Konkurencja międzygatunkowa

Konkurencja oznacza interakcję dwu organizmów ubiegających się o to samo. W ekologii za konkurencję międzygatunkową uważa się każdą interakcję między dwiema lub większą liczbą populacji różnych gatunków, która na wzrost i przeżycie wpływa niekorzystnie. Konkurencja zmierza do ekologicznego rozdzielenia blisko spokrewnionych lub też podobnych do siebie pod innymi względami gatunków , co znane jest jako zasada konkurencyjnego wykluczania się.

Ekologowie, genetycy czy ewolucjoniści wiele już pisali na temat konkurencji. Zazwyczaj słowa "konkurencja" używa się w odniesieniu do sytuacji, w których wpływ ujemny wynika z niedoboru zasobów środowiska, z których korzystają oba gatunki. Nie obejmuje ona bardziej bezpośrednich wpływów wzajemnych, takich jak obustronnie drapieżnictwo lub wydzielanie do środowiska szkodliwych substancji. Ten ostatni typ oddziaływania umieszcza się w innej kategorii, mimo iż nie ma ogólnie przyjętego terminu dla oznaczenia tych typów interakcji. Międzygatunkowe chemiczne nośniki lub allelochemiczne substancje które uzbrajają jeden gatunek przeciw drugiemu, zostały nazwane substancjami allelopatycznymi lub antagonistycznymi allomonami. Takie terminy, jak konkurencja, biocenoza, populacja, które są powszechnie używane nie tylko w nauce, ale i mowie potocznej, powinny być ściśle określone, ale należy pozostawić ich szeroki zakres znaczeniowy. Można zawęzić znaczenie danego terminu, dodając odpowiedni przymiotnik lub jakieś inne określenie. Wydaje się, że w ten sposób uniknęłoby się nieporozumień. Możemy też przeprowadzić podział ilościowy zależnie od nasilenia działania czynnika ograniczającego, jak to posługując się modelami uczynił Philipp.

Konkurencyjne oddziaływanie na siebie dwu populacji może dotyczyć przestrzeni, pokarmu, składników mineralnych, światła, działania produktów metabolizmu, przydatności na działanie drapieżców, chorób itp. oraz wielu innych typów mutualistycznych interakcji. Konkurencja budzi ogromne zainteresowanie i jest intensywnie badana jako jeden z mechanizmów doboru naturalnego. Konkurencja międzygatunkowa, jak to już wiemy, bez względu na typ oddziaływania powoduje zrównoważone dopasowanie się obu gatunków lub też doprowadza do tego, że jedna populacja zastępuje drugą albo zmusza ją do zajęcia innego miejsca w przestrzeni lub do korzystania z innego pokarmu. Obserwuje się, iż blisko spokrewnione organizmy o podobnym zachowaniu się lub podobnej formie życiowej zwykle nie występują razem w tych samych miejscach. Jeśli zdarza się jednak, że występują razem, to korzystają z różnego pożywienia, mają różne okresy aktywności lub w jakiś inny sposób zajmują nieco odmienne nisze. Proszę zwrócić uwagę na to, że nisza obejmuje nie tylko przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm, ale również jego miejsce w biocenozie, przez co się rozumie źródło energii, okres aktywności itd. Dwa różne gatunki nie mogą oczywiście mieć dokładnie tej samej niszy. Istnieją jednak gatunki, zwłaszcza blisko z sobą spokrewnione, które są do siebie podobne (mają podobne cechy morfologiczne i fizjologiczne), tak iż istotnie mają te same wymagania w stosunku do niszy. Ostra konkurencja zachodzi również i wtedy, gdy nisze pokrywają się tylko częściowo. W każdym razie badania eksperymentalne i obserwacje wykazały, że zasada – jeden gatunek w jednej niszy – jest słuszna w dużym procencie wypadków. Powszechnie obserwowane zjawisko ekologiczne separacji gatunków ściśle ze sobą spokrewnionych (lub tylko podobnych do siebie) zostało określone jako zasada konkurencyjnego wykluczania się lub zasada Gausego, rosyjskiego biologa, który pierwszy potwierdził tę zasadę doświadczalnie.

Jedynymi z najbardziej wszechstronnych i długotrwałych doświadczeń w zakresie międzygatunkowej konkurencji są prace prowadzone przez zespół prof. dr Thomasa Parka na Uniwersytecie w Chicago. Zespół ten pracuje nad chrząszczami mącznymi, zwłaszcza należącymi do rodzaju Tribolium. Te małe chrząszcze mogą przebyć cały cykl życiowy w bardzo prostym i homogenicznym środowisku, a mianowicie w słoju pszennej mąki lub otrąb. W tym przypadku mąka jest zarówno pokarmem, jak i środowiskiem dla larw i dla osobników dorosłych. Populacja chrząszczy może trwać długo, jeśli w regularnych odstępach czasu dodaje się nowej pożywki. Używając terminologii ustalonej dla zjawiska przepływu energii, ten eksperymentalny układ można określić jako ustabilizowany heterotroficzny ekosystem, w którym przypływ energii z pokarmem równoważy jej straty związane z metabolizmem. Jest to ekosystem sztuczny, ale jego znaczenie praktyczne polega na tym, że przyczynić się może do zmniejszenia szkód powodowanych przez chrząszcze mączne w magazynowanym zbożu.
Na podstawie tych badań stwierdzono, że nieodmiennie, wcześniej czy później, jeden z gatunków eliminuje drugi, przy czym gatunek eliminujący przeżywa, jeśli dwa różne gatunki Tribolium umieści się razem w homogenicznym mikrosystemie. Jeden gatunek zawsze zwycięża, czyli innymi słowy, dwa gatunki Tribolium nie mogą być razem w tym szczególnym ekosystemie, który a priori zawiera tylko jedną niszę dla chrząszczy mącznych, względna liczebność osobników każdego gatunku na początku (tj. zagęszczenie początkowe) nie wpływa na ostateczny rezultat, ale warunki klimatyczne ekosystemu mają ogromny wpływ na to, który z gatunków ostatecznie zwycięży. W warunkach wysokiej temperatury i wilgotności zawsze zwycięża jeden gatunek, podczas gdy drugi zawsze zwycięża w warunkach chłodnych i suchych, mimo że każdy z gatunków może żyć nieskończenie długo w każdym z sześciu eksperymentalnych "klimatów", o ile jest sam w hodowli. W pośrednich warunkach istnieje pewne prawdopodobieństwo zwycięstwa dla każdego. Mierzone w hodowlach jednogatunkowych cechy populacji pomagają wyjaśnić niektóre z wyników konkurencji. Na przykład, gdy r między gatunkami różniło się znacznie, w omówionych warunkach zwyciężał zazwyczaj gatunek o większym wskaźniku wzrostu ®. Jeżeli różnice między wskaźnikami wzrostu nie były duże, wówczas gatunek o wyższym wskaźniku nie zawsze zwyciężał. Obecność wirusa w jednej populacji mogła z łatwością przechylić równowagę w drugą stronę. Ponadto genetyczne szczepy w obrębie gatunków różnią się znacznie pod względem "zdolności konkurencyjnych".