Юлия Фрол

Борьба за существование это не просто борьба. Организм может одержать победу во многих боях, выжить в ужасных климатических условиях, только все будет напрасно, если он не оставит потомство. Есть особи, которые успешно справляются с нахождением пропитания, живут в неплохих условиях, не имеют врагов и конкурентов, но не размножаются. Как говорится: «Не хочешь – не надо». Победит в борьбе тот, кто выживет и оставит потомство. Если животное прожило счастливую жизнь, но не оставило потомство, то оно выбывает из игры. Как мы знаем, родители передают потомкам гены, которые помогают им выжить в этой борьбе. Но что если каждый организм будет успешно размножаться? Что если каждое существо окажется победителем?

«В своем естественном состоянии почти каждое взрослое растение ежегодно приносит семена, а среди животных найдется немного таких, которые не спариваются ежегодно. Отсюда мы с уверенностью можем утверждать, что все растения и животные имеют тенденцию численно возрасти в геометрической прогрессии, что они быстро заполнили бы все стации, в которых могут так или иначе существовать, и что эта тенденция к увеличению численности в геометрической прогрессии может быть сдержана потреблением в каком-нибудь периоде жизни», - пишет Ч. Дарвин.

Экспоненциальное увеличение численности как потенциальная возможность роста популяции возможна при отсутствии негативных факторов. Практически в отсутствии борьбы за что-либо. В жизни экспоненциального увеличения численности не наблюдается в связи с ограниченностью ресурсов и других сдерживающих факторов. Существуют инвазионные виды, которые успешно и с большой скоростью размножаются.

До сих пор актуален в новостях различных областей России случаи с американским кленом, который был назван нарушителем дорожной безопасности, так как быстро распространяется вдоль дорог. Завезено растение было в 1796 году из Америки. Клён ясенелистный был описан в книге Виноградова Ю. К. «Чёрная книга флоры Средней России»[1]. Растение признано уже давно инвазионным, которое угрожает биологическому разнообразию. Оно выигрывает в борьбе за ресурсы, так как быстро образует многоярусные заросли. Если оно побеждает, почему до сих пор не заполонило каждый пустой участок земли? Даже если клен и имеет преимущество перед многими другими видами, но это не отменяет борьбу с неблагоприятными условиями и наличием других лимитирующих факторов.

Как теперь мы знаем, существуют две модели популяции: S-образная и J-образная. В обеих моделях наблюдается в начале роста экспоненциальная фаза. Но она не продолжительна, так как ресурсы ограничены. Это подтверждает слова Дарвина о том, что особи имеют тенденцию к увеличению численности в геометрической прогрессии. Какие лимитирующие факторы сдерживают этот рост?

«Причины, сдерживающие естественную тенденцию каждого вида к повышению численности, крайне темны», - пишет Ч. Дарвин. Он выделяет несколько причин, являющихся лимитирующими факторами, такие как: количество пищи, климат, борьба между паразитом и жертвой, количество хищников, отстрелы животных.

За последнее время лимитирующих факторов не добавилось. Резкие изменения климата, влекущие за собой изменение кормовой базы, не потеряли своей роли. Скорее всего, некоторые факторы обострились, например, антропогенный фактор. В книге «Охрана птиц в России: проблемы и перспективы»[2], в которой собраны материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 20-летию Союза охраны птиц России (Москва, 7–8 февраля 2013 г.), была работа посвященная фотографированию птиц. А.А. Караваев рассмотрел фотографирование птиц, как лимитирующий фактор, снижающий их численность. В статье автор пишет, что при увеличении количества фотоанималистов и не соблюдении определенных правил, фотографирование может вызвать беспокойство у птиц в гнездовой период, что может нанести урон колонии. Были проведены наблюдения за колонией сипов и замечено уменьшение количества гнездящихся пар. Гнезда были оставлены без присмотра, а вороны склевали яйца. Видимо люди спугнули птиц.

Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды, борьба внутри- и межвидовая – все это относится к борьбе за существование. Все 3 типа борьбы были выделены Чарльзом Дарвином.

«Известно много случаев, показывающих, как сложны и неожиданны препятствия и отношения между органическими существами…», - с этих слов Ч. Дарвин приводит различные примеры таких случаев.

Отношения между органическими существами могут быть не только в виде борьбы. Они могут быть положительными, отрицательными или нейтральными. Поэтому существуют различные типы отношений между разными организмами такие как: симбиоз, нейтрализм, аменсализм, комменсализм, протокооперация, конкуренция, мутуализм, хищничество, паразитизм.

Что касается межвидовой борьбы, это отношения между хищником и жертвой, паразитом и хозяином. Чтобы не пересказывать примеры Дарвина, напишу о большой синице. Ее универсальный клюв позволяет не только склевывать семена растений и различных жучков, но и убивать других птиц. Но что не сделаешь ради выживания в голодные времена. В 2009 году была опубликована статья[3], в которой говорится, что синицы при недостатке корма охотятся на нетопырей. Они нападают на них, пока те отходят от спячки (в это время они практически неподвижны). Птицы реагируют на звуки, издаваемые летучими мышами, выходящими из зимней спячки, хотя данные звуки для них считаются слишком высокими.

Естественно, что не все популяции синиц охотятся на летучих мышей, но те, кто приспособились к этому, имеют больше шансов выжить в голодную зиму и оставить потомство.

Межвидовая борьба также может возникать, если у организмов сходные пищевые ресурсы. Так в одном эксперименте было показано, что паук (R. Rabida) может отрицательно повлиять на росянок (Drosera capillaris)[4]. Пауки плетут больше паутины, когда находятся вблизи от росянок. Это объясняется конкуренцией за насекомых. Заголовок этой статьи звучит как: «Доказательство конкуренции между плотоядными растениями и пауками». Серьезное заявление. В заключении авторы пишут, что еще требуется дальнейшее проведение работы, чтобы понять смысл полученных выводов. Нет. Растение не съедает обидчика, оно угнетается в связи с недостатком пищи.

Яркий пример положительных взаимоотношений – это симбиоз. В последнее время вышло много статей изучающих влияние арбускулярного микоризного симбиоза на жизнедеятельность растений.

Арбускулярная микориза(AM) – симбиотическая ассоциация между большинством сосудистых растений и грибками отдела Glomeromycota[5].

В одном из исследований изучали влияние симбиоза на физиологические особенности люцерны усечённой при моделировании ночного увеличения температуры, что является одним из возможных последствий глобального потепления[6]. Увеличение ночной температуры уменьшало рост растений, корневую биомассу и т.д. Одним из более выраженных эффектов микоризальной колонизации, было увеличение роста корней при ночном нагревании. Также было выявлено, что симбиоз и повешенная ночная температура совместно регулируют метаболизм сахара. Арбускулярная микориза смягчила негативные эффекты повышения температуры и сделала растение более устойчивым к потеплению климата.

Внутривидовая конкуренция считается самой ожесточенной, так как у видов схожие потребности и ограниченное количество кормовой базы.

Об этом также пишет Ч. Дарвин: «Так как виды одного рода обычно, хотя и не всегда, сходны в свою привычках и конституции и всегда сходны по строению, то, вообще говоря борьба между ними, если только они вступают в конкуренцию друг с другом, будет более жестокой, чем между видами различных родов».

В 2009 году Йельский университет опубликовал статью[7], в которой показано, что внутривидовая борьба трипаносом может положительно влиять на хозяина – человека и животных. Ученые получили трансгенные штаммы простейшего Trypanosoma brucei. Мышей заражали каждым штаммом отдельно и смесью из двух штаммов. Результаты ученых показывают сильное взаимное конкурентное подавление коинфекции штаммов T. Brucei в начале заражения. Это взаимное подавление изменяет динамику паразита и уменьшает влияние инфекции на хозяина. Коинфекция с менее вирулентным штаммом повысила выживаемость на 15%, что связано с подавление плотности более вирулентного штамма на 33%.

Идет постоянная борьба между паразитом и хозяином. Происходит непрерывная «гонка вооружений». Были проведены исследования с рачками-дафниями и бактериях Pasteuria[8]. «Оживляли» яйца дафний и заражали рачков бактериями из разных слоев донных отложений. Таким образом оценивалась инфекционность бактерий. Наибольшая инфекционность оказалась у «современных» паразитов – 65%, а будущих – 57%. Результаты сравнимы с «бегом на месте», которые были подтверждены коэволюционной моделью. Так как, в любой момент инфекционность бактерий будет не сильно отличаться. Чтобы объяснить «гонку вооружений» Ли ван Вален предложил гипотезу, которая называется «гипотезой Черной Королевы» (The Red Queen Hypothesis). В которой говорится, что виду необходимо постоянно изменяться и адаптироваться, чтобы выжить в постоянно эволюционирующем вместе с ним биологическом мире.

Как мы видим, виды постоянно находятся в непростых взаимоотношениях. Организмам приходится адаптироваться к изменяющейся среде и изменяться вместе с ней. Но не все организмы охотно ввязываются во внутривидовую и межвидовую борьбу. Многие пытаются избежать ее или скорее ослабить. Поэтому особи стремятся занять разные экологические ниши, и возникает территориальность. Многие виды живут группами, и между ними возникает сложная социальная организация.

Различные симбиотические, взаимовыгодные отношения или способы сгладить «напряжение», все равно ни как не исключает борьбы за существование.

Чарльз Дарвин применял термин «борьба за существование» в широком смысле, « включая сюда зависимость одного существа от другого, а также включая (что еще важнее) не только жизнь особи, но и успех в оставлении потомства».

Как мы видим все это не просто борьба – это сложные взаимоотношения между организмами. Выигрывает тот, кто успешно адаптируется к окружающим условиям среды, успешно избегает опасные для жизни ситуации и оставляет жизнеспособное потомство.

Источники:

• 1. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Черная книга флоры Средней России: Чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. — ГЕОС Москва, 2010. — С. 502.

  2. Охрана птиц в России: проблемы и перспективы. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 20-летию Союза охраны птиц России (Москва, 7—8 февраля 2013 г.) / Отв. ред. Г.С. Джамирзосв -Москва - Махачкала, 2013. - 368 с.

  3. http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/early/2009/09/08/rsbl.2009.0611

  4. http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/277/1696/3001

  5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Арбускулярная_микориза

  6. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00572-014-0595-2#Sec9

  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20120806

  8. Ellen Decaestecker et al. Host–parasite 'Red Queen' dynamics archived in pond sediment // Nature. 2007. V. 450. P. 870–873.