Конкуренция что это в биологии
Конкурс (биология) – определение, примеры, викторина
Определение конкуренции в биологии
Конкуренция – это связь между организмами, в которой вреден один, когда оба пытаются использовать один и тот же ресурс, связанный с ростом, размножением или выживаемостью. Конкуренция проистекает из того факта, что ресурсы ограничены. Просто не хватает некоторых ресурсов для всех людей, чтобы иметь равный доступ и снабжение. Конкуренция может происходить между организмами одного и того же вид или между представителями разных видов.
Конкуренция между видами может привести к вымирание одного из видов, или снижение обоих видов. Тем не менее, этот процесс часто может быть прерван из-за нарушения окружающей среды или эволюции, которые могут изменить правила игры. Конкуренция часто происходит, когда виды ограничены в своем ареале, часто путем прямой конкуренции со стороны других организмов.
Примеры конкурса
Внутривидовой конкурс
Внутривидовая конкуренция является зависимой от плотности формой конкуренции. «Intra» относится к виду, в отличие от «inter», что означает «между». Внутривидовая конкуренция может быть подведена на изображении ниже.
Межвидовой Конкурс
Межвидовая конкуренция происходит между особями разных видов. Это может быть между любыми двумя видами, если они конкурируют за ресурс. Интересный пример межвидовой конкуренции встречается в прибрежных морских средах, таких как коралловый риф на рисунке ниже.
На этой картине присутствуют десятки видов. Есть несколько видов рыб. Позади них, как фон, который многие люди игнорировали бы, находится полотно из десятков видов кораллов. Коралл, хотя может выглядеть как какой-то камень или растение На самом деле это колония крошечных животных. Эти крошечные животные отфильтровывают органический материал от воды и используют хранящиеся бактерии фотосинтезировать солнечный свет для дополнительной энергии. Таким образом, каждый вид кораллов конкурирует не только с другими кораллами, но и с рыбой за доступные питательные вещества и солнечный свет.
Хотя кораллы могут и не показаться конкурентоспособной, они фактически напрямую конкурируют с другими кораллами. Когда вражеский коралл вторгается в их пространство, они могут развернуть химическую войну, чтобы противостоять своему сопернику. Зачастую драки на кораллах заканчиваются гибелью одного из кораллов. В то время как кораллы не являются хищниками друг друга, соревнование все еще заканчивается смертью одного из кораллов. Победивший коралл просто боролся за ресурсы, в которых он нуждался.
Прямая и косвенная конкуренция
Существует также еще один аспект конкуренции, который может быть применен к сценариям ограниченных ресурсов, и это идея прямой и косвенной конкуренции. Прямая конкуренция похожа на оба сценария выше, и есть много других примеров. Каждый раз, когда два или более животных сражаются или имеют символическое противостояние, это, вероятно, своего рода конкуренция за ресурс.
Однако косвенная конкуренция – это когда два животных не взаимодействуют, но присутствие обоих животных на одной территории вызывает конкуренцию. Подумайте о рыбе в примере выше. Если эта рыба питается теми же ресурсами, которые используются кораллами, то рыба конкурирует за ограниченные ресурсы. Кораллы, более или менее привязанные к дну океана, имеют мало шансов напрямую напасть на рыбу. Вместо этого это будет упоминаться как асимметричная косвенная конкуренция. Рыба ест столько пищи, сколько хочет, а кораллы ограничены отходами. У кораллов нет возможности конкурировать. К счастью для большинства систем коралловых рифов во всем мире, в океане достаточно пищи для большинства.
Итоги конкурса
Конкуренция не является статичным процессом. После запуска он может идти разными путями. Хотя модели могут показать, что это в конечном итоге приведет к исчезновению одного вида, в действительности может произойти ряд вещей. Во-первых, нарушение окружающей среды, такое как пожар или большая волна, может расстроить экосистема и уничтожить преимущество лучшего конкурента. Как правило, сосновый лес состоит в основном из сосен, потому что они являются лучшими конкурентами в окружающей среде. Тем не менее, после лесного пожара наиболее густонаселенные растения – это маленькие, быстрорастущие растения. Пожар вызывает изменение окружающей среды, что полностью меняет динамику конкуренции.
Кроме того, большая часть конкуренции также является эволюционным давлением на обе стороны. Животные с обеих сторон, которые конкурируют с лучшими, способны выживать и размножаться. Таким образом, со временем конкуренция имеет тенденцию разрешаться сама собой. Чаще всего конкуренция может переходить, поскольку виды адаптируются к использованию различных ресурсов или изменяют способ использования ресурсов. Это известно как смещение персонажа. Это наиболее хорошо задокументировано в зябликах. Когда два разных вида вьюрков живут на разных островах, их клювы имеют одинаковый размер, потому что они предпочитают похожие семена. Когда они занимают один и тот же остров, один из их клювов становится меньше, а другой – больше. Это разделяет ресурсы, которые они потребляют, и смягчает конкуренцию.
викторина
1. Что из следующего представляет конкуренцию?A. Два лебедя (мужчина и женщина) исполняют брачный танецB. Лев защищает свое убийство от стая гиенC. Лев преследует буйвола, готового наброситься
Ответ на вопрос № 1
В верно. В этом случае, убийство льва представляет ресурс. Ей нужна еда, чтобы выжить и размножаться. Но и гиены тоже. Потому что они борются за это, это делает его прямой конкуренцией. Когда лев преследовал бизона, это было бы хищничество, который отличается от конкурирующих за ресурс. Два лебедя, исполняющие ритуальный танец, были бы формой внутривидового общения.
2. В чем разница между внутривидовой и межвидовой конкуренцией?A. Внутривидовой является между представителями одного и того же видаB. Межвидовой между представителями одного и того же видаC. Они одинаковые
Ответ на вопрос № 2
верно. В то время как различные формы конкуренции могут быть связаны с похожими ресурсами, они часто осуществляются по-разному. Внутривидовая конкуренция часто возникает, когда ресурс находится внутри вида, например, доступ к самкам. Межвидовые соревнования легче всего ��апоминаются как разные хищники, сражающиеся за один и тот же кусок мяса.
3. Белоголовый орлан летит над полем и видит меньшего ястреба. У ястреба новое убийство, но в него влетает белоголовый орлан, угрожает ястребу и крадет его. Какой термин лучше всего описывает этот сценарий?A. хищничество B. Внутривидовая, косвенная конкуренцияC. Межвидовая, прямая конкуренция
Ответ на вопрос № 3
С верно. В этом случае белоголовый орлан напрямую атакует и крадет ресурс у другого вида. Если бы вид ястреба больше не мог конкурировать, потому что орлы уже съели всю добычу, это было бы косвенной конкуренцией. Существует много других форм косвенной конкуренции, но в этом случае животные соревнуются за еду напрямую.
Конкуренция (биология)
Резюме
Конкуренция по хозяйству
Конкуренция путем эксплуатации является наиболее распространенной формой конкуренции и является результатом непрямого взаимодействия между конкурентами (во внутривидовом масштабе, то есть внутри одного и того же вида или в межвидовом масштабе, то есть между разными видами). Он возникает, когда два или более объекта зависят от использования одного и того же ресурса, тем самым уменьшая доступность этого ресурса для каждого из конкурентов, без прямого взаимодействия между ними (см. Конкуренцию через вмешательство).
Некоторые авторы определяют точные критерии для определения ситуаций, в которых возникает конкуренция путем эксплуатации, в частности, в случае межвидовой конкуренции:
С точки зрения конкуренции путем эксплуатации, конкурентоспособность может быть проиндексирована по способности вида приобретать и эффективно использовать ограничивающий ресурс, по его сопротивлению уменьшению этого ресурса, а также по его способности сокращать доступность ресурса. соседи. Эта конкурентоспособность может зависеть от различных факторов в зависимости от рассматриваемых видов и ресурсов: плотности, общей биомассы, размера организма. Эти факторы могут влиять на результат конкуренции по-разному, хотя размер обычно оказывает меньшее влияние на конкуренцию за эксплуатацию, чем на конкуренцию за вмешательство.
Ресурсы, подверженные конкуренции за счет эксплуатации, могут быть разными: в частности, у растений мы находим конкуренцию за питательные вещества, но также и за воду, пространство в недрах и над землей, а также за свет. Конкуренция за свет является особенной в том смысле, что она асимметрична: более крупные растения уменьшают доступность света для более мелких растений на величину, превышающую их собственное использование. Это объясняет, по мнению некоторых авторов, двойную реакцию растительных сообществ на увеличивающийся градиент ресурсов, а именно уменьшение видового разнообразия и сдвиг в типе видов от небольших, медленнорастущих растений до крупных, быстрорастущих растений.
В случае конкуренции за счет внутривидовой эксплуатации подходящей моделью является модель зависимости от плотности первого порядка, а именно логистическая модель, описываемая следующим уравнением:
Таким образом, конкуренция за счет эксплуатации является ключевым процессом, регулирующим динамику сообществ, и считается одним из основных механизмов, объясняющих успех многих инвазивных видов.
Очевидная конкуренция
Конкуренция путем вмешательства
Конкуренция путем вмешательства соответствует внутривидовой или межвидовой конкуренции. Для него характерно прямое взаимодействие (нападения, кражи, территориальность) или косвенное (блокирование доступа, отравление) между людьми в целях ограничения ресурса. Этот ресурс может быть источником пищи, средой обитания или сексуальным партнером.
Сегодня глобальные изменения являются серьезной проблемой, и они также влияют на конкуренцию через вмешательство. Действительно, изменение климата вызывает большие потоки населения в более подходящие места обитания, создавая частичное совпадение мест обитания между популяциями. Кроме того, в результате антропогенной деятельности мы обнаруживаем все больше и больше инвазивных видов, которые конкурируют за счет вмешательства с местными видами.
Общий
Конкуренция путем вмешательства зависит от плотности популяции, возраста рассматриваемых организмов и самих видов. Он характеризуется снижением приспособленности особей одной популяции под прямым действием другой конкурирующей популяции.
Конкурента можно узнать от рождения или узнав после первой встречи. Во внутривидовом соревновании различие между конкурентом и сверстником проводится путем изучения, например, песен птиц, которые различаются между популяциями одного и того же вида.
Как и любая стратегия, она подвержена различным эволюционным механизмам. Эволюция может выбрать включение того же фенотипа, что и у доминирующих конкурентов ( мимикрия ). Таким образом, подчиненные виды испытывают меньшую конкуренцию и имеют доступ к ресурсам. Некоторые теории даже предлагают гипотезу о том, что внутривидовая конкуренция посредством вмешательства связана с эволюцией определенных стратегий, таких как защита территорий или формирование гаремов (присвоение ресурсов для максимизации своей приспособленности).
Например, между плотоядными животными он сильнее и может проявляться как домогательство. У более мелких организмов, таких как бактерии, конкуренция посредством вмешательства происходит через секрецию токсина.
Соревнование путем вмешательства часто иллюстрируется между близкородственными видами, но бывают случаи между отдаленными видами.
Математическая модель
Построение модели
представляет динамику совокупности потребителей 1 без конкурента с:
Мы добавляем к динамике (5) эффект прибытия конкурирующей популяции 2, который состоит из двух компонентов:
Мы можем вывести динамику популяции 2:
Наконец, мы вычитаем влияние популяций 1 и 2 на ресурс из уравнения (4):
Интерпретация модели
В случае, когда взаимодействие приносит пользу только одной или обеим популяциям, мы используем «-», перед которым обозначены выгоды, принесенные i в результате взаимодействия, которые реинвестируются в воспроизводство. β я <\ displaystyle \ beta _ <я>> 
В случае, когда взаимодействие порождает издержки для двух популяций (т. Е. В классическом понимании конкуренции), мы используем знак «+» перед ним, что может позволить нам частично интерпретировать динамику: β я <\ displaystyle \ beta _ <я>>
Короче говоря, П. Амарасекаре демонстрирует, что в этой модели два вида, конкурирующие из-за вмешательства за один и тот же ресурс, не могут сосуществовать, если это только приносит издержки двум видам. Один из двух видов исключает другого из окружающей среды. Возможные причины:
Действительно, результат конкуренции путем вмешательства зависит от первоначального размера популяций.
Рассматривая случай преимущества вмешательства для одного из двух видов, сосуществование возможно тогда и только тогда, когда вид, который мешает меньше всего, является лучшим с точки зрения эксплуатации ресурса.
Виды помех конкуренции
Прямое вмешательство
Конкуренция путем прямого вмешательства соответствует конкуренции, в которой используются стратегии агрессии, кражи или присвоения ресурсов. Следовательно, между двумя организациями должен быть социальный контакт, физическая связь. Прямое вмешательство часто бывает асимметричным, т.е. есть доминанты, которые сильно влияют на других конкурентов и которые имеют доступ к большей части ресурса, и подчиненные, над которыми издеваются доминанты и имеют доступ к небольшой части ресурса. Есть несколько примеров прямого вмешательства.
Конкуренция посредством вмешательства может помешать местному восстановлению исчезающих видов.
Он воздействует непосредственно на области воспроизводства, доступ к которым уменьшается для менее конкурентоспособных видов.
Действительно, в Швеции, Норвегии и Финляндии популяции песцов находятся под угрозой исчезновения. Несмотря на активную защиту на протяжении более 90 лет, популяции с большим трудом восстанавливаются. Например, рыжая лисица с годами расширила свою территорию из-за глобального потепления, поэтому рыжая и песец делят часть своего домашнего ареала. Красные лисы, более конкурентоспособные, чем песцы, монополизируют более выгодные для размножения норы с агрессивным поведением, а песцы пространственно избегают их, хотя традиционно использовали их (до того, как красные лисы расширили свою территорию).
Песцы используют норы для размножения хорошего качества в два раза чаще при отсутствии рыжих лисиц поблизости, чем когда они находятся поблизости (то есть на расстоянии от шести до десяти километров). Однако некоторые песцы размножаются даже в присутствии рыжих лисиц поблизости, что приводит к очень агрессивному поведению рыжих лисиц, когда они кусаются, и даже к убийствам, нападая на детенышей.
Конкуренция путем межвидового вмешательства происходит на местном уровне между особями, даже если эти же виды могут сосуществовать в региональном масштабе. Некоторые виды могут исключать менее конкурентоспособные виды из части своего ареала обитания, где они размножаются и кормятся. Это может оказать значительное влияние на население, если площадь убежища будет менее адекватной, чем первоначальная.
Например, норы, используемые для разведения песцов, находятся на значительно большей высоте, чем норы лисиц. Поэтому они будут использовать конкурентоспособные убежища, чтобы избежать встречи с наиболее конкурентоспособными видами. Однако для песцов наличие пищевых ресурсов является определяющим фактором воспроизводства, и эта доступность снижается из-за уменьшения высоты над уровнем моря, что может повлиять на восстановление популяции.
При наличии корма колония аргентинских муравьев способна почти полностью вытеснить колонию местных видов менее чем за двадцать минут. Пополнение сородичей у аргентинских муравьев до 10 раз больше, чем у местных видов, а плотность муравьев местных видов, имеющих доступ к ресурсу, резко снижается почти до нуля.
Затем она принимает агрессивное поведение, когда кусает и тянет тесто своего противника. В основном она борется, растягивая живот, хватая и кусая своего противника, что также может сопровождаться химической защитой. Бои обычно проходят один на один, но аргентинский муравей может нанять до шести особей, чтобы одновременно атаковать одного и того же местного муравья.
С другой стороны, аргентинский муравей территориален, что объясняет его агрессивный характер. Действительно, в то время как несколько особей из колонии аргентинских муравьев монополизируют пищевые ресурсы, очень часто другая сторона активно ищет и успешно проникает в гнезда местных видов.
Это соревнование сначала кажется странным, потому что Mytmecocystus mimicus больше похож на хищника и падальщика, в то время как Pogonomyrmex питается в основном растениями.
Но на самом деле это соревнование особенно присутствует в сезон дождей, когда тела термитов выходят из-под земли, и поэтому термитам или другой добыче легче питаться, и они дают им больше энергии.
Косвенное вмешательство
Согласно принцип конкурентного исключения, виды, менее приспособленные к конкуренции за ресурсы, должны либо адаптироваться или же вымирать, хотя конкурентное исключение редко встречается в естественных экосистемах. В соответствии с эволюционная теория, эта конкуренция внутри и между видами за ресурсы важна для естественный отбор. Однако конкуренция может играть меньшую роль, чем расширение среди более крупных клады; [3] это называется гипотезой «места для блуждания». [2]
Содержание
По механизму
Конкуренция происходит по разным механизмы, которые в целом можно разделить на прямые и косвенные. Они в равной степени применимы к внутривидовой и межвидовой конкуренции. Биологи обычно выделяют два типа конкуренции: вмешательство и эксплуататорская конкуренция. Во время интерференционной конкуренции организмы взаимодействуют напрямую, борясь за ограниченные ресурсы. Например, большой тля защищать места кормления на тополь листья, выбрасывая более мелкую тлю с лучших участков. Напротив, во время эксплуататорской конкуренции организмы взаимодействуют косвенно, потребляя ограниченные ресурсы. Например, растения потреблять азот к поглощающий он проникает в их корни, делая азот недоступным для близлежащих растений. Растения с большим количеством корней обычно уменьшают почвенный азот до очень низкого уровня, в конечном итоге убивая соседние растения. [ нужна цитата ]
Вмешательство
Соревнование по помехам происходит напрямую между людьми агрессия и т. д., когда особи мешают добыванию пищи, выживанию, размножению других или напрямую препятствуют их физическому закреплению в части среды обитания. Пример этого можно увидеть между муравьями. Новомессор кокерелли и красные муравьи-комбайны, где первый мешает второму собирать корм, закупоривая входы в их колонии с небольшими камнями. [4] [5]
Эксплуататорский
Конкуренция за эксплуатацию происходит косвенно через общие ограничивающий ресурс который действует как промежуточное звено. Например, использование ресурсов истощает количество доступных для других, или они конкурируют за место. [6]
Очевидный
По размеру асимметрии
Конкуренция варьируется от полная симметричная (все люди получают одинаковое количество ресурсов, независимо от их размера) идеально симметричный размер (все люди используют одинаковое количество ресурса на единицу биомассы) до абсолютно асимметричный по размеру (самые крупные люди используют все доступные ресурсы). Степень асимметрии размеров имеет большое влияние на структуру и разнообразие экологических сообществ, например в растительных сообществах асимметричная конкуренция за свет сильнее влияет на разнообразие по сравнению с конкуренцией за почвенные ресурсы. [ нужна цитата ]
По таксономическому родству
Конкуренция может происходить между особями одного и того же вида, называемая внутривидовой конкуренцией, или между разными видами, называемая межвидовой конкуренцией. Исследования показывают, что внутривидовая конкуренция может регулировать динамику популяции (изменение размера популяции с течением времени). Это происходит потому, что люди становятся скученными по мере роста популяции. Поскольку отдельные лица в популяции требуют одних и тех же ресурсов, скученность приводит к тому, что ресурсы становятся более ограниченными. Некоторые особи (как правило, маленькие молодые особи) в конечном итоге не получают достаточного количества ресурсов и умирают или не размножаются. Это уменьшает численность населения и замедляет рост населения. [ нужна цитата ]
Виды также взаимодействуют с другими видами, которым требуются те же ресурсы. Следовательно, межвидовая конкуренция может одновременно изменять размеры популяций многих видов. Эксперименты показывают, что когда виды соревнуются за ограниченный ресурс, один вид в конечном итоге приводит к вымиранию популяций других видов. Эти эксперименты показывают, что конкурирующие виды не могут сосуществовать (они не могут жить вместе на одной территории), потому что лучший конкурент исключит все другие конкурирующие виды. [ нужна цитата ]
Внутривидовой
Внутривидовая конкуренция возникает, когда представители одного и того же вида соревнуются за одно и то же. Ресурсы в экосистеме. [9]
Межвидовой
Межвидовая конкуренция может иметь место, когда особи двух разных видов совместно используют ограниченный ресурс в одной и той же области. Если ресурс не может поддерживать обе популяции, то снижается плодовитость, рост или выживание могут привести по крайней мере к одному виду. Межвидовая конкуренция может изменить население, сообщества и эволюция взаимодействующих видов. Примером среди животных может служить случай гепарды и львы; поскольку оба вида питаются одинаковой добычей, на них негативно влияет присутствие другого, потому что у них будет меньше еды, однако они все еще сохраняются вместе, несмотря на предсказание, что в условиях конкуренции один вытеснит другой. На самом деле львы иногда крадут добычу, убитую гепардами. Потенциальные конкуренты также могут убивать друг друга, в т.н.хищничество внутри гильдии’. Например, в южной Калифорнии койоты часто убивают и едят серых лисиц и рыси, все три плотоядных животных имеют одну и ту же стабильную добычу (мелкие млекопитающие). [10]
Пример среди простейших включает: Парамеций аурелия и Paramecium caudatum. Русский эколог, Георгий Гаузе, изучили конкуренцию между двумя видами Парамеций это произошло в результате их сосуществования. Благодаря своим исследованиям Гаузе предложил Принцип конкурентного исключения, наблюдая за конкуренцией, которая произошла, когда их различные экологические ниши пересекались. [11]
Наблюдается конкуренция между отдельными людьми, популяциями и видами, но мало свидетельств того, что конкуренция была движущей силой в эволюции больших групп. Например, млекопитающие жили рядом с рептилиями в течение многих миллионов лет, но не могли получить конкурентного преимущества, пока динозавры не были уничтожены Меловое – палеогеновое вымирание. [2]
Эволюционные стратегии
В эволюционном контексте конкуренция связана с концепцией теории отбора r / K, которая относится к отбор из черты которые способствуют успеху в определенных условиях. Теория возникла в результате работы над островная биогеография экологами Роберт Макартур и Э. О. Уилсон. [12]
В теория выбора р / к, предполагается, что давление отбора ведет эволюцию в одном из двух стереотипных направлений: р— или же K-выбор. [13] Эти термины, r и K, получены из стандартных экологических алгебра, как показано на простом Уравнение Ферхюльста из динамика населения: [14]
куда р это скорость роста из численность населения (N), и K это грузоподъемность его местной окружающей среды. Обычно r-выбранные виды используют пустые ниши, и произвести много потомство, у каждого из которых относительно низкий вероятность дожить до взрослой жизни. В отличие от K-отобранные виды являются сильными конкурентами в переполненных нишах, и вкладывать деньги в большей степени у гораздо меньшего числа потомков, каждое из которых имеет относительно высокую вероятность дожить до взрослого возраста. [14]
Принцип конкурентного исключения
Чтобы объяснить, как сосуществуют виды, в 1934 г. Георгий Гаузе предложил принцип конкурентного исключения который также называют принципом Гаузе: виды не могут сосуществовать, если у них одинаковые экологическая ниша. Слово «ниша» относится к требованиям вида к выживанию и воспроизводству. Эти требования включают как ресурсы (например, еду), так и надлежащие среда обитания условия (например, температура или pH). Гаузе рассуждал, что если бы у двух видов были одинаковые ниши (требующие одинаковых ресурсов и среды обитания), они попытались бы жить в одной и той же области и соревновались бы за одни и те же ресурсы. Если это произойдет, вид, который был лучшим конкурентом, всегда исключает своих конкурентов из этой области. Следовательно, чтобы сосуществовать, виды должны иметь хотя бы немного разные ниши. [15] [16]
Смещение персонажа
