ресурс, который сдерживает рост и распространение организмов; без него трудно объяснить, почему возникает соперничество. Эти представления помогают понять структуру сообществ и распределение видов по местообитаниям. При изучении динамики экосистем и сохранения биоразнообразия важно учитывать, как изменение численности одного вида влияет на его конкурентов.

Что запомнить

• Конкуренция возникает при использовании общих ограниченных ресурсов.
• Чем сильнее перекрываются экологические ниши, тем острее может быть конкуренция.
• При длительном совпадении ниш один вид может вытеснить другой.
• Разделение ресурсов помогает конкурирующим видам сосуществовать.
• Исчезновение конкурента может расширить доступ оставшегося вида к ресурсам.
• Исход конкуренции зависит от условий среды и особенностей видов.