Concurență (biologie) - Competition (biology)

Anemonele marine concurează pentru teritoriu în bazine de maree

Concurența este o interacțiune între organisme sau specii în care ambele organisme sunt afectate. Furnizarea limitată de cel puțin o resursă (cum ar fi hrană , apă și teritoriu ) utilizată de ambele poate fi un factor. Concurența atât în ​​interiorul, cât și între specii este un subiect important în ecologie , în special ecologia comunității . Concurența este unul dintre mulți factori biotici și abiotici care interacționează și care afectează structura comunității . Concurența între membrii aceleiași specii este cunoscută sub numele de competiție intraspecifică , în timp ce competiția dintre indivizi din specii diferite este cunoscută sub numele de competiție interspecifică . Concurența nu este întotdeauna simplă și poate avea loc atât în ​​mod direct, cât și indirect.

Conform principiului de excludere competitivă , specii mai puțin potrivite pentru a concura pentru resurse ar trebui să fie adapta sau mor , cu toate că excluderea competitivă este rar găsit în ecosistemele naturale. Conform teoriei evolutive , această competiție în cadrul și între specii pentru resurse este importantă în selecția naturală . Cu toate acestea, competiția poate juca mai puțin un rol decât expansiunea între cladele mai mari ; aceasta este denumită ipoteza „Room to Roam”.

Prin mecanism

Concurența are loc prin diferite mecanisme , care pot fi împărțite în general în directe și indirecte. Acestea se aplică în mod egal concurenței intraspecifice și interspecifice. Biologii recunosc de obicei două tipuri de concurență: interferența și concurența exploatatoare. În timpul competiției de interferență, organismele interacționează direct luptând pentru resurse rare. De exemplu, afidele mari apără locurile de hrănire pe frunzele de bumbac , expulzând afidele mai mici din locurile mai bune. În schimb, în ​​timpul competiției de exploatare, organismele interacționează indirect consumând resurse rare. De exemplu, plantele consumă azotul prin absorbirea - l în rădăcinile lor, făcând azot disponibil plantelor din apropiere. Plantele care produc multe rădăcini reduc de obicei azotul din sol la niveluri foarte scăzute, ucigând în cele din urmă plantele vecine.

Concurența bărbat-bărbat la căprioară în timpul rutului este un exemplu de concurență de interferență în cadrul unei specii.

Interferență

Concurența de interferență apare direct între indivizi prin agresiune etc. atunci când indivizii interferează cu hrănirea, supraviețuirea, reproducerea altora sau prin împiedicarea directă a stabilirii lor fizice într-o porțiune a habitatului. Un exemplu în acest sens poate fi văzut între furnica Novomessor cockerelli și furnicile roșii de recoltat , unde primele interferează cu capacitatea celor din urmă de a hrăni prin conectarea intrărilor în coloniile lor cu pietre mici.

Exploatator

Concurența de exploatare are loc indirect printr-o resursă limitativă comună care acționează ca intermediar. De exemplu, utilizarea resurselor epuizează cantitatea disponibilă pentru ceilalți sau concurează pentru spațiu.

Aparent

Concurența aparentă apare indirect între două specii care sunt ambele prădate de același prădător. De exemplu, speciile A și speciile B sunt ambele prada prădătorului C. Creșterea speciilor A poate determina scăderea speciei B, deoarece creșterea As poate ajuta la supraviețuirea prădătorului Cs, ceea ce va crește numărul de prădători Cs , care la rândul său va vâna mai multe specii B.

După asimetrie de mărime

Concurența variază de la simetrică completă (toți indivizii primesc aceeași cantitate de resurse, indiferent de mărimea lor) până la dimensiunea perfect simetrică (toți indivizii exploatează aceeași cantitate de resursă pe unitate de biomasă) până la dimensiune absolut asimetrică (cei mai mari indivizi exploatează toate cele disponibile resursă). Gradul de asimetrie a dimensiunilor are efecte majore asupra structurii și diversității comunităților ecologice, de exemplu, în comunitățile de plante, concurența asimetrică a mărimii pentru lumină are efecte mai puternice asupra diversității în comparație cu concurența pentru resursele solului.

Prin relație taxonomică

Concurența poate avea loc între indivizi din aceeași specie, numită competiție intraspecifică, sau între diferite specii, numită competiție interspecifică. Studiile arată că concurența intraspecifică poate regla dinamica populației (modificări ale dimensiunii populației în timp). Acest lucru se întâmplă deoarece indivizii se înghesuie pe măsură ce crește populația. Deoarece indivizii dintr-o populație necesită aceleași resurse, aglomerarea face ca resursele să devină mai limitate. Unii indivizi (de obicei tineri mici) în cele din urmă nu dobândesc resurse suficiente și mor sau nu se reproduc. Acest lucru reduce dimensiunea populației și încetinește creșterea populației.

De asemenea, speciile interacționează cu alte specii care necesită aceleași resurse. În consecință, concurența interspecifică poate modifica dimensiunile populației multor specii în același timp. Experimentele demonstrează că, atunci când speciile concurează pentru o resursă limitată, o specie conduce în cele din urmă populațiile altor specii dispărute. Aceste experimente sugerează că speciile concurente nu pot coexista (nu pot trăi împreună în aceeași zonă) deoarece cel mai bun concurent va exclude toate celelalte specii concurente.

Intraspecific

Concurența intraspecifică apare atunci când membrii aceleiași specii concurează pentru aceleași resurse într-un ecosistem. Un exemplu simplu este un stand de plante la fel de distanțate, care sunt toate de aceeași vârstă. Cu cât densitatea plantelor este mai mare, cu atât vor fi mai multe plante pe unitatea de suprafață a solului, iar concurența va fi mai puternică pentru resurse precum lumină, apă sau nutrienți.

Interspecific

Concurența interspecifică poate apărea atunci când indivizii a două specii separate împart o resursă limitativă în aceeași zonă. Dacă resursa nu poate susține ambele populații, atunci scăderea fecundității , creșterii sau supraviețuirii poate duce la cel puțin o specie. Concurența interspecifică are potențialul de a modifica populațiile , comunitățile și evoluția speciilor care interacționează. Un exemplu printre animale ar putea fi cazul ghepardilor și leilor ; întrucât ambele specii se hrănesc cu pradă similară, ele sunt afectate negativ de prezența celeilalte, deoarece vor avea mai puțină hrană, totuși, ele persistă împreună, în ciuda prezicerii că, sub concurență, una o va înlocui pe cealaltă. De fapt, leii fură uneori obiecte de pradă ucise de ghepardi. Potențialii concurenți se pot ucide reciproc, în așa-numita „ prădare intraguild ”. De exemplu, în sudul Californiei coioții omoară și mănâncă vulpi gri și bobcats, toți cei trei carnivori împărtășind aceeași pradă stabilă (mamifere mici).

Un exemplu printre protozoare implică Paramecium aurelia și Paramecium caudatum . Ecologul rus, Georgy Gause , a studiat competiția dintre cele două specii de Paramecium care a avut loc ca urmare a coexistenței lor. Prin studiile sale, Gause a propus principiul excluderii competitive , observând concurența care a avut loc atunci când diferitele nișe ecologice ale acestora s-au suprapus.

Concurența a fost observată între indivizi, populații și specii, dar există puține dovezi că concurența a fost forța motrice în evoluția grupurilor mari. De exemplu, mamiferele au trăit lângă reptile timp de multe milioane de ani, dar nu au reușit să câștige un avantaj competitiv până când dinozaurii au fost devastați de evenimentul de extincție Cretacic-Paleogen .

Strategii evolutive

În contexte evolutive, concurența este legată de conceptul / teoriei Rk de selecție, care se referă la selecția de trăsături care promovează succesul în anumite medii. Teoria provine din lucrările asupra biogeografiei insulare de către ecologii Robert MacArthur și EO Wilson .

În teoria selecției r / K , presiunile selective sunt ipotezate pentru a conduce evoluția într-una din cele două direcții stereotipe: selecția r - sau K- selecție. Acești termeni, r și K, sunt derivați din algebra ecologică standard , așa cum se ilustrează în ecuația simplă Verhulst a dinamicii populației :

unde r este rata de creștere a populației ( N ) și K este capacitatea de încărcare a mediului său local de mediu. De obicei, speciile selectate cu r exploatează nișe goale și produc mulți descendenți , fiecare dintre aceștia având o probabilitate relativ mică de a supraviețui până la maturitate. Spre deosebire, speciile selectate de K sunt competitori puternici în nișele aglomerate și investesc mai mult în mult mai puțini descendenți, fiecare cu o probabilitate relativ mare de a supraviețui până la maturitate.

Principiul excluderii competitive

1: o specie mai mică (galbenă) de păsări se hrănește pe întregul copac.
2: o specie mai mare (roșie) concurează pentru resurse.
3: roșu domină în mijloc pentru resursele mai abundente. Galbenul se adaptează la nișa nouă, evitând concurența.

Pentru a explica modul în care coexistă speciile, în 1934 Georgii Gause a propus principiul excluziunii competitive, care este numit și principiul Gause: speciile nu pot coexista dacă au aceeași nișă ecologică . Cuvântul „nișă” se referă la cerințele unei specii pentru supraviețuire și reproducere. Aceste cerințe includ atât resurse (cum ar fi hrana), cât și condiții adecvate de habitat (cum ar fi temperatura sau pH-ul). Gause a argumentat că, dacă două specii ar avea nișe identice (ar necesita resurse și habitate identice), ar încerca să trăiască exact în aceeași zonă și ar concura pentru exact aceleași resurse. Dacă s-ar întâmpla acest lucru, specia care a fost cel mai bun concurent ar exclude întotdeauna concurenții săi din acea zonă. Prin urmare, speciile trebuie să aibă cel puțin nișe ușor diferite pentru a coexista.

Deplasarea caracterului

Finch mediu ( Geospiza fortis ) pe Insula Santa Cruz din Galapagos

Concurența poate determina speciile să evolueze diferențe de trăsături. Acest lucru se întâmplă deoarece indivizii unei specii cu trăsături similare speciilor concurente se confruntă întotdeauna cu o competiție interspecifică puternică. Acești indivizi au mai puțină reproducere și supraviețuire decât indivizii cu trăsături care diferă de concurenții lor. În consecință, ei nu vor contribui cu mulți descendenți la generațiile viitoare. De exemplu, cintezele lui Darwin pot fi găsite singure sau împreună pe Insulele Galapagos . Populațiile ambelor specii au de fapt mai mulți indivizi cu ciocuri de dimensiuni medii atunci când trăiesc pe insule fără celelalte specii prezente. Cu toate acestea, atunci când ambele specii sunt prezente pe aceeași insulă, concurența este intensă între indivizii care au ciocuri de dimensiuni intermediare ale ambelor specii, deoarece toate necesită semințe de dimensiuni intermediare. În consecință, indivizii cu ciocuri mici și mari au o supraviețuire și o reproducere mai mari pe aceste insule decât indivizii cu ciocuri de dimensiuni medii. Diferite specii de cinteză pot coexista dacă au trăsături - de exemplu, dimensiunea ciocului - care le permit să se specializeze în resurse specifice. Când Geospiza fortis și Geospiza fuliginosa sunt prezente pe aceeași insulă, G. fuliginosa tinde să evolueze un cioc mic și G. fortis un cioc mare. Observația că trăsăturile speciilor concurente sunt mai diferite atunci când trăiesc în aceeași zonă decât atunci când speciile concurente trăiesc în zone diferite se numește deplasarea caracterului. Pentru cele două specii de cinteză, dimensiunea ciocului a fost deplasată: ciocurile au devenit mai mici la o specie și mai mari la cealaltă specie. Studiile despre deplasarea caracterelor sunt importante deoarece oferă dovezi că competiția este importantă în determinarea tiparelor ecologice și evolutive din natură.

Vezi si

Referințe

linkuri externe