Medzidruhová súťaž

Vnútrošpecifická súťaž

Najskôr si musíte uvedomiť, že vnútrodruhová a medzidruhová súťaž sa navzájom nevylučujú. Populácia myší zdieľa svoju stravu s inými živočíšnymi druhmi, ale v populácii myší existuje aj vnútrodruhová konkurencia. Myš, ktorá nájde semeno na lesnom podlaží, bude musieť najskôr tento nález obhájiť proti inej myši a krátko nato proti malému spevavcovi, ktorý je tiež za semenom.

Pokusy Gause

Nechcem tu ísť o matematické modely LOTKY a VOLTERRY pre medzidruhové súťaže, pretože úvahy majú príliš teoretickú povahu a zvyčajne neprichádzajú do úvahy vo voľnej prírode. Zaujímavejšie a poučnejšie sú historické experimenty ruského biológa Georgy GAUSE, ktoré pravdepodobne poznáte zo školských kníh, skúšok alebo skupinovej práce.

Paramecium aurelia a Paramecium caudatum

Z tohto dôvodu považujeme za slávny experiment. Okolo roku 1935 experimentoval Georgy GAUSE s kultúrami paramecia Paramecium.

Grafy demonštrujúce princíp konkurenčného vylúčenia. Paramecium aurelia a Paramecium caudatum rastú dobre jednotlivo, ale keď súťažia o rovnaké zdroje, P. aurelia prekonáva druh P. caudatum. Zdroj: Wikipedia.

Ak on Paramecium aurelia (Eared paramecia) alebo Paramecium caudatum (Tailed paramecia) chovaná v čistých kultúrach, oba druhy vykazovali typický logistický rast, aj keď niekedy boli vážne rozdiely, ako ukazuje nasledujúca tabuľka:

parameter	P. aurelia	P. caudatum
Veľkosť v mikrometroch	120 - 180	180-300
Kapacita K u zvierat/ml	250-270	65-70
Čas dosiahnuť K/2 za dni	2-3	4-5

P. aurelia je podstatne menší ako P. caudatum a násobí sa dvakrát rýchlejšie (čo na obrázku z Wikipédie nemusíte nevyhnutne vidieť). Keďže P. aurelia-Jednotlivci sú menší P. caudatum-Zvieratá, viac zvierat sa môže živiť rovnakým množstvom potravy, a tým aj environmentálna kapacita pre P. aurelia s 250 - 270 jedincami/ml významne väčšími ako pre P. caudatum so 65 - 70 jedincami/ml.

Teraz GAUSE chcel zistiť, ako to bude fungovať, ak bude držať oba druhy Paramecium pohromade v zmiešanej kultúre. Dohodli sa tieto dva druhy alebo si konkurujú? A keď súťažia, konkurencia je taká silná, že jeden druh úplne vytláča druhý?

GAUSE dokázal na poslednú otázku odpovedať jednoznačným „áno“. V prvých dvoch dňoch zmiešanej kultúry obe populácie rástli, ale potom sa usadili P. aurelia, menšie druhy s väčšou rýchlosťou rastu. P. caudatum sa zvýšila na približne 20 zvierat/ml až do 4. dňa, ale potom sa individuálna hustota znižovala čoraz viac, až po približne 16 dňoch nebolo možné zistiť ani jedno zviera.

GAUSE objavil princíp vylúčenia konkurencie: Ekologickú niku nemôžu obsadiť dva druhy na rovnakom mieste a súčasne bez toho, aby došlo k medzidruhovej konkurencii. Jeden z dvoch typov bude prevládať dlhodobo a nahradí druhý. Ak sa menej konkurencieschopný druh nedokáže presunúť do iného ekologického výklenku, bude nakoniec úplne zničený.

Paramecium aurelia a Paramecium bursaria

Krátko nato podnikol podobný pokus aj GAUSE P. aurelia a P. bursaria. P. bursaria je ešte menší ako P. aurelia, ale to nie je rozhodujúci faktor. Oveľa dôležitejšie je to P. bursaria hľadá jedlo na iných miestach v kadičke ako P. aurelia, a to na spodnej časti kadičky, kým P. aurelia vyhľadáva baktérie v pokožke, teda na povrchu vody. Môže tiež P. bursaria aby bola relatívne nezávislá od bakteriálneho zdroja potravy, pretože má zelené riasy ako endosymbionty, ktoré jej môžu dodávať sacharidy.

parameter	P. aurelia	P. bursaria
Veľkosť v mikrometroch	120 - 180	90 - 150
Kapacita K u zvierat/ml	250-270	neznámy
Čas dosiahnuť K/2 v dňoch	2-3	neznámy
Preferované miesto zháňanie potravy	voda- povrch	zem
Ostatné	---	žije v symbióze so zelenými riasami

Údaje o kapacite a rýchlosti rastu pre P. bursaria momentálne bohužiaľ nie sú k dispozícii.

GAUSE teraz uvádza, že obidva typy, Paramecium aurelia a Paramecium bursaria, môže koexistovať. Ani jeden druh úplne nevymaže toho druhého. Dôvod je treba hľadať v tom, že obidva typy rôzne ekologické niky obsadiť: Oba druhy zvierat jedia rovnaké jedlo, konkrétne baktérie, ale Paramecium aurelia hľadať na inom mieste po jedle ako Paramecium bursaria. Podľa modelu N-faktora ekologickej niky (koncept od Hutchinsona) tieto dva druhy tak zaberajú dva rôzne ekologické niky. Okrem toho Paramecium bursaria žije v symbióze so zelenými riasami druhu zoochlorella, takže prežitie nemusí nutne závisieť od potravy baktérií.

Dôležitý Gauseov objav potvrdil zásadu vylúčenia konkurencie: Ak žijú dva druhy v rovnakom ekologickom výklenku, z dlhodobého hľadiska môže zvíťaziť iba jeden druh. Toto sa potom označuje ako „konkurencieschopnejšie“. Naopak, ak dva druhy žijú v rôznych ekologických výklenkoch, môžu oba druhy koexistovať.

Tilmanove pokusy

Okolo roku 1980 TILMAN uskutočnil podobné experimenty s rozsievkami, s Asterionella formosa aSynedra ulna.

Tu limitujúcim faktorom obmedzujúcim rast populácie nebolo množstvo potravy, ale obsah kremíkovej zlúčeniny vo vode. Diatómy sú fotosynteticky aktívne jednobunkové organizmy, ktoré tvoria puzdro vyrobené zo silikagélu. Silikagél je tvrdá zlúčenina kremíka. Na vytvorenie tohto krytu musia byť rozsievky absorbované kremičitany z vody. To je však možné iba vtedy, ak je koncentrácia kremičitanu vo vode istá Minimálna hodnota neklesá pod. Ak sa táto minimálna hodnota nedosiahne, nie je možné, aby riasy absorbovali silikát.

Asterionella formosa a Synedra ulna v čistej kultúre

V čistej kultúre populácie Asterionella formosa a Synedra ulna typický logistický rast, keď je k dispozícii dostatok kremičitanu. Ako riasy rástli, koncentrácia kremičitanu prirodzene klesala, pretože použitý kremičitan nebol počas experimentu nahradený. Pôvodne exponenciálny rast sa pomaly menil na lineárny a nakoniec na stacionárny rast, ako je to bežné pri logistickom raste.

Asterionella formosa a Synedra ulna v zmiešanej kultúre

Ukázala to zmiešaná kultúra dvoch druhov rias Synedra ulna konkurenčnejším typom je vytlačiť ich do 50 dní Asterionella formosa úplne. V tomto experimente mohli konkurenčnejšie druhy jednoducho lepšie využiť zdroj kremičitanu, takže pre menej konkurenčné druhy už nezostalo dosť. Vďaka svojej spotrebe kremičitanov konkurencieschopnejšie druhy znížili koncentráciu kremičitanov pod minimálnu hodnotu pre menej konkurenčné druhy, takže už nemohli absorbovať viac kremičitanov, hoci kremičitan bol stále prítomný.

Učebný materiál:

Interné odkazy:

Vonkajšie odkazy:

• Paramecium (Wikipedia)
• Hospodárska súťaž - princíp vylúčenia
• (Wikipedia)
• Georgy Gause (Wikipedia)

03/11/2012: Stránka bola vytvorená
24. marca 2018: Stránka bola výrazne revidovaná.

Zvlnenie:
Smith, Ecology, 6. vydanie, Mníchov 2009.
Remmert, Ökologie, 5. vydanie, Berlín Heidelberg New York 1992.
Lampert, Sommer, Limnoökologie, 2. vydanie, Stuttgart New York 1999.

---