§ 10. Законы конкурентных отношений в природе

Определения и обозначения

Конкуренция — взаимодействие организмов, при котором они используют один и тот же ограниченный ресурс и отрицательно влияют друг на друга. Иными словами, наличие одного организма затрудняет другому получение необходимого. Понятие помогает отличать соперничество от простого соседства, которое само по себе ещё не означает конкуренцию.

Внутривидовая конкуренция — соперничество между особями одного вида за ресурсы, необходимые для жизни и размножения. Например, растения одного вида могут бороться за свет и воду. Это понятие нужно, чтобы описывать, как взаимодействуют особи внутри популяции и почему их рост или размножение могут ограничиваться.

Межвидовая конкуренция — соперничество особей разных видов, чьи потребности частично совпадают. Виды могут нуждаться в одной пище или подходящем месте для жизни. Термин позволяет объяснить, почему изменение численности одного вида способно повлиять на другой.

Экологическая ниша — совокупность условий и ресурсов, необходимых виду, и его роль в экосистеме. Она показывает не только где живёт организм, но и как он использует ресурсы. Сравнивая ниши, можно понять, насколько вероятна конкуренция между видами.

Как это устроено

Конкуренция возникает, когда потребности организмов совпадают, а нужного ресурса недостаточно для всех. Ограниченность означает, что потребители не могут получить желаемое в полном объёме. Если же ресурса много, его использование одним организмом не обязательно мешает другому. Поэтому одного факта совместного использования, например одной пищи, недостаточно, чтобы заключить о конкуренции.

Внутривидовая конкуренция обычно особенно остра, потому что особи одного вида похожи по потребностям и способам добывания ресурсов. Они могут нуждаться в одинаковой пище, местах для гнездования или условиях размножения. Чем ближе их потребности, тем чаще им приходится претендовать на один и тот же ограниченный ресурс. Соперничество может затрагивать выживание, рост и число потомков.

Межвидовая конкуренция возникает, если потребности разных видов хотя бы частично пересекаются. Она бывает прямой: например, один организм мешает другому занять участок или вытесняет его. Косвенная конкуренция происходит без непосредственной встречи, когда оба вида потребляют общий ресурс и уменьшают его доступность друг для друга. В обоих случаях результат зависит от того, насколько важен ресурс и насколько он ограничен.

Принцип конкурентного исключения объясняет, почему виды с одинаковыми экологическими потребностями не могут долго сосуществовать в неизменных условиях. Если они зависят от одного и того же ограниченного ресурса, преимущество в его использовании помогает одному виду успешнее выживать и размножаться. Постепенно его численность может возрасти, а численность соперника — снизиться вплоть до исчезновения на этой территории. Это не означает, что любой вид обязательно вытеснит любой другой: вывод относится к видам с одинаковыми потребностями при устойчивых условиях.

Сосуществование возможно, когда виды используют ресурсы неодинаково. Они могут питаться разными частями одного растения, жить на разных участках территории или быть активными в разное время. Из-за такого разделения потребности меньше совпадают, поэтому каждый вид получает доступ к своей части ресурсов. Конкуренция ослабевает, хотя полностью исчезнуть она не обязана.

Внутривидовая и межвидовая конкуренция

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, принадлежат ли соперники к одному виду. Затем сравните их потребности и выясните, какой ресурс ограничен. Последняя строка помогает увидеть, за счёт чего взаимодействие может ослабнуть.

Разбор задач

Задача 1. Два вида птиц питаются семенами на одном участке. Нужно определить, при каком условии между ними возникнет конкуренция. Сам факт, что птицы едят семена и живут рядом, ещё не доказывает соперничества. Проверьте, ограничен ли запас пищи и совпадают ли потребности птиц.

1. Определяем общий ресурс: это семена, которыми питаются оба вида.
2. Выясняем, достаточно ли семян для всех птиц на участке.
3. Если семян не хватает и виды претендуют на один запас, потребление одним видом уменьшает доступность пищи для другого.

Ответ. Конкуренция возникнет, если семян недостаточно для удовлетворения потребностей обоих видов и их потребности в этой пище совпадают. При избытке семян соперничество за них может не проявляться.

Задача 2. Два вида инфузорий выращивали вместе и по отдельности на одной и той же пище. При совместном выращивании один вид исчез. Нужно объяснить результат через сходство потребностей и конкурентное исключение. Контрольное выращивание по отдельности показывает, что каждый вид способен жить на этой пище без соперника.

1. Сравниваем условия: при совместном выращивании оба вида используют общий пищевой ресурс.
2. Учитываем результат опыта: исчезновение одного вида произошло именно при присутствии другого.
3. Делаем вывод, что в этих условиях виды конкурировали, а один эффективнее использовал ограниченную пищу.

Ответ. Потребности инфузорий в пище сильно совпали, и один вид получил преимущество. Результат согласуется с принципом конкурентного исключения: при одинаковых потребностях и неизменных условиях один конкурент может вытеснить другого.

Задача 3. На лугу один вид насекомых активен днём и питается верхними частями растений, а другой действует ночью и кормится у земли. Объясните, как они могут сосуществовать и что изменится, если один исчезнет. В условии указаны различия сразу по времени активности и по месту кормления. Значит, организмы не полностью зависят от одних и тех же частей ресурса.

1. Определяем, чем различается использование среды: насекомые активны в разное время и питаются в разных частях растений.
2. Связываем различия с нишами: потребности видов пересекаются меньше, поэтому конкуренция ослаблена.
3. Предполагаем последствия исчезновения: оставшийся вид может начать использовать часть ресурсов, прежде занятую соперником.

Ответ. Разделение времени и места кормления позволяет видам сосуществовать, хотя не гарантирует полного отсутствия конкуренции. Если один вид исчезнет, другой может расширить использование ресурсов, но это зависит от доступности пищи и его возможностей.

Типичные ошибки

Ошибка — считать конкуренцией любое соседство организмов. Так рассуждают, потому что животные или растения часто находятся на одной территории и могут использовать похожие ресурсы. Но соперничество связано с ограниченным ресурсом и отрицательным влиянием организмов друг на друга. Проверьте себя вопросом: мешает ли потребление ресурса одним организмом получить его другому?

Ошибка — смешивать внутривидовую и межвидовую конкуренцию. Путаница возникает потому, что в обоих случаях организмы могут бороться, например, за пищу. Различие определяется принадлежностью соперников к виду, а не типом ресурса. Сначала установите, один ли это вид, и только затем называйте форму конкуренции.

Ошибка — понимать конкурентное исключение как утверждение, что любые два вида не могут жить рядом. Такое обобщение упускает главное условие: у видов должны быть одинаковые экологические потребности, а условия среды должны оставаться неизменными. Разные способы питания или использования территории позволяют видам сосуществовать. Проверьте себя: указано ли в условии полное совпадение потребностей?

Ошибка — считать, что разделение места обитания или времени активности полностью устраняет взаимодействие. Различия могут уменьшить пересечение потребностей, но не обязательно разделяют все ресурсы. Поэтому конкуренция способна сохраняться в ослабленной форме. Чтобы проверить вывод, сравните все потребности видов, а не только время активности или место кормления.

Связь с другими темами

Для понимания конкуренции нужны понятия популяции, вида, среды обитания и ограничивающего фактора. Популяция состоит из особей одного вида, а ограничивающий фактор сдерживает их развитие, если его не хватает. Тема напрямую связана с экологической нишей и пищевыми связями: через них можно проследить, какие ресурсы используют организмы. Конкуренция также связана с естественным отбором, поскольку различия в успешности добывания ресурсов влияют на выживание и размножение. Эти знания помогают объяснять структуру сообществ, распределение видов и последствия появления новых организмов.

Что запомнить

• Конкуренция связана с общим ограниченным ресурсом.
• Соперничество бывает внутривидовым и межвидовым.
• Внутривидовая конкуренция часто острее из-за сходства потребностей особей.
• Виды с одинаковыми экологическими потребностями не могут долго сосуществовать в неизменных условиях.
• Разделение ресурсов и условий обитания ослабляет конкуренцию.
• При изменении условий исход конкуренции может измениться.