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 опыта учёный сформулировал экологический закон, позже названный принципом исключения Гаузе: два вида не могут существовать в одной и той же местности, если они занимают одну и ту же экологическую нишу.
Объясните с точки зрения принципа исключения Гаузе, почему в первом случае оба вида выживали и численность инфузорий увеличивалась, а во втором случае выжил только один из видов.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для того чтобы правильно ответить на этот вопрос, необходимо проанализировать условия эксперимента и соотнести их с понятием «экологическая ниша».
Шаг 1. Анализ условий раздельного содержания.
В первом случае инфузории каждого вида находились в разных пробирках. Это означает, что они не контактировали друг с другом и не претендовали на одни и те же ресурсы в общем пространстве. Поскольку корма (бактерий и дрожжей) было достаточно для поддержания жизнедеятельности каждой популяции в отдельности, их численность росла до тех пор, пока не достигла предела, определяемого объёмом пробирки и количеством пищи. Здесь конкуренция отсутствовала.
Шаг 2. Анализ условий совместного содержания.
Во втором случае оба вида поместили в одну среду обитания, где был представлен только один тип корма — бактерии. Таким образом, экологические ниши двух видов (потребности в пище и пространстве) полностью совпали. Согласно принципу Гаузе, два вида не могут занимать одну и ту же нишу бесконечно долго.
Шаг 3. Причина исчезновения одного из видов.
В условиях ограниченного ресурса (бактерий) между видами началась острая межвидовая конкуренция. Один из видов (в данном случае туфелька ушастая) оказался более приспособленным к добыче этого конкретного корма или быстрее размножался. Он эффективнее использовал ресурс, что привело к постепенному вытеснению менее конкурентоспособного вида (туфельки хвостатой) до его полного исчезновения из данной среды.
Ответ: При раздельном содержании виды не конкурировали друг с другом за ресурсы, так как находились в разных средах. При совместном содержании в условиях ограниченного корма их экологические ниши совпали, что привело к острой межвидовой конкуренции, в результате которой более приспособленный вид полностью вытеснил другой.
Источник: ФИПИ