Борьба с неблагоприятными условиями среды для растений. Борьба за существование в биологии: ее формы и причины

1) В чём особенность внутривидовой борьбы за существование?

2) Что является результатом межвидовой борьбы за существование?

3) Каково эволюционное значение борьбы с неблагоприятными условиями окружающей среды?

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ

Под названием борьбы за существование Ч. Дарвин ввёл в биологию сборное понятие, объединяющее различные формы взаимодействия организма со средой, которые ведут к естественному отбору организмов. Основная причина борьбы за существование – это недостаточная приспособленность отдельных особей к использованию ресурсов среды, например пищи, воды и света. Учёный выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с физическими условиями среды.

Внутривидовая борьба за существование – борьба между особями одного вида. Эта борьба наиболее ожесточённая и особенно упорная. Она сопровождается угнетением и вытеснением менее приспособленных особей данного вида. Например, так происходит конкуренция между соснами в сосновом лесу за свет или самцами в борьбе за самку. В процессе борьбы организмы одного вида постоянно конкурируют за жизненное пространство, пищу, убежища, место для размножения. Внутривидовая борьба за существование усиливается с увеличением численности популяции и усилением специализации вида.

Отношения между видами сложные, так как все виды в природных сообществах взаимосвязаны. Взаимосвязь может быть антагонистической и симбиотической. Так, растения не могут существовать без сожительства с некоторыми видами грибов, бактерий и животных.

Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды проявляется в различных отрицательных воздействиях неживой природы на организмы. Так, на произрастающие в пустынях растения влияет недостаток влаги, питательных веществ в почве и высокая температура воздуха.

Для эволюции значение различных форм борьбы за существование неравноценно. Межвидовая борьба за существование ведёт к совершенствованию одних видов по сравнению с другими. В результате такой борьбы победившие виды сохраняются, а проигравшие вымирают. Внутривидовая борьба за существование вызывает увеличение разнообразия у особей внутривидовых признаков, снижает напряжённость конкуренции за одинаковые ресурсы среды.

Пояснение.

Правильный ответ должен содержать следующие элементы:

1) Борьба между особями одного вида.

2) Уменьшение численности одного из двух видов.

Вытеснение одного вида другим.

3) Борьба с неблагоприятными условиями среды приводит к отбору особей, наиболее устойчивых к данному комплексу физических условий.

а) многих разных видов

Б) двух разных видов

В) двух близких видов

Г) только одного вида

2. По гипотезе Дарвина, материалом для естественного отбора служит:

А) перекрест гомологичных хромосом при делении клеток

Б) случайное расхождение хромосом по гаметам

В) случайное сочетание гамет при оплодотворении

Г) постоянное появление мутаций в организме

3. Под борьбой за существование сторонники гипотезы Дарвина понимают:

А) выживание наиболее сильного организма

Б) конкуренцию с особями своего вида

В) конкуренция с особями других видов

Г) приспособление к условиям среды

4. В борьбе за существование менее

Приспособленные особи:

А) погибают все сразу

Б) не оставляют потомства

В) оставляют меньше потомства, чем более приспособленные

Г) не доживают до половой зрелости и гибнут

5. Дарвин предположил, что разные виды галапагосских вьюрков, питающиеся разной пищей, возникли в результате борьбы:

А) межвидовой б) внутривидовой

В) с условиями среды

Г) с человеком

6. После снежной бури уцелели преимущественно птицы со средней длиной крыла, а длиннокрылые и короткокрылые погибли. В этом случае действует... отбор.

А) движущий б) ликвидирующий

В) стабилизирующий

Г) дизруптивный

7. На зеленом лугу среди зеленых кузнечиков идет отбор по окраске тела, который называют:

А) дизруптивным б) движущим

В) стабилизирующим

Г) фенотипическим

Д) покровительственным

8. Дарвинисты важнейшим фактором эволюции считают:

А) мутационную изменчивость

Б) борьбу за существование

В) естественный отбор наиболее приспособленных

Г) географическую и экологическую изоляцию

Д) дрейф генов и популяционные волны

9. В борьбе за существование самым необходимым свойством вида

Эволюционисты считают способность:

А) адаптации к условиям среды

Б) к интенсивному спариванию

В) оставлять многочисленное потомство

Г) конкурировать с другими видами

10. Основные причины борьбы за существование в пределах популяции:

А) большая численность особей

Б) меняющаяся численность особей

В) меняющиеся условия среды

Г) неблагоприятные условия среды

Д) ограниченность кормовой базы

Е) естественный отбор

11. Борьба за существование может привести к:

А) вытеснению одного вида другим

Б) взаимной приспособленности видов в одном ареале

В) территориальному разобщению видов

Г) естественному отбору наиболее приспособленных

12. Неоднородность популяции - это фактор:

А) благоприятный для выживания

Б) вредящий выживанию

В) безразличный для выживания

Г) зависящий от саморегуляции

13. Что правильно?

А) взаимопомощь и сотрудничество свойственны только людям

Б) согласно Библии, раньше животные друг друга не поедали

В) адаптивная изменчивость связана с мономорфными генами

Г) естественный отбор стабилизирует генофонд популяции

Борьба за существование - сложные и многообразные взаимоотношения особей внутри вида, между видами и с неблагоприятными условиями неживой природы. Ч. Дарвин указывает, что несоответствие между возможностью видов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов - главная причина борьбы за существование.

Борьба за существование бывает трех видов:

1. Внутривидовая - приводит к сохранению популяции и вида за счет гибели или неучастия в размножении наименее приспособленных особей данного вида.

Примеры:

• борьба за территорию
• состязание за добычу
• внутривидовой каннибализм
• борьба за главенство в стае
• борьба за обладание самкой

Внутривидовая борьба является самым жестоким видом борьбы, так как особи конкурируют между собой за одинаковые условия существования, одинаковые источники питания, одинаковые возможности размножения. Результатом этой борьбы является преимущественное право на размножение более приспособленных особей и гибель менее приспособленных.

2. Межвидовая - приводит к победе более жизнеспособных особей или популяции одного вида над менее жизнеспособной особью или популяцией другого вида.

Примеры:

Межвидовая - это пример прямой борьбы за существование. Кроме указанных примеров между представителями различных видов может идти борьба за экологическую нишу. При этой борьбе никто, никого напрямую не уничтожает, но менее приспособленные к условиям существования оказываются без источника пищи, подходящей территории для размножения. В результате менее приспособленные популяции погибают.

3. Борьба с неблагоприятными условиями неживой природы - приводит к выживанию в изменившихся условиях неживой природы наиболее приспособленных особей, популяций и видов.

Примеры:

• сезонная смена меха (линька) у млекопитающих
• летняя и зимняя спячка у животных
• сезонные перелеты птиц
• видоизменение листьев

Борьба с абиотическими факторами проходит в природе постоянно, так как не бывает в природе абсолютно стабильных условий. Условия среды постоянно меняются и организм вынужден либо приспосабливаться к ним, либо погибнуть.

Естественный отбор - движущий фактор эволюции. Он заключается в том, что в борьбе за существование сохраняются и оставляют потомство особи наиболее приспособленные и погибают менее приспособленные. Хорошо изучены различные формы отбора:

1. Движущий отбор - обеспечивает приспособленность популяции и вида к однонаправленному изменению среды обитания. В результате этой формы отбора отбраковываются особи со средним и одним из крайних проявлений признака. Выживают и размножаются особи с другим крайним проявлением признака.

Примеры:

• потемнение крыльев у бабочек пядениц в связи с промышленным загрязнением
• появление вредителей, устойчивых к действию яда

2. Стабилизирующий отбор - обеспечивает сохранение приспособленности популяции к относительно стабильным условиям существования. Отбраковываются особи с двумя крайними проявлениями признака. Выживают и размножаются особи со средним проявлением данного признака.

Примеры:

• соответствие частей цветка у растения данного вида размерам конкретного вида насекомого-опылителя
• кистеперые рыбы и крокодилы практически не изменились миллионы лет

3. Разрывающая форма или дизруптивный отбор - обеспечивает адаптацию различных группировок особей в популяции к разным комплексам условий среды. Отбраковываются особи со средним проявлением признака. Выживают особи, имеющие любое из двух крайних проявлений данного признака.

Примеры:

• образование бескрылых и длиннокрылых островных насекомых (остальные сдуваются ветром в море и тонут)
• формирование многих вариантов окраски внутри конкретной популяции у травяной лягушки (полиморфизм)

Для нормального существования любого вида необходимо постоянное воспроизведение его структурных единиц (популяций), а существование популяций напрямую зависит от размножения особей ее составляющих. Именно особи являются элементарными (наименьшими) единицами отбора. В результате естественного отбора отбирается не какой-либо признак, а весь генотип в целом.

Ведь конечным результатом отбора является: с одной стороны - преимущественное право на размножение, а с другой стороны, рано или поздно, - гибель организма, и соответственно уничтожение его генов из популяции вида в целом.

Как вы знаете, искусственный отбор на основе наследственной изменчивости приводит к созданию пород и сортов, приспособленных к хозяйственным интересам человека. Чарльз Дарвин поставил вопрос: не существует ли и в природе процесс отбора, создающий организмы, приспособленные к условиям жизни?

Интенсивность размножения

Чарльз Дарвин обратил внимание на способность всех живых существ производить большое количество потомков. Например, самка аскариды дает 200 тыс. яиц в сутки, серая крыса - 5 пометов в год, в среднем по 8 крысят, достигающих половозрелости с трех месяцев; в одном плоде кукушкиных слезок не менее 186 300 семян.

Если бы в популяции все особи каждого последующего поколения выживали и размножались, то каждый вид заселил бы все пригодные для него места на Земле.

Формы борьбы за существование

Особей в популяции появляется во много раз больше, чем может существовать на занимаемой ею территории. Несоответствие между численностью появляющихся в популяции особей и средствами к их жизни неизбежно приводит к борьбе за существование.

Под выражением «борьба за существование» понимают сложные и многообразные отношения особей внутри видов, между видами и с неорганической природой, имея в виду не только жизнь одной особи, но прежде всего ее плодовитость и успех в обеспечении себя потомством. Лишь в некоторых случаях борьба за существование выражается в прямой схватке: хищники грызутся из-за добычи или хищник сражается с жертвой.

Дарвин различал три формы борьбы за существование : внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями неорганической природы.

Внутривидовая борьба за существование происходит между особями одной популяции любого вида. Эта форма борьбы наиболее напряженная, так как особи одной популяции нуждаются в одинаковой пище, одинаковых убежищах, подвергаются одинаковым опасностям. Примерами внутривидовой борьбы могут быть состязание между хищниками за добычу, соперничество из-за территории, из-за самки и т. д.

Яркую картину внутривидового состязания можно видеть в популяции одновозрастного хвойного леса (см. рисунок 6). Самые высокие деревья широко раскинутыми кронами улавливают основную массу солнечных лучей; их мощная корневая система поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами в ущерб более слабым соседям. Деревья-победители подавляют рост и развитие других деревьев, вызывают их засыхание и гибель, сами же образуют множество семян.

Отношения особей в популяциях, а следовательно, внутри вида многообразны, сложны и противоречивы. В конечном счете они большей частью служат сохранению популяции и вида. Видовые приспособления, полезные для всей популяции, могут быть вредными для отдельных особей и даже явиться причиной их гибели. Чайки при избыточной численности потомства уничтожают часть птенцов: поедают их или ударом в голову заставляют отрыгивать пищу, которую сразу вслед за этим схватывают взрослые птицы. Иногда синицы затаптывают в подстилку гнезда 1-2 птенцов.

При чрезмерном увеличении численности особей внутривидовая борьба в популяции обостряется. Это бывает вызвано ухудшением кормовых условий, слишком высокой плотностью населения и т. д. В таких случаях плодовитость особей в популяции снижается; нередко вспыхивают эпидемии, приводящие к массовой гибели особей и снижающие численность популяции.

Существует ряд приспособлений, которые помогают особям одной популяции избежать прямого столкновения между собой. Бурый медведь обозначает границы участка, на котором добывает себе пищу, царапинами на деревьях. Волк помечает свой индивидуальный кормовой участок мочой. Самцы синицы, зяблика возвещают о занятии участка песней. Животные избегают нарушений границ чужих участков. В популяции у животных одного вида можно встретить взаимопомощь и сотрудничество: совместное выкармливание, воспитание и охрану потомства (например, в семьях пчел, табуне лошадей).

Таким образом, внутривидовая борьба сопровождается понижением плодовитости и гибелью части особей вида. Однако в целом это способствует совершенствованию вида в течение многих поколений в направлении большей приспособленности к среде обитания, к факторам, вызывающим эту борьбу.

Межвидовая борьба за существование наблюдается между популяциями различных видов. Она протекает обычно очень остро, если виды нуждаются в сходных условиях и относятся к одному роду. Серая и черная крысы - разные виды одного рода. В поселениях человека в Европе серая крыса совершенно вытеснила черную крысу, которая теперь встречается в лесных районах и пустынях. Серая крыса крупнее, лучше плавает и, главное, агрессивнее и потому в схватках с черной одерживает верх. Быстрое размножение дрозда-дерябы в некоторых частях Шотландии повлекло за собой сокращение численности другого вида - певчего дрозда. В Австралии обыкновенная пчела, которую привезли из Европы, вытесняет маленькую туземную, не имеющую жала.

В лесу под защитой светолюбивых пород - сосны, березы, осины - сначала хорошо развиваются всходы ели, которые вымерзают на открытых местах, но потом по мере смыкания крон молодых елей всходы светолюбивых пород гибнут.

Межвидовая борьба за существование включает одностороннее использование одного вида другим, так называемые отношения типа «хищник - жертва» (рыбы поедают планктон). Однако примеры борьбы за существование не сводятся к борьбе в прямом смысле слова. Так, формой борьбы за существование в широком понимании являются и благоприятствование одного вида другому без ущерба для себя (птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена), взаимное благоприятствование разных видов друг другу (цветки и их опылители).

В лесу, где столь ярки проявления биологического состязания, наблюдается и польза от совместного произрастания растений. Здесь по сравнению с открытыми местами создается свой тепловой, водный и воздушный режим: менее резкие колебания температуры, более высокая относительная влажность; под пологом деревьев верхних ярусов произрастают теневыносливые кустарники, травы, мхи, напочвенные водоросли.

Борьба с неблагоприятными условиями наблюдается в любой части ареала вида в тех случаях, когда внешние условия среды ухудшаются, например: при суточных и сезонных колебаниях температуры или влажности, а также всюду, где особи оказываются в условиях излишнего тепла или холода, сухости или влажности. Про растение в пустыне говорят, что оно «борется с засухой». При продвижении на север или при подъеме в горы в неблагоприятных климатических условиях встречаются зачахшие деревья и кустарники, хотя никакие другие растения их не теснят.

Борьба с неблагоприятными условиями также имеет большое значение для эволюции, так как она обостряет внутривидовую борьбу. Так, при недостатке тепла, питательных веществ между особями в популяции растений обостряется борьба за эти факторы. Победителями оказываются наиболее жизнеспособные (у них более интенсивно протекают физиологические процессы, обмен веществ). Если эти биологические особенности передаются по наследству, они в конечном счете приводят к совершенствованию вида.

Использование человеком сложных взаимоотношений в живой природе

Учение о борьбе за существование служит научной основой для решения многих вопросов практики, например для разработки биологического метода борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. При установлении севооборотов соблюдают правильное чередование культур на полях, с учетом их отношения к почве, к воде, вредителям, болезням и пр. То же самое делают при искусственных лесопосадках (из дуба, березы, бука и др.), например вносят гифы грибов в почвы, лишенные их. Образующаяся микориза - симбиоз мицелия гриба и корней дерева - доставляет дереву влагу и питательные вещества из почвы, обеспечивая нормальный рост.

Что происходит, когда два одинаковых вида, которые потребляют одни и те же ресурсы, занимают одно и то же пространство? В этом случае можно наблюдать что-то наподобие экологической битвы. Межвидовая борьба неизбежно возникает при увеличении плотности похожих популяций в одном определенном месте обитания.

Взаимодействия в экосистеме

В экологии сообщество является биотическим компонентом экосистемы. Различные виды могут жить в одной и той же области и взаимодействовать друг с другом. Существует три основных типа взаимодействия сообщества:

Борьба за существование

Данная концепция касается конкуренции или битвы за ресурсы, необходимые для жизни. Она может относиться к человеческому обществу или к живой природе. Концепция эта древняя, и термин "борьба за существование" использовался в конце 18-го века.

Чарльз Дарвин использовал это выражение в более широком смысле и выбрал этот термин как заголовок третьей главы в своей работе «О происхождении видов», опубликованной в 1859 году. Идея борьбы за существование использовалась в нескольких дисциплинах. Она стал популярной в середине 19 века благодаря работам Мальтуса, Дарвина, Уоллеса и других. Самое популярное использование данного понятия - это объяснение теории естественного отбора.

Историческое развитие

Концепция борьбы за существование восходит к древности: Гераклит из Эфеса писал о том, что борьба является отцом всего, и Аристотель в «Истории животных» заметил, что "существует вражда между животными, которые обитают в тех же местах или где существуют та же пища. Если средства к существованию сократятся, особи подобного рода будут сражаться за них". Рост населения также может быть причиной межвидовой борьбы. Что будет, если вылупить каждое яйцо, выращенное курицами за 30 лет? Наверняка было бы достаточное количество птиц, чтобы покрыть всю поверхность Земли. Поэтому необходимо и правильно, чтобы животные охотились друг на друга.

Баланс воюющей природы

Естественное богословие продолжило более раннюю тему гармоничного баланса между растениями и животными. В конце 18-го века натуралисты видели борьбу за существование как часть упорядоченного баланса природы, но они все чаще признавали ярость борьбы, а летопись окаменелостей время от времени сотрясала идеи постоянной гармонии. Карл Линней видел общий доброжелательный баланс, но также показывал, что планета быстро заполнилась бы одним видом, если бы он воспроизводился беспрепятственно.

Межвидовая конкуренция

Лев и гиена являются двумя разными видами, имеющими одну и ту же экологическую нишу и, таким образом, конкурируют друг с другом.
Межвидовая борьба в области экологии представляет собой форму конкуренции, в которой индивидуумы разных видов сражаются за одни и те же ресурсы в экосистеме (например, в пищевой или жилой зоне).

Леопарды и львы также могут находиться в состоянии межвидовой конкуренции, так как оба вида питаются одной и той же добычей и могут отрицательно влиять на присутствие другого. Примеры межвидовой борьбы не ограничиваются одним только животным миром. Если одни деревья в густом лесу растут выше, чем другие, они способны поглощать больше солнечного света. Тем не менее, этот ресурс, хоть и в меньшем количестве, доступен для более низких собратьев.

Конкуренция является лишь одним из многих взаимодействующих биотических и абиотических факторов, влияющих на структуру сообщества. Более того, это прямое взаимодействие. Межвидовая конкуренция имеет потенциал для изменения популяций, сообществ и эволюции взаимодействующих видов. На уровне отдельных организмов и целых популяций эта борьба может привести к самым разным результатам, в том числе изгнание проигравшего вида, частичное или полное его истребление или дифференциация земельных владений.

Типы межвидовой конкуренции

Какая бывает межвидовая борьба? Виды, описанные здесь, могут также применяться к внутривидовой конкуренции, кроме того, любой конкретный пример межвидовой конкуренции может быть описан как с точки зрения механизма, так и результата.

По своему механизму выделяют следующие типы борьбы:

Отношения между видами сложные, так как все они взаимосвязаны в природных сообществах. Межвидовая борьба оказывает большое влияние на их состав и структуру. Разделение нитей видов, локальное вымирание и конкурентное исключение - это лишь некоторые из возможных последствий.