Тема: Боротьба за існування

Лекція № 5

№№ 2, 4, 5, 6, 7, 8

План:

1. 1. Поняття боротьби за існування
2. 2. Форми боротьби за існування
3. 3. Результати боротьби за існування

Висновки Ч. Дарвіна, до яких вiн прийшов при вивченні рiзноманiтностi порід свійських тварин i сортів культурних рослин, стали йому основою для пояснення зміни організмів у природних умовах.

При штучному доборi, за Ч.Даровіном, Людина зберігає і нагромаджує зміни, якi виникли без участі її волі. Особливо це стосується тих випадків, коли свійські породи виводилися в результаті несвідомого добору, суть якого, як уже вказувалося, полягала в тому, що людина залишала на плем’я екземпляри, у яких цінні в господарському відношенні ознаки більш виражені, зовсім не ставлячи собі за мету вивести новий сорт рослин або породу тварин. Таким чином, несвідомий добір, за уявленням Ч.Дарвіна, був начебто перехідним ступенем між природним і методичним (свідомим) штучним добором.

Ч.Дарвін намагався знайти в самій природі такі причини, які на протязі певного часу викликали зміни живих організмів, подібно до тих, які відбуваються в результаті штучного добору. Відбираючим началом у дикій природі Ч.Дарвін вважав загальну боротьбу за існування.

У своїх працях Ч.Дарвін наводить численні приклади, з яких видно, що всюди в природі між організмами відбувається боротьба за існування, яка виявляється в найрізноманітніших формах і яка, на його думку, є головною причиною еволюції органічних форм у природних умовах. Поняття «боротьби за існування» Ч.Дарвін вживає в широкому розумінні цього слова. «Я повинен попередити, - пише Ч.Дарвін, - що застосовую цей вираз в широкому і метафоричному розумінні, включаючи сюди залежність однієї істоти від іншої, а також розуміючи (що ще важливіше) не тільки життя однієї особини, а й успіх її в забезпеченні себе нащадками. Про двох тварин з роду Canis в період голоду можна цілком вірно сказати, що вони борються між собою за їжу і життя. Але і про рослину на окраїні пустині також говорять, що вона бореться з посухою, хоч правильніше було б сказати, що вона залежить від вологості. Про рослину, що кожного року утворює тисячу насінин, з яких в середньому тільки одна виростає в стиглу рослину, справді можна сказати, що вона бореться з такими ж, як вона, та іншими рослинами, які вже вкривають ту ж ділянку землі».

Таким чином, за Ч.Дарвіном, поняття боротьби за існування неминуче випливає із складних взаємовідносин між організмом і навколишнім середовищем. Всі істоти пов’язані між собою надзвичайно складними відносинами.

Види рослин і тварин, які на перший погляд нічого спільного між собою не мають, часто бувають пов’язані складною сіткою взаємних відносин. Так, наприклад, на перший погляд немає ніякої залежності між урожайністю конюшини і котів. А тим часом така залежність існує.

Відомо, що конюшина запилюється джмелями. Бджоли звичайно не відвідують конюшину, бо їх короткий хоботок не дістає до нектару, який міститься глибоко в трубчастому віночку квіток. За підрахунками Ч.Дарвіна 20 головок білої конюшини дали 2290 насінин, в той час як 20 інших головок, що були ізольовані від відвідування джмелями, не дали жодної насінини. Інші 100 головок червоної конюшини дали 2700 насінин, а така сама кількість головок, яких не відвідували джмелі, не дала жодної насінини. Кількість джмелів перебуває в залежності від кількості польових мишей, які знищують стільники і гнізда джмелів, а кількість польових мишей залежить від кількості котів, які поїдають мишей.

Ч.Дарвін наводить цікавий приклад складних стосунків між організмами. У Парагваї, як відомо, не дичавіє ні рогата худоба, ні коні, ні собаки, в той час як по сусідству вони здичавіли у великій кількості. Причиною такого стану є те, що в Парагваї водиться муха, яка відкладає свої яйця в пупок тварин зразу ж після їх народження.

Аналізуючи цей факт, Ч.Дарвін показує, що збільшення кількості індивідуумів цього виду мухи обмежене, напевно, наявністю паразитичних комах. І якщо припустити, що число комахоїдних птахів зменшилося б у Парагваї, то це призвело б до збільшення кількості мух, які відкладають свої яйця в пупок ново родженим собакам, лошатам, телятам та іншим видам свійських тварин. Зрештою, це привело б до збільшення кількості коней і рогатої худоби і до її здичавіння, що, безумовно, у великій мірі вплинуло б на характер рослинності. А характер рослинності в свою чергу міг би вплинути на видовий склад і кількість комах, а це останнє також вплинуло б на кількість комахоїдних птахів і т. д.

Кількість і характер їжі завжди впливає на характер відносин між різними видами тварин. Так, відомо, що тюлені і видри безпосередньо одне з одним не стикаються, бо перші живуть у морі, а другі – в річках, але їх існування є в певній мірі взаємозалежним. Ця залежність визначається тим, що тюлені живляться в морі переважно лососевою рибою. А лососі в період нересту переходять у річки, де їх видри і використовують як джерело їжі. Тому ясно, що чим менше знищується лососів у морі, то тим більше їх є в річках, і, навпаки, чим більше знищується лососів у річках, то тим менше їх у морі. Спостереження показали, що в роки, коли видрам не вистачає риби, вони живляться дрібними птахами і ссавцями.

Надзвичайно яскраво виявляється взаємний вплив різних компонентів у лісі, що становлять так званий фітоценоз (угруповання рослин, що характеризуються певним видовим складом і структурою), як в розумінні їх взаємного позитивного впливу, так і щодо конкуренції за умови життя.

Відомий польський ботанік Юзеф Пачосський показав інтересні взаємовідношення ярусів крони дерев і трав’яного покриву лісу. Він довів, що інтенсивний розвиток трав’яного покриву погано впливає на деревні породи, а деревні породи роблять гнітючий вплив на трав’яний покрив. Це пригнічення може виявлятися в кількох формах. По-перше, воно виявляється в затіненні. Затінюючи ґрунт, крона дерев створює особливий режим вологості і температур ґрунту і повітрі, що викликає необхідність пристосування трав’яної рослинності до цих умов. По-друге, деревні породи впливають на трав’яний покрив через лісову підстилку, яку вони утворюють. Ця підстилка, з одного боку, утруднює прогрівання ґрунту в лісі, затримує проникнення і перешкоджає пророщуванню насіння трав’яних рослин. З другого боку, лісова підстилка ослаблює випаровування води з поверхні ґрунту і зрівноважує температурні коливання цього шару, утворюючи більш сприятливий температурний і водний режими ґрунту для трав’яних рослин. У різних типах лісу підстилка завдяки своїй різній кислотності впливає на характер видового складу трав’яного покриву.

Усі види живих істот обов’язково взаємозв’язані з іншими видами і антагоністично і симбіотично. В науці і практиці тепер нагромаджено велику кількість фактів, які показують закономірні зв’язки одних біологічних видів з іншими. Кожний вид рослин, тварин і мікроорганізмів у природних умовах у тій чи іншій мірі обов’язково живе за рахунок інших видів і на шкоду їм, і разом з тим за рахунок його і на шкоду йому живуть інші види. В той же час кожний біологічний вид, кожний організм мають зв’язки з неорганічною природою.

Доведено, що судинні рослини не можуть нормально існувати без співжиття з окремими видами бактерій, мікроорганізмів і грибів. Так, наприклад, коли на корінні конюшини немає бульбочкових бактерій, то конюшина росте погано. Дуби також погано ростуть, коли на їх корінні немає мікоризи – грибокореня, що виникає внаслідок співжиття міцелію гриба з корінням вищої рослини і сприяє кращому поглинанню судинною рослиною поживних речовин ґрунту. Мікоризи дуже поширені серед різних груп вищих рослин. Вони є обов’язковими для пшениці, дуба, берези, а також для хвойних порід. Доведено, що певні види грибів пристосовані для певних видів вищих рослин.

Великий науковий і практичний інтерес мають встановлені акад. Т. Д. Лисенком взаємозв’язки, які зумовлюють ґрунтове живлення рослин за допомогою мікроорганізмів. Акад. Т. Д. Лисенко довів, що живлення рослин з ґрунту іде через корені за допомогою ферментів, які виробляються різними видами мікроорганізмів ґрунту.

За характером своєї дії ферменти є біологічними каталізаторами. Вони беруть активну участь у складному різноманітному обміні речовин, характеризуючись своєю вибірною спрямованістю.

З допомогою таких ферментів нерозчинні сполуки хімічних елементів ґрунту і елементів повітря перетворюються у формі, розчинні у воді, що засвоюються мікроорганізмами і рослинами. Безпосередні взаємозв’язки коріння рослин через їх соки і виділення здійснюються не з будь-якими, а з певними, специфічними для цих рослинних видів, ґрунтовими мікроорганізмами. Ці мікроорганізми через продукти своєї життєдіяльності вступають у закономірні зв’язки з комплексами інших видів мікробів ґрунту. А тому, коли з цього дуже складного ланцюга процесу підготовки їжі випадає кільце, то весь ланцюг взаємозалежних процесів порушується.

На основі встановлених Т. Д. Лисенком закономірностей ґрунтового живлення рослин розроблено практичні рекомендації по раціональному застосуванню системи добрив для підвищення врожайності культурних рослин.

Таким чином, причиною боротьби за існування, за Ч. Дарвіном, є суперечності, які виникають між організмом і навколишнім як біологічним, так і фізико-хімічним середовищем. Всякий організм завжди тільки відносно відповідає умовам середовища, компонентом якого він є сам. Боротьба за існування виникає тому, що кількість їжі, світла і взагалі всього потрібного для живих істот на землі обмежена. Організми, добуваючи собі їжу, знищують інші організми.

У своїх працях Ч.Дарвін підкреслює, що «Боротьба за існування неминуче випливає з швидкої прогресії, в якій усі органічні істоти прагнуть розмножитися. Кожна істота, що протягом свого життя утворює кілька яєць або насінин, неминуче повинна бути знищена в якому-небудь віці свого життя, в яку-небудь пору року або, нарешті, в які-небудь випадкові роки, інакше, в результаті начала геометричної прогресії розмноження, чисельність її досягла б таких розмірів, що ні одна країна в світі не могла б прогодувати або вмістити її потомство. Звідси, оскільки народжується більше особин, ніж може вижити, в кожному випадку повинна точитися боротьба або між особинами того ж виду, або між особинами різних видів, або з фізичними умовами життя… Нема ні одного винятку з правила, згідно з яким кожна органічна істота природно розмножується в такій прогресії, що якби вона не зазнавала знищення, то нащадки однієї пари вкрили б усю землю»[1].

І справді, всі види живих істот мають властивість дуже швидко розмножуватися. З тварин особливо плодючими є риби. Самка оселедця дає до 70 тис. ікринок, ляща – 100 тис., тріски – 4 млн. Одна самка осетра протягом свого життя дає близько 100 млн. ікринок. Підраховано, що від однієї пари лососів, якби всі їхні нащадки збереглися, в четвертому поколінні було б стільки лососів, що вони перебільшували б масу земної кулі. М’ясна муха відкладає 20 тис. яєць, які за сприятливих умов днів через 10 розвиваються в дорослих мух і в свою чергу можуть відкладати яйця.

Ч. Дарвін підрахував, що нащадки від однієї пари слонів, які, як відомо, розмножуються дуже повільно, через 740-750 років могли б створити стадо тварин в 19 млн. голів.

Надзвичайно великі темпи розмноження у рослин. Підраховано, наприклад, що одна рослина буряну березки польової (Convolvulus arvensis) дає в середньому 400 насінин, комишу (Scirpus atrovirens) – 59140, щириці (Amaranthus retroflexsus) – 117400, полині (Artemisia biennis) – 1075 тис. і т. д.

Одна коробочка маку вміщує до 3 тис. насінин, а одна рослина маку може мати в середньому 10 головок, тобто до 30 тис. насінин щороку. Звичайна лісова папороть розмножується спорами, які містяться на нижньому боці листків. Підраховано, що один листок папороті утворює біля 14 млн. спор, а таких листків у кожної рослини буває більше десяти.

Надзвичайно швидко розмножуються найпростіші тварини та бактерії, серед яких є багато збудників різних хвороб тварин і людини. Розмножуються ці тварини і бактерії шляхом простого ділення. Таке ділення за сприятливих умов відбувається один раз за півгодини, а то й частіше.

У деяких випадках спостерігається швидке розмноження рослин і тварин. Так, відомо, що в деякі роки в окремих місцях земної кулі відбувається навала сарани, яка на своєму шляху буквально знищує всю рослинність. Навіть крупні тварини з класу ссавців за сприятливих умов можуть дуже швидко розмножуватися у великій кількості. Відомо, що коли Колумб під час своєї другої подорожі до Америки залишив на острові Сан-Домінго кілька голів великої рогатої худоби, вони здичавіли і так швидко розмножилися, що через 27 років череди від 4 тис. до 6 тис. голів були тут звичайним явищем. Відомо також, що кролики, завезені європейцями в Нову Зеландію і Австралію, так розмножилися, що почали завдавати великої шкоди сільському господарству, бо знищували посіви і пасовиська.

Відомо також, що кози, завезені на острів св. Єлени, розмножилися в такій кількості, що це призвело до знищення лісів. Сталося це тому, що кози поїдали сіянці рослин.

Інтенсивність розмноження забезпечує чисельність і поширення виду. Однак слід підкреслити, що чисельність особин виду визначається не тільки великим коефіцієнтом розмноження, але й усім комплексом взаємовідносин даного виду з іншими видами, його ставленням до умов неорганічної природи в цілому, його пристосованими властивостями.

Ч.Дарвін правильно вказує, що здатність до інтенсивного розмноження не здійснюється у природі внаслідок численних перешкод. У природі перенаселення не буває через те, що безліч організмів гине. Уже статеві клітини у величезній кількості гинуть і тільки деякі з них дають початок організмам. Із цих організмів велика кількість гине ще в зародковому стані, і тільки незначна кількість доходить до зрілості і дає своїх нащадків. Причини загибелі можуть бути найрізноманітніші. Одні гинуть від несприятливих кліматичних умов, від нестачі їжі, а других нищать хижаки і паразити.

Таким чином, геометрична прогресія розмноження організмів характеризує тільки їх потенціальні можливості. Можна навести величезну кількість прикладів, коли численні види дають невелику кількість нащадків, і це не впливає негативно на кількість особин даного виду.

Плодючість індивідуумів того чи іншого виду завжди перебуває в прямій залежності від того, наскільки забезпечене збереження життя і можливість дальшого розвитку зачатків даного виду в боротьбі з іншими видами і несприятливими зовнішніми умовами. Так, наприклад, у риб родини камбалових, ікра яких плаває у воді, число ікринок однієї особини досягає кількох мільйонів. У той же час у риби колючки, яка викладає ікру в спеціальне гніздо (причому самець після цього лишається біля гнізда і оберігає його), число ікринок не перевищує 80-90 штук. Таке ж обмежене число ікринок викидають ті види риб, які виношують ікру в роті і таким чином охороняють її від несприятливих зовнішніх умов.

Подібні явища спостерігаються і в птахів. Так, пінгвін відкладає тільки одне яйце, яке зберігається і вирощується в шкірний складці на черевці. Навпаки, зозуля, яка підкладає свої яйця в чужі гнізда, відкладає по 20-26 яєць за сезон.

Ще до виходу в світ Ч. Дарвіна «Походження видів» А.М. Бекетов писав, що не одні тільки рослини, але й загалом живі істоти, тим сильніша наділені засобами до розмноження, чим вони легше піддаються знищенню. Таким чином, справжні значення великої кількості продукування зародків або насіння полягає в необхідності перекриття наслідків їх знищення. Це корисне вироблене добором.

Ч.Дарвін про форми взаємовідношень між організмами у боротьби за існування. Ч.Дарвін розрізняв такі форми боротьби за існування: внутрівидова, міжвидова і конституційна боротьба. Внутрівидова боротьба, за Ч. Дарвіном, проявляється у взаємо відносних особин того самого виду на основі живлення однаковою їжею, використання одних і тих же місць для життя або розмноження. Як уже вказувалось, внутрівидова боротьба, за Ч. Дарвіном, виникає в результаті прогресивного розмноження організмів, внаслідок чого численність їх потомства збільшується, що призводить до перенаселення. Оскільки кожна істота прагне до безмежного розмноження, то це і є причиною виникнення боротьби за існування. На думку Ч. Дарвіна, внутрівидова боротьба є найжорстокішою. З цього приводу він писав: «…майже незмінно боротьба буде найзапеклішою між представниками того ж виду, бо вони живуть в тій же місцевості, потребують тієї ж поживи і зазнають тих же небезпек»[2]. За Ч. Дарвіном, в результаті внутрівидової боротьби найбільші шанси досягти зрілості і розмножитися мають ті особини, у яких є хоча й незначні, але вигідні в боротьбі за існування корисні індивідуальні особливості. На протязі багатьох поколінь ці корисні індивідуальні особливості посилюються і нагромаджуються в тому ж напрямі. Навпаки, особини, які не мають таких особливостей, гинуть у боротьбі за існування.

Міжвидова боротьба характеризується відносинами організмів, які належать до різних видів. Тут також може бути конкуренція на ґрунті живлення тією самою їжею, але найчастіше при цьому один вид є хижаком, а другий – його здобиччю.

Як відомо, види рослин і тварин живуть за рахунок інших видів або на шкоду їм. Так, наприклад, м’ясоїдні хижаки живляться тваринами інших видів, травоїдні тварини живляться рослинами, а рослини в свою чергу захищають себе колючками і отруйними для тварин речовинами. Немає виду, я кий у цьому відношенні був би винятком. Звідси і наявність найзапеклішої боротьби між видами. Ч. Дарвін наводить приклад, який показує інтенсивність боротьби між видами. Він загородив невелику ділянку, на якій весною зійшло 357 рослин, і вів за цією ділянкою спостереження. Як потім виявилося, з 357 рослин 295 були знищені, головним чином, комахами і слизняками.

Ч. Дарвін вказував, що більш інтенсивною боротьбою є боротьба між організмами, які належать до близьких видів. Так, наприклад, лісова миша витісняє хатню мишу, дикі кролі витісняють зайців, сірий пацюк – чорного, європейські горобці – американських в’юрків, рижі таргани (прусаки) – чорних тарганів.

Велика конкуренція відбувається і серед окремих видів рослин. Відомо, що в лісах Данії бук витісняє березу, червона конюшина витісняє щавель і т. ін.

Надзвичайно жорстока боротьба відбувається серед мікроорганізмів. У природних умовах – у ґрунті, у воді, на різних рослинних і тваринних залишках – мікроорганізми живуть і розвиваються в складних взаємовідносинах. В одних випадках різні види мікробів добре розвиваються вкупі, без будь-якого пригнічення, в інших випадках між ними існує антагонізм. Одні види пригнічують розвиток представників іншого виду.

Існування мікробів-антагоністів було встановлено російським вченим І. І. Мечниковим. Він довів, що мікроби-антагоністи мають властивість виробляти особливі речовини-антибіотики, діяння яких пригнічує життєдіяльність інших видів мікроскопічних істот. Тепер деякі антибіотики (пеніцилін, стрептоміцин, ауреоміцин, субтилін та ін.) виробляються за допомогою мікроорганізмів на спеціальних заводах і широко застосовуються в медицині і ветеринарії.

Численні досліди показали, що мікроби-антагоністи спрямовують свою дію не проти організмів власного виду, а їх антибіотичні речовини впливають на клітини інших видів.

За останній час, завдяки дослідженням аргентинського вченого А. Маркера, було відкрито явище антагонізму між вірусами, які є збудниками різних захворювань людини і тварин. Марксер довів, що коли внести рогатій худобі вакцину, виготовлену з вірусу тютюнової мозаїки, яка звичайно викликає захворювання рослин, то вона імунізує тварин проти захворювання на ящур. Продовжуючи досліди з цією ж вакциною і вводячи її куркам, Марксер встановив, що після цього у курей виробляється імунітет до захворювання несправжньою чумкою. Вакцинованих курей поміщали разом з контрольними в загальну клітку, де перед тим перебували хворі птахи. Через деякий час усі контрольні кури, яким не робили вакцинації, хворіли, в той час як усі вакциновані птахи залишилися здоровими.

В цьому відношенні великий інтерес викликає випадок у практиці французького хірурга Огюста Б'єра, коли злоякісна пухлина в одного з хворих розсмокталася після виникнення у цього хворого бешихового запалення.

У відкритті Маркера дуже інтересним є те, що віруси, які викликають хвороби рослин, є антагоністичними щодо вірусів – збудників хвороб тварин.

Дальше дослідження антагоністичних відносин між різними видами вірусів допоможе знайти ефективні заходи для лікування багатьох вірусних захворювань.

Конституційна боротьба виявляється у відносинах організму з фізико-хімічними умовами, які його оточують. Завжди є наявною неоднакова стійкість окремих індивідуумів до несприятливих кліматичних і ґрунтових умов – до зміни пори року, холоду або спеки, вологості або посухи.

Ч. Дарвін вважає, що всі ці форми боротьби за існування взаємно пов’язані.

Поряд з боротьбою і конкуренцією між різними в природі можна спостерігати явища, коли особини різних видів об’єднуються для кращої боротьби за життя як проти інших видів (ворогів і конкурентів), так і проти несприятливих умов зовнішнього середовища. Як приклад можна вказати на лишайники, що являють собою співжиття (симбіоз) гриба і водорості. Іншим прикладом може бути симбіоз бобових рослин і бактерій, які фіксують азот з атмосфери.

Так, завдяки класичним дослідженням С. М. Виноградського, доведено, що в збагаченні ґрунту азотом винятково важливу роль відіграють особливі бактерії, здатні давати надзвичайно складний синтез органічних азотистих сполук з без азотистих речовин і вільного молекулярного азоту. Це так звані бактерії-азотозбирачі. В результаті діяльності яких на коренях бобових рослин утворюються особливі бульбочки, клітини яких густо заповнені бактеріями.

Бактерії-азотозбирачі потрапляють у корінь з ґрунту і спочатку живляться за рахунок рослини-живителя, а потім ця рослина починає вбирати азотисті сполуки, вироблювані бактеріями. Таким чином, відносини між бобовими і бактеріями є прикладом співжиття – симбіозу, в результаті якого рослина дістає від бактерій речовини, що містять азот, а бактерії в свою чергу користуються вуглеводами, синтезованими бобовими рослинами.

Вчення Ч. Дарвіна про міжвидову боротьбу має безпосередньо практичне значення. На встановлених закономірностях міжвидової боротьби розроблені дійові методи біологічної боротьби з різноманітними шкідниками сільського господарства.

Суть біологічного методу боротьби з шкідниками рослин полягає у використанні прямої боротьби між різними видами органів, які біологічно пов’язані між собою в природі. Так, наприклад, на цукрові плантації випускають курей для знищення довгоносика.

Для боротьби з личинками малярійного комара в південних областях СРСР успішно використовують рибку гамбузію.

У сільському господарстві широко застосовують біологічний метод боротьби з клопом-черепашкою – шкідником зернових культур, особливо пшениці. Проти цього шкідника розводять маленького їздця-теленомуса, який відкладає свої яйця клопа.

На основі сказаного можна прийти до важливого висновку, що будова і функції органів кожної істоти тісно пов’язані з усіма іншими організмами, з якими вона зв’язана джерелами живлення і місцеперебуванням. В цьому полягає різноманітність тієї боротьби за існування, яка точиться всюди в природі.

Явище боротьби за існування було відоме задовго до Ч. Дарвіна. Вказівки на боротьбу за існування рослин і тварин ми зустрічаємо у творах старогрецьких природодослідників, а також у працях Бонне, Бюффона, Е. Дарвіна, Ламарка, Рульє та ін. Однак ці вчені не змогли в повній мірі оцінити значення цього явища для процесу еволюційного розвитку. Можна сказати словами Уоллеса: «Мабуть, у природі нема другого явища, яке б у той самий час було таке повне великого значення, таке загальне і так мало зрозуміле, як боротьба за існування, що постійно відбувається між організмами».

Вчені до Дарвіна розглядали боротьбу за існування як явище, яке підтримує наперед встановлену гармонію в природі, перешкоджає швидкому розмноженню біологічних видів або відіграє роль фактора гармонічної рівноваги в природі.

Ч. Дарвін вперше розкрив глибоку суть явища боротьби за існування. Він показав, що боротьба за існування веде до природного добору.

Література:

Дата добавления: 2014-01-06