Задание №23 — Биология – наука о живой природе. Методы научного познания
В 1930 г. советский учёный Г.Ф. Гаузе впервые обратился к экспериментальному изучению конкуренции. Учёный использовал два вида инфузорий-туфелек хвостатую и ушастую. Инфузории выращивались
в пробирках, куда ежедневно добавляли ограниченные порции корма бактерии сенного настоя и дрожжи. При раздельном содержании оба вида хорошо размножались, их численность росла и вскоре стабилизировалась. При совместном содержании в среде, где кормом служили только бактерии, сначала численность обоих видов увеличивалась, но затем численность туфельки хвостатой снижалась, и в итоге этот вид исчезал.
По результатам своих наблюдений Гаузе сформировал закон конкурентного исключения. Объясните суть этого закона, используя описанный эксперимент. Почему в начале всех экспериментов численность особей увеличивалась?
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для того чтобы правильно ответить на вопросы задачи, проанализируем ход эксперимента Г.Ф. Гаузе и биологические закономерности развития популяций.
1. Суть закона конкурентного исключения. В эксперименте использовались два вида инфузорий, которые претендовали на один и тот же ресурс — бактерии. Согласно закону Гаузе, два вида, занимающие одну и ту же экологическую нишу (то есть использующие одни и те же ресурсы в одной среде), не могут сосуществовать бесконечно долго. В условиях ограниченности ресурса один вид неизбежно окажется чуть более приспособленным: он будет быстрее размножаться или эффективнее поглощать пищу. В данном случае туфелька ушастая вытеснила туфельку хвостатую, так как была более конкурентоспособной в борьбе за бактерии.
2. Причина роста численности в начале эксперимента. В самом начале опыта, когда инфузорий в пробирке было мало, плотность популяции была низкой. Пищевого ресурса (бактерий и дрожжей) на тот момент было в избытке для имеющегося количества особей. При отсутствии острой конкуренции и наличии свободного пространства организмы активно размножались, что привело к закономерному росту численности обоих видов.
3. Переход к стабилизации и вытеснению. По мере роста численности инфузорий количество корма на одну особь стало снижаться. Когда ресурс стал дефицитным, началась острая межвидовая конкуренция. Более слабый конкурент (туфелька хвостатая) стал получать меньше энергии, его размножение замедлилось, а смертность возросла, что и привело к его полному исчезновению из пробирки.
Ответ: 1) Суть закона конкурентного исключения заключается в том, что два вида с одинаковыми экологическими потребностями не могут существовать в одном месте; более сильный конкурент всегда вытесняет более слабого. 2) В начале эксперимента численность росла, так как пищевые ресурсы были в избытке, а плотность популяции была низкой, что позволяло особям беспрепятственно размножаться.
Источник: ФИПИ