Как вы знаете, искусственный отбор на основе наследственной изменчивости приводит к созданию пород и сортов, приспособленных к хозяйственным интересам человека. Ч. Дарвин поставил вопрос: не существует ли и в природе процесс отбора, создающий организмы, приспособленные к условиям жизни?
Интенсивность размножения. Ч. 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 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.
Рис. 6. Сосны в одновозрастном лесном насаждении. Цифрами показана степень угнетения
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 вила. 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 а 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.
Для искусственного разведения рыбы водоемы сначала освобождают от хищных (щука, окунь) и малоценных видов (плотва, колюшка), а потом заселяют высокопродуктивными (карп, сиг и др.). В этом же водоеме создают условия для развития кормовых организмов. При ведении охотничьего хозяйства на научной внове нужно знание нормального соотношения половых и возрастных групп в стадах и стаях, а также размеры необходимых животным кормовых участков.
При истреблении хищников учитывают их санитарную роль в природе, которая заключается в уничтожении слабых и больных особей среди жертв. Поголовное уничтожение волков в некоторых районах Канады привело к вспышке эпидемий у оленей и сокращению численности. С уничтожением хищных птиц сначала быстро увеличивается численность дичи (куропаток, рябчиков), ко затем наблюдается ее массовая гибель от глистных и других заболеваний.
Для лечения и предупреждения различных инфекционных заболеваний человека и животных применяют антибиотики и фитонциды. Те и другие представляют собой вырабатываемые растениями вещества, которые способны угнетать жизнедеятельность вредных для этих растений микроорганизмов. Антибиотики вырабатываются многими низшими грибами, фитонциды многими цветковыми растениями как приспособления в борьбе с другими видами.
1. Какай смысл вкладывал Дарвин в выражение «борьба за существование? 2. Какие взаимоотношения существуют между особями одной популяции, между особями разных видов, между особями популяций к условиями среды? 3. Каковы причины и следствия борьбы за существование? 4. Приведите примеры использования человеком взаимосвязей в живай природе.
