Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Размер асимметричной конкуренция относится к ситуациям , в которых более крупные особи эксплуатируют непропорционально большее количество ресурсов , когда конкурирующие с меньшими физическими лицами. [1] Этот тип конкуренции распространен среди растений [2], но также существует среди животных . [3] Асимметричная по размеру конкуренция обычно возникает в результате монополизации ресурсов крупными лицами путем «упреждения». т.е. использование ресурса до того, как более мелкие люди смогут его получить. [1] Асимметричная конкуренция по размеру сильно влияет на структуру и разнообразие популяций в экологических сообществах.. [4] [5] [6] [7]

Определение асимметрии размеров [ править ]

Конкуренция за ресурсы может варьироваться от полностью симметричной (все люди получают одинаковое количество ресурсов, независимо от их размера, известное также как соревнование в схватке ) до идеально симметричной (все люди используют одинаковое количество ресурса на единицу биомассы) до абсолютно асимметричной ( самые крупные люди используют все доступные ресурсы). Степень асимметрии размера может быть описана параметром θ в следующем уравнении, в котором основное внимание уделяется разделению ресурса r между n индивидуумами размеров Bj. [1] [8]

ri относится к количеству ресурса, потребляемому индивидом i в окрестности j. Когда θ = 1, конкуренция абсолютно симметрична по размеру, например, если крупная особь вдвое больше своего меньшего конкурента, крупная особь приобретет в два раза больше этого ресурса (т.е. оба человека будут использовать одинаковое количество ресурса на единицу биомассы. ). Когда θ> 1 конкуренция асимметрична по размеру, например, если крупный индивидуум вдвое превышает размер своего меньшего конкурента и θ = 2, крупный индивидуум приобретет в четыре раза больше этого ресурса (т. Е. Крупный индивидуум будет использовать вдвое большее количество ресурсов). ресурс на единицу биомассы). По мере увеличения θ конкуренция становится более асимметричной по размеру, и более крупные растения получают большее количество ресурсов на единицу биомассы по сравнению с более мелкими заводами.

Различия в размерах-асимметрии между ресурсами в растительных сообществах [ править ]

Конкуренция между растениями за свет асимметрична по размеру из-за направленности его подачи. [2] Более высокие листья затеняют нижние, но не наоборот. Конкуренция за питательные вещества , по-видимому, относительно симметрична по размеру [9], хотя была выдвинута гипотеза, что неоднородное распределение питательных веществ в почве может привести к асимметрии размеров в конкуренции между корнями. [1] [10] Ничего не известно о размерной асимметрии конкуренции за воду . [1]

Значение для растительных сообществ [ править ]

Было показано, что на различные экологические процессы и модели влияет степень асимметрии размеров, например, последовательность , [11] распределение биомассы , [2] [12] реакция выпаса , [7] рост населения , [8] функционирование экосистемы , [13] ] сосуществование [14] и видовое богатство . [4] [5] [6] [7] Большое количество доказательств показывает, что потеря видов в результате обогащения питательными веществами ( эвтрофикации ) связана с легкой конкуренцией (5, 15, 16). [5] [15] [16]Однако до сих пор ведутся споры о том, связано ли это явление с размерной асимметрией световой конкуренции [5] [6] или с другими факторами. [17]

Контрастные предположения относительно размера асимметрии характеризуют две ведущие и конкурирующие теории в экологии растений, [6] R * теория и теория КСО . Теория R * предполагает, что конкуренция является симметричной по размеру и, следовательно, предсказывает, что конкурентоспособность в природе является результатом способности выдерживать низкий уровень ресурсов (известное как правило R * ). [18] Напротив, теория КСО предполагает, что конкуренция асимметрична по размеру и, следовательно, предсказывает, что конкурентоспособность в природе является результатом способности быстро расти и достигать больших размеров. [19]

Асимметричная конкуренция по размеру влияет также на несколько эволюционных процессов, связанных с отбором признаков. На изменение высоты растений сильно влияет асимметричная световая конкуренция. [20] [21] Теория предсказывает, что только при асимметричной конкуренции света растения будут расти вверх и вкладывать средства в производство древесины за счет инвестиций в листья или репродуктивные органы ( цветы и плоды ). [20] [21] В соответствии с этим, есть свидетельства того, что высота растений увеличивается по мере увеличения доступности воды, [22]предположительно из-за увеличения относительной важности размерно-асимметричной конкуренции за свет. Точно так же инвестиции в размер семян за счет их количества могут быть более эффективной конкуренцией за ресурсы с малым размером и асимметрией, поскольку более крупные семена, как правило, дают более крупные саженцы, которые являются лучшими конкурентами. [23] Асимметричная конкуренция по размеру может быть использована при управлении растительными сообществами, например, для подавления сорняков на полях сельскохозяйственных культур . [23] Сорняки представляют собой более серьезную проблему для фермера в засушливой, чем во влажной среде, в значительной степени потому, что зерновые культуры могут гораздо эффективнее подавлять сорняки - несимметричная конкуренция за свет низкорослого размера, чем в условиях более симметричной по размеру конкуренции под землей.

См. Также [ править ]

  • конкуренция (биология)
  • Асимметричная конкуренция
  • ресурс (биология)
  • Разделение ресурсов
  • экология растений
  • Джейкоб Вайнер

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Швиннинг, С. и Вайнер, Дж. Механизмы, определяющие степень асимметрии размеров в конкуренции между растениями. Oecologia 113 DOI: 10.1007 / s004420050397 (1998).
  2. ^ a b c Вайнер, Дж. Асимметричная конкуренция в популяциях растений. Тенденции в экологии и эволюции 5, 360-364, DOI : 10.1016 / 0169-5347 (90) 90095-u (1990)
  3. ^ Бассар, RD и др. Влияние асимметричной конкуренции на историю жизни тринидадских гуппи. Письма по экологии 19, 268-278, DOI : 10.1111 / ele.12563 (2016)
  4. ^ a b Раджаниеми, Т.К. Объяснение взаимосвязи между продуктивностью и разнообразием растений. Ойкос 101, 449-457, DOI : 10.1034 / j.1600-0706.2003.12128.x (2003)
  5. ^ a b c d Lamb, EG, Kembel, SW & Cahill, JF, Jr. Стрельба, но не корни, конкуренция снижает разнообразие сообщества в экспериментальных мезокосмах. Журнал экологии 97, 155-163, DOI: 10.1111 / j.1365-2745.2008.01454.x (2009)
  6. ^ a b c d ДеМалач, Н., Заади, Э., Вайнер, Дж. и Кадмон, Р. Размерная асимметрия конкуренции за ресурсы и структура растительных сообществ. Журнал экологии 104, 899-910, DOI : 10.1111 / 1365-2745.12557 (2016)
  7. ^ a b c Мэй, Ф., Гримм, В. и Йельч, Ф. Обратные эффекты выпаса скота на разнообразие растений: роль подземной конкуренции и симметрия размеров. Ойкос 118, 1830-1843, DOI: 10.1111 / j.1600-0706.2009.17724.x (2009)
  8. ^ a b Швиннинг, С. & Фокс, Г.А. Популяционно-динамические последствия конкурентной симметрии однолетних растений. Ойкос 72, 422-432, DOI : 10.2307 / 3546128 (1995)
  9. ^ Berntson, GM & Wayne, PM Характеристика зависимости от размера приобретения ресурсов в густонаселенных популяциях растений. Экология 81, 1072-1085, DOI: 10.1890 / 0012-9658 (2000) 081 [1072: ctsdor] 2.0.co; 2 (2000)
  10. ^ Раджаниеми, Т.К. Свидетельства асимметрии размеров подземной конкуренции. Основы и прикладная экология 4, 239-247, DOI: 10.1078 / 1439-1791-00151 (2003)
  11. ^ Рис, М. и Бергельсон, Дж. Конкуренция асимметричного света и контроль основателя в растительных сообществах. Журнал теоретической биологии 184, 353-358, DOI : 10.1006 / jtbi.1996.0297 (1997)
  12. ^ Фарриор, CE, Болман, С.А., Хаббелл, С. и Пакала, С.З. Преобладание подавляемого: степенная структура размеров в тропических лесах. Наука 351, 155-157, DOI: 10.1126 / science.aad0592 (2016)
  13. ^ Ячи, С. & Лоро, М. Улучшает ли использование дополнительных ресурсов функционирование экосистемы? Модель легкой конкуренции в растительных сообществах. Письма по экологии 10, 54-62, DOI: 10.1111 / j.1461-0248.2006.00994.x (2007)
  14. ^ Onoda, Y. et al. Компромисс между эффективностью перехвата света и эффективностью использования света: последствия для сосуществования видов в односторонней световой конкуренции. Журнал экологии 102, 167-175, DOI : 10.1111 / 1365-2745.12184 (2014)
  15. ^ Hautier, Y., Niklaus, PA & Hector, A. Конкуренция за свет вызывает потерю биоразнообразия растений после эвтрофикации. Наука 324, 636-638, DOI : 10.1126 / science.1169640 (2009)
  16. ^ Borer, ET et al. Травоядные животные и питательные вещества контролируют разнообразие пастбищных растений посредством ограничения света. Nature 508, 517-520, DOI : 10.1038 / nature13144 (2014)
  17. ^ Harpole, WS & Tilman, D. Утрата видов пастбищ в результате уменьшения размера ниши. Nature 446, 791-793, DOI : 10.1038 / nature05684 (2007)
  18. ^ Тилман, Д. Конкурс ресурсов и структура сообщества. Монографии по популяционной биологии 17, 1-296 (1982)
  19. ^ Грайм, Дж. П. Доказательства существования трех основных стратегий у растений и его отношение к экологической и эволюционной теории. Американский натуралист 111, 1169-1194 (1977).
  20. ^ a b Тилман Д. Стратегии растений, динамика и структура растительных сообществ. Princeton University Press, Принстон, Нью-Джерси, США. 360. с. (1988)
  21. ^ a b Фальстер, Д.С. и Вестоби, М. Высота растений и эволюционные игры. Тенденции в экологии и эволюции 18, 337-343, DOI : 10.1016 / s0169-5347 (03) 00061-2 (2003)
  22. ^ Клейн, Т., Рандин, C. & Korner, наличие C. Вода прогнозирует рост полога леса в глобальном масштабе. Письма по экологии 18, 1311-1320, DOI: 10.1111 / ele.12525 (2015)
  23. ^ a b Фальстер, Д.С., Крот, А.Т. и Вестоби, М. Общая модель для масштабирования размера потомства и размера взрослой особи. Американский натуралист 172, 299-317, DOI : 10.1086 / 589889 (2008)