Екологічні правила Бергмана і Аллена. Біотичні фактори. Внутрішньовидові стосунки
Екологічні правила Бергмана і Аллена
Деякі морфологічні адаптації увійшли в ранг екологічних правил. Вони носять статистичний характер і звичайно мають винятки.
Правило Бергмана. Якщо два систематично близьких види теплокровних тварин відрізняються розмірами, то більш великі мешкають у більш холодному, а малі — в більш теплому кліматі. Оскільки втрата тепла відбувається через поверхню тіла, то чим більша за розмірами тіла тварина, тим менше відношення — поверхня/об'єм.
У геометричних фігур, що мають однаковий об'єм, найменшу поверхню має куля. Тваринам вигідно мати масивне тіло, що наближається до кулі. Наприклад: найбільші за розмірами пінгвіни (імператорський пінгвін, висота 1,2 м, вага 34 кг) мешкають в Антарктиді. Найменший, 50 см заввишки, мешкає на Галапагоських островах під самим екватором. Правило Бергмана має винятки, якщо види різняться іншими пристосуваннями до терморегуляції.
Правило Аллена. У ссавців, що мешкають в районах з холодним кліматом, спостерігається значне зменшення частин тіла, що виступають (вуха, хвіст, шия, лапи; тіло стає більш приземкуватим). Наприклад: порівняйте за зовнішнім виглядом лисичку — Фенька (мешкає в пустелях і напівпустелях), руду лисицю (мешкає в наших широтах) та песця (мешкає на півночі). Песець має більш короткі вуха, лапи, хвіст.
Біотичні фактори
Ключові слова: внутрішньовидові й міжвидові стосунки, конкуренція, паразитизм, хижацтво, аменсалізм, коменсалізм, симбіоз, мутуалізм, екологічна ніша.
Розглянемо деякі поняття. Біотичні фактори — сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших. Так, хижаки впливають на чисельність жертв, а паразити — на чисельність хазяїв.
Біотичне середовище — це безпосереднє живе оточення організму. Для кожного виду біотичне середовище має свій визначений видовий склад, який утворює угруповання.
Рис. 6. Залежність особин, що вижили, від щільності:
а — кількість особин, що вижили, не залежить від щільності;
б — кількість особин, що вижили, залежить від щільності;
в — кількість особин, що вижили, дуже залежить від щільності
Усі біотичні зв'язки між організмами можна поділити на дві великі групи:
- внутрішньовидові стосунки;
- міжвидові стосунки.
Внутрішньовидові стосунки
Внутрішньовидові стосунки — різні типи відношень, що складаються між особинами одного виду.
Внутрішньовидова конкуренція
Одним з них є внутрішньовидова конкуренція. Це суперництво між особинами одного виду за життєво важливі ресурси. Конкуренція між особинами одного виду може зменшувати виживаємість і плодючість тварин, вона тим сильніша, чим більша щільність (рис. 6). Конкуруючі особини не рівноцінні, оскільки мають різний генотип. Така взаємодія асиметрична.
Може бути інша ситуація, коли чисельність особин, що вижили, досягає постійного рівня й тримається на цьому рівні незалежно від щільності (рис. 7).
Рис. 7. S-подібний ріст чисельності популяції
Внутрішньовидова конкуренція може регулювати чисельність популяції (рис. 8).
Рис. 8. Залежність між смертністю, народжуваністю й щільністю популяції:
1 — питома народжуваність;
2 — питома смертність;
К — щільність популяції, за якої смертність і народжуваність перебувають у рівновазі.
За щільності більше ЛГ смертність зростає, за щільності менше зростає народжуваність.
Внутрішньовидова конкуренція може сприяти збільшенню пристосованості організмів за рахунок збільшення різноманіття ресурсів, які використовує популяція. З'являються особини, які використовують неоптимальну територію (рис. 9).
Рис. 9. Зростання градієнта ресурсів в залежності від щільності популяції
Внутрішньовидова конкуренція може проявлятись у територіальній поведінці, що збільшує шанси вижити, а також соціальній ієрархії (розподілення особин на домінантні та підлеглі).
Одним з розповсюджених видів внутрішньовидової взаємодії є ефект групи та масовий ефект.
Ефект групи
Ефект групи — це оптимізація фізіологічних процесів, яка веде до підвищення життєздатності під час об'єднання тварин одного виду в групи. Він проявляється як психофізіологічна реакція окремої особини на присутність інших особин свого виду. Спостерігається прискорення темпів росту тварин, підвищення їх плодючості, швидке виникнення умовних рефлексів, збільшення середньої тривалості життя індивідуума. Поза групою в деяких тварин навіть не реалізується плодючість. Наприклад, голуби деяких порід не відкладають яйця, якщо не бачать інших птахів. Досить поставити перед самкою дзеркало, щоб вона почала яйцекладку (Чернова, 1986).
Масовий ефект
Термін «масовий ефект» запропонував Грассі. Це перенаселення середовища існування особинами одного виду. Масовий ефект має негативні наслідки для тварин. Досліди Т.Парка на малому борошняному хрущакові показали, що існує щільність популяції, за якою число яєць, які відкладає самка, досягає максимуму. А далі плодючість зменшується. У борошні накопичуються екскременти, токсичні виділення. Збільшується термін личиночної стадії. Може з'явитись канібалізм. Це і є прояв масового ефекту. Р. Чепман (США) назвав його ефектом самообмеження.