Внутривидовое соревнование

редактировать
Самцы хищников, цепляясь за рога и отчаянно защищая свои территории. Пример прямой конкуренции Самец хартбеста цепляется за рога и отчаянно защищает свои территории. Пример прямой конкуренции.

Внутривидовая конкуренция - это взаимодействие в популяционной экологии, при котором представители одного и того же вида конкурируют за ограниченные ресурсы. Это приводит к снижению приспособленности для обоих особей, но наиболее приспособленные особи выживают и способны к воспроизводству. Напротив, межвидовая конкуренция возникает, когда представители разных видов соревнуются за общий ресурс. Представители одного и того же вида имеют довольно схожие требования к ресурсам, тогда как у разных видов меньшее перекрытие спорных ресурсов, в результате чего внутривидовая конкуренция обычно оказывается более сильной силой, чем межвидовая конкуренция.

Отдельные особи могут конкурировать. для пищи, воды, пространства, света, товарищей или любого другого ресурса, необходимого для выживания или воспроизводства. Для конкуренции ресурс должен быть ограничен; если каждый представитель вида может получить достаточное количество каждого ресурса, тогда особи не будут конкурировать, и популяция будет расти экспоненциально. Длительный экспоненциальный рост в природе встречается редко, потому что ресурсы ограничены и поэтому не каждый человек в популяции может выжить, что ведет к внутривидовой конкуренции за ограниченные ресурсы.

Когда ресурсы ограничены, увеличение численности населения уменьшает количество ресурсов, доступных для каждого человека, снижая приспособленность населения к душевому состоянию. В результате скорость роста популяции замедляется по мере того, как внутривидовая конкуренция становится более интенсивной, что делает его отрицательно зависимым от плотности процессом. Падение темпов роста населения по мере увеличения численности населения может быть эффективно смоделировано с помощью модели логистического роста . Скорость изменения плотности населения в конечном итоге падает до нуля, точка, которую экологи назвали пропускной способностью (K). Однако популяция может вырасти только до очень ограниченного числа в пределах окружающей среды. Пропускная способность среды, определяемая переменной k, - это максимальное количество особей или видов, которое среда может поддерживать и поддерживать в течение более длительного периода времени. Ресурсы в среде ограничены и не бесконечны. Окружающая среда может поддерживать только определенное количество людей, прежде чем ее ресурсы полностью истощатся. Числа, превышающие это значение, будут страдать от отрицательного прироста популяции до тех пор, пока в конечном итоге не достигнут допустимой емкости, в то время как численность населения, меньшая емкости емкости, будет расти, пока не достигнет ее.

Внутривидовая конкуренция предполагает не только прямые взаимодействия между членами одного и того же вида. виды (например, самцы оленей, цепляющиеся за рога, когда соревнуются за партнеров), но могут также включать непрямые взаимодействия, когда индивидуум истощает общий ресурс (например, медведь гризли ловит лосося, которого медведи больше не могут есть в разных точках вдоль реки).

Способ распределения ресурсов между организмами также варьируется и может быть разделен на схватку и соревнование. Соревнование в схватке предполагает относительно равномерное распределение ресурсов среди населения, поскольку все люди используют общий пул ресурсов. Напротив, соревновательная конкуренция - это неравномерное распределение ресурсов и происходит, когда иерархии в совокупности влияют на количество ресурсов, которые получает каждый человек. Организмы на наиболее ценных территориях или на верхних уровнях иерархии получают достаточное количество ресурсов, тогда как люди без территории не получают никаких ресурсов.

Содержание

  • 1 Механизмы
    • 1.1 Прямое
    • 1.2 Косвенное
  • 2 Разделение ресурсов
    • 2.1 Соревнование
    • 2.2 Схватка
  • 3 Последствия внутривидовой конкуренции
    • 3.1 Замедленные темпы роста
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Механизмы

Прямые

Соревнование с помехами - это процесс, с помощью которого люди напрямую конкурируют друг с другом в поисках ресурса. Это может включать драку, воровство или ритуальный бой. Прямая внутривидовая конкуренция также включает животных, претендующих на территорию, которая затем исключает доступ других животных на эту территорию. Между двумя участниками может не быть реального конфликта, но животное, исключенное с территории, теряет физическую форму из-за сокращения ареала кормодобывания и не может войти в этот район, так как это рискует столкнуться с более доминирующим членом население. Поскольку организмы сталкиваются друг с другом во время соревнования по вмешательству, они могут развить поведенческие стратегии и морфологию, чтобы обойти соперников в своей популяции.

Пленные фламинго дерутся друг с другом на мелководье Фламинго конкурируют посредством соревнования по вмешательству, потенциально за территории, партнеров или еду.

Например,, различные популяции северной слизистой саламандры (Plethodon glutinosus) развили разные уровни агрессии в зависимости от интенсивности внутривидовой конкуренции. В группах населения, где ресурсов меньше, вероятно, будет развиваться более агрессивное поведение. Это более эффективная стратегия, чтобы усерднее бороться с соперниками внутри вида вместо поиска других вариантов из-за отсутствия доступной пищи. Более агрессивные саламандры с большей вероятностью получают ресурсы, необходимые для воспроизводства, тогда как робкие саламандры могут голодать до того, как размножаться, поэтому агрессия может распространиться по популяции.

Кроме того, исследование чилийских фламинго (Phoenicopterus chilensis) обнаружили, что связанные птицы были намного агрессивнее, чем птицы-одиночки. У парных птиц было значительно больше шансов начать агонистическую встречу в защиту своего партнера или птенцов, тогда как одиночные птицы обычно не размножались и с меньшей вероятностью дрались. Не все фламинго могут спариваться в популяции из-за неподходящего соотношения полов или некоторых доминирующих фламинго, спаривающихся с несколькими партнерами. Спарики являются источником ожесточенных споров для многих видов, поскольку производство потомства важно для индивидуума для размножения своих генов.

Косвенная

Организмы могут конкурировать косвенно, посредством эксплуатации или явной конкуренции. Эксплуатационная конкуренция вовлекает людей, истощающих общий ресурс и в результате теряющих физическую форму. На самом деле организмы могут не вступать в контакт, а только косвенно взаимодействовать через общий ресурс.

Например, эксплуататорская конкуренция была экспериментально показана между молодыми пауками-волками (Schizocosa ocreata). Как увеличение плотности молодых пауков, так и сокращение доступной пищи замедлили рост отдельных пауков. Пища явно является ограничивающим ресурсом для пауков-волков, но между молодыми особями не было прямой конкуренции за пищу, только ухудшение физической формы из-за увеличения плотности населения. Отрицательная зависимость от плотности молодых пауков-волков очевидна: по мере дальнейшего увеличения плотности популяции темпы роста продолжают падать и потенциально могут достигнуть нуля (как предсказывает модель логистического роста ). Это также наблюдается у живородящей ящерицы или Lacerta vivipara, где наличие цветовых морфов в популяции зависит от плотности и внутривидовой конкуренции.

В стационарных организмах, таких как растения, конкуренция за эксплуатацию играет гораздо большую роль, чем конкуренция за вмешательство, потому что люди привязаны к определенной области и используют ресурсы в своем непосредственном окружении. Саженцы будут бороться за свет, большая часть которого будет блокироваться и использоваться более высокими деревьями. Саженцы могут легко уступить место более крупным представителям своего вида, что является одной из причин, по которым расстояния распространения семян могут быть такими большими. Семена, прорастающие в непосредственной близости от родителей, с большой вероятностью выйдут из конкуренции и погибнут.

Очевидная конкуренция происходит в популяциях, на которые нападают. Увеличение популяции видов-жертв приведет к появлению большего количества хищников в этом районе, что увеличивает риск поедания особи и, следовательно, снижает ее выживаемость. Как и в случае с соревнованием, основанным на эксплуатации, люди не взаимодействуют напрямую, а скорее страдают от потери физической формы из-за увеличения размера популяции. Очевидная конкуренция обычно связана с межвидовой, а не внутривидовой конкуренцией, при которой два разных вида имеют общего хищника. Адаптация, которая снижает вероятность поедания одного вида, приводит к снижению приспособленности для других видов добычи, поскольку вид хищников охотится более интенсивно, поскольку добыча пищи становится все труднее. Например, аборигенные сцинки (Oligosoma ) в Новой Зеландии пострадали от значительного сокращения популяции после введения кроликов (Oryctolagus cuniculus). Оба вида поедаются хорьками (Mustela furo), поэтому введение кроликов привело к иммиграции хорьков в этот район, что затем привело к снижению численности сцинков.

Разделение ресурсов

Конкурс

Конкурсное соревнование происходит, когда ресурс связан с территорией или иерархической структурой внутри населения. Например: белолицые обезьяны капуцины (Cebus capucinus ) имеют разное потребление энергии в зависимости от их ранжирования в группе. И самцы, и самки соревнуются за территории с лучшим доступом к пище, и наиболее успешные обезьяны могут получать непропорционально большое количество еды и, следовательно, имеют более высокую приспособленность по сравнению с подчиненными членами группы. В случае ящериц Ctenophorus pictus самцы соревнуются за территорию. Среди полиморфных вариантов красные ящерицы более агрессивны в защите своей территории по сравнению со своими желтыми собратьями.

Агрессивные столкновения потенциально обходятся людям дорого, поскольку они могут получить травмы и менее способны воспроизвести. В результате многие виды развили формы ритуализированного боя, чтобы определить, кто получает доступ к ресурсу, не вступая в опасную схватку. Гадюки-самцы (Vipera berus ) предпринимают сложные ритуальные противостояния, ухаживая за самками. Как правило, побеждает более крупный самец, и драки редко перерастают в травмы любого из бойцов.

Однако иногда ресурс может быть настолько ценным, что может произойти потенциально фатальная конфронтация, чтобы заполучить его. Самцы морского слона Mirounga augustirostris участвуют в ожесточенных соревнованиях, пытаясь управлять большим гаремом самок, с которыми они могут спариваться. Распределение самок и последующий репродуктивный успех у самцов очень неравномерны. Репродуктивный успех большинства самцов равен нулю; они умирают до наступления возраста размножения или им мешают спариваться самцы более высокого ранга. Кроме того, на долю нескольких доминантных самцов приходится большая часть совокуплений. Потенциальный репродуктивный успех самцов настолько велик, что многие из них погибают до наступления детородного возраста, пытаясь продвинуться по иерархической лестнице в своей популяции.

Конкурсное соревнование обеспечивает относительно стабильную динамику численности населения. Неравномерное распределение ресурсов приводит к гибели некоторых особей, но помогает гарантировать, что члены популяции, владеющие территорией, могут воспроизводиться. Поскольку количество территорий в районе остается неизменным с течением времени, гнездящаяся популяция остается постоянной, что дает одинаковое количество новых особей каждый сезон размножения.

Схватка

Схватка-соревнование предполагает более равномерное распределение ресурсов, чем соревновательное соревнование, и происходит, когда есть общий пул ресурсов, из которого нельзя исключить человека. Например, пасущиеся животные сильнее конкурируют за траву, поскольку их популяция растет, а пища становится ограничивающим ресурсом. Каждое травоядное животное получает меньше пищи, поскольку большее количество особей соревнуются за одинаковое количество пищи.

Завершение схватки может привести к нестабильной динамике популяции, равное разделение ресурсов может привести к тому, что очень немногие организмы получат достаточно, чтобы выжить и размножаться и это может вызвать падение населения. Это явление называется сверхкомпенсацией. Например, гусеницы киноварной моли питаются за счет соревнований по схватке, и когда конкурирующих гусениц слишком много, очень немногие могут окукливаться, и происходит большая катастрофа популяции. Впоследствии очень немногие киноварные мотыльки конкурируют внутри вида в следующем поколении, поэтому популяция быстро растет, прежде чем снова исчезнет.

Последствия внутривидовой конкуренции

Замедленные темпы роста

график, показывающий, как человеческое население экспоненциально увеличивалось с 1900 года, недавно достигнув 7 миллиардов человек Экспоненциальный рост человеческой популяции за последние 1000 лет.

Основным воздействием внутривидовой конкуренции является снижение темпов роста популяции по мере увеличения плотности популяции. Когда ресурсы бесконечны, внутривидовая конкуренция не возникает, и популяции могут расти экспоненциально. Экспоненциальный рост популяции чрезвычайно редок, но был задокументирован, особенно у людей с 1900 года. Популяции слонов (Loxodonta africana) в Национальном парке Крюгера (Южная Африка) также экспоненциально росли в середина 1900-х годов после введения строгого контроля за браконьерством.

d N (t) dt = r N (t) (1 - N (t) K) {\ displaystyle {dN (t) \ over dt} = rN (t) \ left (1 - {\ frac {N (t)} {K}} \ right)}{\ displaystyle {dN (t) \ over dt} = rN (t) \ left (1 - {\ frac {N (t)} {K}} \ right)} .

dN (t) / dt = скорость изменения плотности населения

N (t) = размер популяции в момент времени t

r = темп роста на душу населения

K = вместимость

Прирост населения в зависимости от времени в логистическом росте населения. Самые крутые части графика - это места, где рост популяции происходит наиболее быстро.

Уравнение логистического роста является эффективным инструментом для моделирования внутривидовой конкуренции, несмотря на свою простоту, и использовалось для моделирования многих реальных биологических систем. При низкой плотности населения N (t) намного меньше, чем K, и поэтому основным фактором, определяющим рост населения, является именно темпы роста на душу населения. Однако по мере того, как N (t) приближается к пропускной способности, второй член логистического уравнения становится меньше, что снижает скорость изменения плотности населения.

Кривая логистического роста изначально очень похожа на кривую экспоненциального роста. Когда плотность популяции низкая, особи свободны от конкуренции и могут быстро расти. Однако по мере того, как популяция достигает своего максимума (вместимость), внутривидовая конкуренция становится более жесткой, и темпы роста на душу населения замедляются до тех пор, пока численность популяции не станет стабильной. При пропускной способности скорость изменения плотности населения равна нулю, потому что население максимально велико, исходя из имеющихся ресурсов. Эксперименты по темпам роста дафний показали поразительное соответствие логистической кривой роста. Точка перегиба на графике плотности популяции дафний произошла при половине несущей способности, как это было предсказано моделью логистического роста.

Лабораторные эксперименты Гаузе 1930-х годов показали логистический рост микроорганизмов. Популяции дрожжей , выращенные в пробирках, первоначально росли экспоненциально. Но по мере того, как ресурсов становилось все меньше, темпы их роста замедлялись до достижения максимальной пропускной способности. Если бы популяции были перемещены в более крупный контейнер с большим количеством ресурсов, они бы продолжали расти, пока не достигли своей новой вместимости. Форму их роста можно очень эффективно смоделировать с помощью модели логистического роста.

См. Также

Ссылки

.

Последняя правка сделана 2021-05-24 05:29:31
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте