الأحد، 16 أكتوبر، 2016

التنافس بين الكائنات الحية




التنافس بين الحيوانات

تعريف التنافس

ما المقصود بالتنافس

التقايض بين الحيوانات

شروط التنافس

بحث عن التنافس بين الحيوانات

مفهوم التنافس لغة

علاقة التنافس بين الكائنات الحية من النوع نفسه

التنافس  (Competition) :

وهو التفاعل بين المجموعات السكانية لنوعين او اكثر والذي يؤثر عكسيا على نموها وبقائهما ، ويكون التنافس على نوعين :

أ – التنافس من اجل الموارد Resource competition :

وهذا يحدث عندما تحتاج مجموعة من الكائنات (تعود الى نفس النوع او الى انواع مختلفة) الى المورد نفسه والذي عادة يكون متوافر في البيئة بكميات قليلة .

ب – التنافس الداخلي :Interference competitio

يحدث هذا النوع من التنافس لاجل الموارد وتنافس مضادات الحياة او التنافس من اجل الضوء او يمكن ان تقسم بالنسبة الى شدة التاثير الضاغط . ان التفاعل التنافسي كثيرا ما يتضمن المكان والغذاء او المواد المغذية والضوء والفضلات والتعرض للمفترسات والامراض وهلم جرا ، وهناك امثلة كثيرة في مجاميع الخنافس Tribolium عند معايشتها لنوعين من البرسيم Trifolium وامثلة اخرى على الهدبيات وبراغيث الماء قام بها هاربر (1963 وHarper) كما ذكرها اودم (1973 وOdum) .

ان التنافس قد يحدث بين نوعين او اكثر Interspecific competition او قد يحصل بين افراد النوع الواحد Intraspecific competition . وسوف يتم التاكيد في دراستنا على التنافس الذي يحصل بين الانواع المختلفة .

ان التنافس غلبا مايحصل من اجل امور عديدة كالمكان او الغذاء او الضوء الى غيرها من المتطلبات الضرورية الاخرى لبقاء النوع . ولنتائج التنافس اهمية بيئية كبيرة ، وقد درست بأسهاب بوصفها احدى مقومات ميكانيكية الانتخاب الطبيعي . فالتنافس بين الانواع قد يؤدي الى حدوث التوازن بين النوعين المتنافسين ، او قد ينتج عنه بان يحل احد النوعين المتنافسين محل النوع الاخر ، او يجبره على الرحيل الى مكان اخر ، او يستخدم غذاء اخر . وقد لوحظ بان الانواع المتقاربة والمتشابهة الموطن (habitat) غالبا ماتوجد في اماكن مختلفة ، وان وجدت في نفس المكان فيتوجب عليها استخدام غذاء مختلف او نشاط مختلف ، أي يجب ان يكون لها مركز بيئي مختلف . وبصورة عامة يمكن القول بانه لايمكن لنوعين لهما نفس المركز البيئي ان يبقيا ،الا ان الانواع وخاصة المتشابهة فسلجيا او مظهريا لدرجة ان يكون لهما نفس متطلبات المركز ولكي يستمرا بالبقاء يجب ان يحتلا مراكز مختلفة ، أي يجب ان ينعزلا بيئيا Ecological isolation .

ان العزل البيئي بين الانواع المتقاربة جدا يعرف بمبدأ الاقصاء التنافسي او مبدأ كاوس Gause,s principle . وللتعبير عن المفاهيم النظرية للتنافس بشكل رياضي فلقد قام كل من الباحثين Lotka and Volter بتوضيح معادلتين تفاضليتين معتمدتين اساس على المعادلة اللوجستية التي تفسر نمو المجموعة السكانية . حيث افترض في حالة التنافس ان لكل من النوعين المتنافسين حيزا محددا للزيادة له سعة تحمل معينة (K) او مستوى توازن وعليه فان معادلة نمو السكان للنوعين المتنافسين تكون بالصورة التالية :

dN1            r1N1 ( K1 – N1 – αN2)
dt                                K1
                                                                                                                                            

dN2            12N2 ( K2 – N2 – βN1)
dt                              K2

حيث ان N1 وN2  أعداد كل من النوعين (1) و (2) على التوالي و t الزمن ، اما α  فتمثلف معامل التنافس والذي يدل على مقدار ما يؤثره النوع الثاني على النوع الاول بينما  β  تمثل معامل التنافس لمقدار ما يؤثره النوع الاول على النوع الثاني . ونتيجة لتفاعل التنافس فان النوع الذي يمتلك تاثيرا مانعا للنمو السكاني  dt)  (dN/اكبر من النوع الاخر سوف يقوم بازالته من ذلك المكان على الرغم من ان المتنافسين قد يستطيعان البقاء المشترك اذا كانت معملاتهما التنافسية (r) قليلة جدا مقارنة الى نسب التشبع التي كثافتهما (K1/K2 and K2/K1) . ولفهم التنافس لانحتاج فقط الى الاخذ بنظر الاعتبار الظروف التي ادت الى الاقصاء التنافسي وانما الى فهم الحالات التي تسمح لنوعين متقاربين بالبقاء المشترك في نفس المكان خاصة وان هناك العديد من الانواع التي تشترك في اعتمادها على المصدر نفسه في الطبيعة .

ومن التجارب المختبرية والتقليدية على التنافس بين الانواع هي تلك التي اجريت من احد الباحثين على خنفساء الطحين التي تعود الى الجنس Tribolium وخاصة النوعين T. confusum  و T. castaneum  حيث ان هذين النوعين متقاربان جدا في صفاتهم المظهرية وطريقة تكاثرهم . ويمكن ان يعملا في نفس المركز البيئي في المطاحن ومخازن الحبوب ولايقصي احدهما الاخر . ان العامل المسؤول عن الاقصاء التنافسي هو الظرف البيئي أي عامل خارجي وليس داخلي ، فان احد النوعين يتكاثر اسرع من الاخر بملائمة ظرف بيئي معين فيقصي الاخر ، وتحت ظرف بيئي اخر تنعكس الحالة . فلقد وجد ان T. castaneum هو النوع المتغلب تحت الظروف الباردة والجافة بينما النوع T. confusum  يكون هو المتغلب تحت الظروف الرطبة الدافئة . ففي الحقل عندما لايتوافر الظرف البيئي الملائم لاحد النوعين يستطيع ان ينتقل الى مكان اخر ، وعليه فانه يمكن جعل كليهما يتعايشان في المختبر الى مالانهاية بامدادهما بطحين طري ينقل بالتناوب الى ظرف بارد وجاف وظرف دافيء ورطب وبذا يمكن تحقيق بقائهما المشترك .

التنافس في الطبيعة

من الصعب ايضاح التنافس في المجتمعات الطبيعية ، الا ان العديد من الملاحظات والدراسات اشارت الى حدوث التنافس في الطبيعة ، وحتى لو لم يحدث على اسس يومية الا انه يبقى قوة معنوية ، وفعالية تجنب التنافس بين نوعين مختلفين (Interspecific competition) يدلل على ان التنافس قد تم في وقت ما في الماضي والانواع المعينة بذلك قد تأقلمت بوجود احدهما مع الاخر . فضلا عن ذلك فانه من الصعب ان نجد تنافسا في الطبيعة وذلك بسبب ان الانواع غير المقاومة للتنافس سوف تقصى من قبل النوع المنافس الاقوى من خلال فعل الاقصاء التنافسي (Competitive exclusion) وبذلك لايمكن ملاحظته . كذلك فاننا لانتوقع ان نجد ادلة على حدوث التنافس في الكائنات الصغيرة قصيرة العمر مثل الحشرات والنباتات الحولية ، انما من الممكن ايجادهفي الحيوانات الكبيرة طويلة العمر مثل الحيوانات الفقارية والنباتات المعمرة ويمتلك علماء البيئة ادلة مختلفة ومتنوعة تشير الى ان التنافس قد حدث او يحدث في المجموعات السكانية الطبيعية ، وان هذه الادلة متأتية من :

1 – الدراسات البيئية للكائنات الحية المتقاربة التي تعيش في نفس المكان .
2 – الدراسات الخاصة باحلال الصفات وبقائها .
3 – دراسات عن عدم اكتمال المجتمعات الحيوانية او النباتية وارتباط التغيرات في الدور البيئي للكائن الحي .
4 – تصنيف مكونات المجتمعات الحياتية .

ان العديد من الدراسات قد تركزت على الانواع المتقاربة على افتراض ان التشابه التصنيفي من الممكن ان يؤدي الى التنافس . فقد قام لاك (Lack) عام 1944 بدراسة جميع العصافير البريطانية التي لم يحدث بينها التنافس وقد وجد ان السبب في ذلك يعود الى مايلي:




جدول (2) عدد الانواع للعصافير البريطانية التي لم يحدث بينها التنافس للاسباب المبينة : (Krebs 1985)

الاسباب         عددالانواع
الانعزال الجغرافي     3
الانعزال من خلال المحيط البيئي      18 او اكثر
الاختلاف في انماط التغذية    4
اختلاف الحجم 5
اختلاف مدى التحمل في الشتاء        2
التداخل البيئي  5 - 7

وقد اشار لاك الى ان دراسات اخرى من الممكن ان تؤدي الى توضيح الاختلافات بين انواع العصافير ذات التداخل البيئي .
اما العالم فراير (Fryer) فقد قام بدراسة بيئة جنس السمك Cichlidac في عام 1959 في بحيرة ناياسا (Nyasa) ، وقد كان مهتما بالانواع التي تعيش في المنطقة الساحلية الصخرية . ومن الانواع التي تعيش في الجرف الصخري يوجد 12 نوعا متقاربا جدا تعيش بصورة كاملة على الطحالب الملتصقة على الصخور . وقد وجد ان هناك سبعة انواع منها تعيش على نوع واحد من الطحالب وقد كانت تتغذى كالاتي :
                                                                                     نوع واحد كبير
         اثنان يعيشان في
                                          المياه الضحلة                          نوع صغير
                                                                                     نوع واحد يتغذى في
الانواع السبعة                                                                   الشقوق الصغيرة
         نوع واحد يتغذى في
                                                                                     الشقوق الصغيرة

                                        خمسة انواع تعيش
                                        في الاعماق المختلفة                                    
                                                                                        اربعة انواع متداخلة


من هذا يتضح ان الانواع المتقاربة قد احتلت مواطن مختلفة وبذلك لم يحصل بينها أي تنافس . وقد اعتقد فراير ان الانواع الاربعة المتداخلة تعيش في نفس المكان بسبب عدم وجود تنافس على الغذاء كذلك فان اعدادها قد تم حفظها بفعل المفترسات وبذلك فان الاحلال التنافسي لم يقع .

ان الاختلاف في توقيت الفعاليات بين الحيوانات المتشابهة المتطلبات البيئية يخفض بدرجة كبيرة التنافس وهذا يدلل على ان المصادر تختلف باختلاف الزمن . وهذا صحيح عندما يكون هنالك امداد او تحديد في هذه المصادر . وان اكبر الملاحظات حول الفصل الزماني هو ماموجود في الحيوانات ليلية الفعالية (Noctural) وذات الفعالية في النهار (Diurnal) ، ومن الامثلة على ذلك فعاليات الصقور وفعالية البوم ، فعالية الصقور وفعالية الخفاش ، فضلا عن ذلك فان انماط الفعالية تكون مختلفة خلال النهار ، فالبعض يكون فعالا في الصباح والبعض الاخر في منتصف النهار وهكذا . ويوجد ايضا نوع اخر من الفصل هو الفصل من خلال الفعاليات الفصلية وهذا ملاحظ في بعض العظايا (Lizards) .

اما الفصل في نوع الغذاء الذي تتبادله الانواع المتقاربة فقد اظهرته عدة دراسات ويوضح الجدول (9 – 3) ان انواعا عديدة متقاربة للقوقع البحري العائد لجنس Conus تتناول غذاء متباينا . ونفس هذا الفصل يمكن ملاحظته في ثلاثة انواع من حشرات الصخور (Stone flies) وفي هذه الحالة تتناول غذاء مختلف بالحجم  ، في حين ان غذاء العظايا الصحراوية المتقاربة يكون متباينا بصورة ملحوظة حيث ان نوعا منها يتغذى على النمل والنوع الاخر على حشرات الارضة ونوع اخر نباتي التغذية .



جدول (3) : النسبة المئوية للغذاء الرئيس (حيوانات اخرى) لثمانية انواع من القوقع Conus في مناطق تحت المد في هاواي . (Pianka , 1978)
النوع   Gastropods         Entropneusts      Nereids      Eunicea     Terebellids         Other poly chaetes
Flavidus             4                          64     22
Lividus               61              12     14     13
Pennaceus 100                                       
Abbreviates                                    100           
Ebraeus                        15     82              3
Spansalis                      46     50              4
Rattus                           23     77             
Impeialis                               27              73



تطور القابلية التنافسية

ان أي نوعين يتنافسان على مصدر واحد يوجد بقلّة في المحيط البيئي فسوف يستفيد كلاهما اذا طورا تكيفات تقلل من هذا التنافس . الا انه في اغلب الاحيان يكون من المتعذر تطوير اية امكانية لتجنب التنافس فمثلا (في حالة الحجم المحدد للغذاء) اذا كان لدينا نوعان أ وب وطور النوع أ قابليته لتناول القطع الصغيرة من الغذاء اصغر من النوع ب فانه من المحتمل ان هذا النوع (أ) سوف يحخل في تنافس مع النوع (ج) الذي يتغذى ايضا على القطع الصغيرة من الغذاء ، والواضح في الطبيعة ان افضل فرصة متاحة للكائنات الحية هي البقاء والمكافحة ، والمكافحة في معناها الواسع هي تكوين قابلية تنافسية (Competitive ability) والقابلية التنافسية هي مصطلح بيئي مفهوم الا انه صعب التعريف ، ولغرض التعرف على هذا الموضوع نرجع الى معادلة Lotka – Voterra بشأن التنافس والتي تستند الى المنحنى اللوجستي لكل نوع متنافس اذ يوجد متغيران في هذا المنحنى هما (r) وهي القابلية على الزيادة و(k) التي تشير الى الكثافة المتشبعة ويمكن تشخيص الكائنات الحية استنادا الى الاهمية النسبية ل (r) و (k) في دورة حياتهما . ففي بعض البيئات تكون كثافة بعض الكائنات الحية قرب مستوى التشبع للكثافة (k) في اغلب اوقات السنة وبذلك فانها توصف باختيار k (K- Selection) وفي مواطن اخرى فانه من النادر ان تصل كائنات اخرى الى مستوى التشبع الا انها توجد على نقاط في النحنى المتزايد وتدعى هذه الكائنات باختيار r (r- Selection) وابسط مثال لغرض توضيح هاتين الستراتيجيتين هي الكائنات الحية في منطقة الاستواء (K-Selection) مقارنة مع الكائنات الحية الموجودة في القطب (r-Selection) ،وجميع الكائنات الحية تقع بين هذين الحدين كما هو واضح في الجدول (4) . وقد اقترح بيانكا Pianka (1970) انه من الممكن عد المجموعات السكانية بدلا من الافراد مثلا الفقاريات الارضية هي من نوع اختيار (k) والمجموعات الاخرى مثل الحشرات هي اختيار (r) ، والنباتات الفصلية هي r-Selection ، اما التي تعيش لاكثر من فصل فانها في طريقها لكي تكون اختيار (k) .
ان الانواع التي هي من اختيار (r) نادرا ماتعاني من الضغوط لاجل التنافس ، لذا فانها لم تطور أي ميكانيكية تنافسية . اما الانواع التي هي من اختيار (k) فانها موجودة تحت ضغوط تنافسية بين الانواع . ومابين افراد النوع الواحد ولهذا فان مثل هذه الضغوط تؤدي بالافراد الى استخدام امثل او كفوء للمصادر وبالنتيجة فان الافراد التي تستطيع ان تحول المصادر الكلية او المحدودة الى افراد قابلة على التكاثر بسرعة وتكون ذات قابلية تنافسية عالية . وعندما تمتلك افراد اختيار (k) القابلية التنافسية فاننا يمكن ان نوضح تاريخ التنافس من خلال التجارب المختبرية وذلك بمعرفة قيم ((k للنوعين المتنافسين . لكن في واقع الحال لايمكننا عمل ذلك بسبب وجود متغير ثالث في معادلات Lotka – Voltera للمنافسة هما معاملا التنافس الفا (α) وبيتا (β) ، فان الانواع  المختلفة تستطيع امتلاك قابلية تنافسية من خلال α (Selection-α) . وان اية ميكانيكية التي من شانها ان تمنع منافسا ما من الاستفادة من المصادر المحدودة سوف تؤدي الى زيادة α او β وبذلك تزيد من القابلية التنافسية . ان اغلب التنافس يقع ضمن هذه الحالة ، فالسلوك الاقليمي في الطيور وانتاج المواد الكيمياوية (Allopathic chemicals) هما مثالان عما ذكر في اعلاه .
ان المشكلة التطورية الاساسية في اختيار α هي ان التداخل في بعض الاحيان يؤثر على افراد نفس النوع مثلما يؤثر على افراد النوع المنافس . لذا فان القابلية التنافسية يمكن الوصول اليها من خلال الاقلال من r و k التابعة لنفس النوع . والمثال على ذلك ان المواد الكيميائية المنتجة من بعض الشجيرات والتي تنتج اساسا لاعاقة نمو النباتات الاخرى سوف تؤثر في النهاية وتسمم افراد نفس النوع بعد عدة سنوات .

ان سجايا التداخل في اختيار α يمكن ان تظهر عندما تكون الكائنات الحية ذات كثافة سكانية واطئة كما هو الحال في السلوك العدوانية لبعض الكائنات الحية .


جدول (4) العلاقات بين الاختيارين r و k مأخوذ من كربس ( 1985 وKrebs)
         اختيار r        اختيار k
ظروف الطقس (Climate) مختلفة ولايمكن التنبؤ بها وغير مؤكدة .      نوعها ثابتة او يمكن التنبؤ بها وتكون مؤكدة .
نسبة الوفيات (Mortalities)        تكون عنيفة وغير موجهة وغير معتمدة على الكثافة .        موجهة وتعتمد على الكثافة .
البقاء   يكون من النوع الثالث .        يكون من النوع الاول والثاني . .
حجم السكان   يكون مختلفا من وقت لاخر ولايصل الى حالة التشبع ويكون اقل من سعة الحمولة للمحيط البيئي والمجتمعات غير مشبعة ويعاد توطنها كل سنة .     يكون ثابتا نوع ما ، ويصل الى حالة التوازن وقريب من سعة الحمولة للمحيط البيئي والمحيطات تكون مشبعة ولاتكون هناك حاجة لاعادة الاستيطان .
التنافس بين افراد النوع الواحد او الانواع المختلفة   يكون مختلفا وغير صارما (Lax)   .يكون من النوع الصارم (Keen) .
الانتخاب يلائم 1-نموسريع .
2-الاقتراب من قيمة القابلية الغريزية على الازدياد .
3-تكاثر مبكر .
4-حجم صغير .
5-تكاثرلمرة واحدة .  1-نمو بطيء .
2-قابلية تنافسية عالية .
3-تاخر في التكاثر .
4-ذات احجام كبيرة .
5-تكاثر لعدة مرات .
طول دورة الحياة      تكون قصيرة واقل من سنة واحدة .  تكون طويلة واكثر من سنة .
يؤدي الى       انتاجية عالية . كفاءة عالية .