Условия сосуществования конкурирующих видов. Конкуренция и распространение видов в природе. Отношение хищник-жертва. Спряженные колебания численности хищника и жертвы

Условия сосуществования конкурирующих видов меняются в пределах одного пространства постепенно, с течением времени.Это происходит при конкуренции, например, лесных древесных культур и полевой травяной растительности. В данном случае лесные культуры – деревья ведут захват новой территории полей с травяной растительностью постепенно. Мощная корневая система деревьев забирает влагу из почвы, В результате ухудшения условий среды обитания травянистая растительность постепенно исчезает под кронами деревьев. Сильный конкурент побеждает слабого. В животном мире происходит аналогичный процесс конкуренции, причем на начальной стадии условия сосуществования конкурирующих видов одинаковы.

Принцип исключения (теорема Т.Ф. Гаузе): два вида не могут сосуществовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу. Такие виды обязательно должны быть разобщены в пространстве или во времени. При этом конкуренция приводит к естественному отбору в направлении увеличения экологических различий между конкурирующими видами и образованию ими разных экологических ниш. Только благодаря конкуренции побеждали сильнейшие виды с большой живучестью и распространялись лишь по биосфере Земли, захватывая при этом необходимые для существования жизненные пространства. То есть в конкурентной борьбе происходил естественный отбор.

связь типа хищник -жертва для эколога связь эта не ограничивается короткосрочным актом нападения хищника на жертву, т. е. тем, что мы наблюдаем на уровне особей, но включает также долгосрочные эффекты взаимодействия популяций хищника и жертвы, сказывающиеся на их динамике и распространении. Понятие связи хищник — жертва применяется в экологии по отношению не только к таким бесспорным хищникам и их жертвам, как лев и гну или щука и плотва, но также и к таким, как большая синица и насекомые, плотва и планктонные рачки дафнии, дафния и одноклеточные водоросли или даже гну и травянистые растения. Таким образом, в широком смысле слова отношения хищник — жертва охватывают все взаимодействия, при которых одни организмы используют в пищу другие.

Как правило, хищник не может полностью истребить жертву. В большинстве случаев наблюдают сопряженные (согласованные между собой) колебания численности обеих популяций. При этом основным является вопрос, кто чью численность контролирует, хищник ли жертву, или наоборот.
Главным механизмом, создающим структуру сообществ и биоценозов, служит конкуренция, а хищничество лишь регулирует видовое богатство в отдельных случаях. Изменение численности хищника отстает от колебаний популяции жертвы, что относится в первую очередь к специализированным хищникам, которые не могут переключиться на другие виды пищи при снижении численности основного кормового вида (или переключаются в малой степени и с опазданием). И, напротив, обилие альтернативных кормов для хищника даже стабилизирует численность жертв. Вероятно, именно поэтому резкие вспышки численности не характерны для сложных биоценозов, например тропических лесов.

Вопрос 16: Сопряженная эволюция. Видовая структура биоценоза и способы ее выявления. Видовое разнообразие как специфическая характеристика биоценоза. Динамика биоценоза во времени. Сукцессия. Сериальные и климаксовые биоценозы.

Сопряженная эволюция — это тип эволюции сообщества (т. е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости, таких, как растения и растительноядные, крупные организмы и их микроскопические симбионты или паразиты и хозяева.

Видовая структура — это количество видов, образующих биоценоз, и соотношение их численностей. Точные сведения о числе видов, входящих в тот или иной биоценоз, получить чрезвычайно трудно из-за микроорганизмов, практически не поддающихся учету.

Видовая структура биоценоза характеризуется видовым разнообразием и количественным соотношением видов, зависящих от ряда факторов. Главными лимитирующими факторами являются температура, влажность и недостаток пищевых ресурсов. Поэтому биоценозы (сообщества) экосистем высоких широт, пустынь и высокогорий наиболее бедны видами. Здесь могут выжить организмы, жизненные формы которых приспособлены к таким условиям. Богатые видами биоценозы — тропические леса, с разнообразным животным миром и где трудно найти даже два рядом стоящих дерева одного вида.

Вид растения (или животного) количественно преобладающий в сообществе(имеет большую биомассу, продуктивность, численность или обилие), этот вид называется Доминантом, или Доминирующим видом. Видовое разнообразие сообщества (число видов, встреченное в определен. местообитании) называется Альфа-разнообразие(подсчет видов на единицу площади). Бета-разнообразие—это степень изменяемости флоры при изменении климата, увлажения, высоты над уровнем моря. Гамма-разнообразие – это видовое разнообразие ландшафтов(из альфа и бета-разнообразий).

Любой биоценоз динамичен, несмотря на достаточную стабильность его структуры. В нем постоянно происходят изменения состояния и жизнедеятельности особей, их взаимоотношений. Все изменения могут быть отнесены к двум типам:

1) циклические, или периодические;

2) непериодические.

Циклические, или периодические, изменения. Циклические изменения в биоценозе отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность изменения внешних условий. Эта периодичность обусловлена циклами в природе, которые связаны с космическими явлениями. Циклические изменения подразделяются на: а) суточные; б) сезонные; в) многолетние.

Непериодические изменения. Непериодические изменения - это изменения, не имеющие закономерного повторения во времени. По характеру они подразделяются на два вида:

а) случайные;

б) поступательные.

Случайные изменения вызываются резким изменением силы экологических факторов вследствие природных катаклизмов (наводнение, ураган, землетрясение и др.). Они непредсказуемы и не имеют закономерностей протекания, поэтому не являются предметом изучения экологии.

Поступательные изменения происходят в одном направлении, потому что вызываются однонаправленным изменением силы экологических факторов либо в сторону усиления, либо в сторону ослабления. В конечном итоге они приводят к смене одного биоценоза другим с новым набором видов.

Закономерный исторический процесс последовательной смены одного биоценоза другим в результате направленного изменения абиотического окружения называется сукцессией. Ряд неустойчивых биоценозов, которые сменяют один одного во времени, называется серией, а сами биоценозы - сериальными стадиями. Терминальная, стабильная стадия сукцессии называется климаксовой стадией или просто климаксом. Теоретически климаксовый биоценоз способен поддерживать сам себя неограниченно долго и он находится в равновесии с физическим окружением. В отличие от сериальных стадий здесь годовая продукция и «импорт» уравновешиваются годовым потреблением и «экспортом».