Занятие "Конкуренция в природе"
план-конспект занятия по биологии (9, 10, 11 класс)

Занятие «Конкуренция в природе»

Цель занятия: изучение нового теоретического материала и формирование понятийного аппарата обучающихся.

Задачи:  

1. ознакомление обучающихся со следующими понятиями: внутривидовая конкуренция. межвидовая конкуренция, конкурентное вытеснение.
2. формирование навыков работы с информацией, навыков составления конспекта;
3. воспитание интереса к изучению экологических закономерностей и природы Земли в целом.

Оборудование:

1. тетради, ручки;
2. учебная литература по экологии и биологии;
3. ноутбук, электронные презентации, видеоматериалы.

Ход занятия.

1. Организационная часть занятия. Приветствие.
2. Основная часть занятия.

Теоретическая часть занятия.

        В природе конкурентные отношения очень разнообразны. Конкурентное взаимодействие может касаться пространства, пищи. Света, зависимости от хищников, подверженность болезням и действию различных экологических факторов.

        Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую. Эти два типа конкурентных отношений могут иметь большое значение в формировании разнообразия видов и численности организмов.

        Внутривидовая конкуренция – это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяций. У некоторых видов под влиянием внутривидовой конкуренции за пространство сформировался определенный тип поведения, который называется территориальностью.

        У птиц территориальный тип поведения проявляется следующим образом. В начале сезона размножения самец выбирает участок обитания (территорию) и защищает его от вторжения самцов того же вида. Громкие голоса самцов весной сигнализируют о праве собственности на участок, в первую очередь, и лишь затем голос самца является одним из половых признаков, по которым самца выбирает себе пару. Самец, строго охраняющий свою территорию, имеет больше шансов построить гнездо и иметь потомков, тогда как самец, не способный обеспечить и защитить свой участок, скорее всего не сможет размножаться.

        Защита территории вовсе не обязательно сопровождается активно происходящей борьбой. Громкое пение и угрожающие позы обычно достаточны для того, чтобы прогнать нарушителя. Территориальное поведение можно считать экологическим регулятором, оно позволяет избегать перенаселения и недоселенности. У животных высокая плотность является фактором угнетения, снижающим воспроизводство даже при изобилии пищевых ресурсов.

        У растений примером внутривидовой борьбы можно считать борьбу молодых елей на одном участке леса за свет. Происходит это следующим образом. На открытом месте, недалеко от большой ели, дающей множество семян, появляется несколько десятков всходов – маленьких елочек. Первая задача выполнена: популяция выросла и захватила территорию, необходимую ей для выживания. Таким образом, территориальность у растений проявляется иначе, чем у животных: участок занимает не особь, а вид (популяция или ее часть).

        Молодые деревья растут, проявляется разница в росте, в борьбе за свет выживают самые высокие и здоровые растения. Более слабые и небольшого роста ели попадают под затенение более развитых деревьев, чьи кроны не позволяют получить их собратьям достаточное количество солнечных лучей для фотосинтеза, а значит, для роста и выживания. Через несколько лет на участке остаются всего несколько деревьев (или одно дерево), и достаточно места для развития корневой системы и кроны.

        Конкуренция между видами чрезвычайно широко распространена в природе, практически не существует таких видов, которые не испытывали бы влияние (давление) со стороны других видов. Экология рассматривает межвидовую конкуренцию в узком смысле – только как взаимно отрицательные отношения совместно проживающих видов.

        Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть различными: от жестокой борьбы до почти мирного сосуществования. Как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой.

        Приведем примеры конкуренции между экологически близкими видами. В Европе в поселениях человека серая крыса совершенно вытеснила другой вид того же рода – черную крысу, которая теперь занимает лесные районы и пустоши. Серая крыса крупнее, лучше плавает, агрессивнее, поэтому она «победила» в межвидовой борьбе двух близкородственных видов. В России сравнительно мелкий рыжий таракан-прусак почти полностью вытеснил черного таракана, потому что смог лучше приспособиться к специфическим условиям человеческого жилища и сурового климата страны. В Австралии обыкновенная пчела, завезенная из Европы, вытесняет маленькую местную (туземную) пчелу, не имеющую жала.

        У растений межвидовая борьба хорошо видна при развитии ели, которая хорошо развивается под защитой сосен, берез, осин, но при разрастании еловых крон, эти светолюбивые растения гибнут.

Межвидовую конкуренцию изучал русский биолог Г.Ф. Гаузе на культурах двух видов инфузорий-туфелек со сходным характером питания, которых он помещал по отдельности и совместно в сосуды с сенным настоем. Каждый вид, помещенный отдельно, успешно размножался, достигал оптимальной численности. При помещении обеих культур в один сосуд численность одного из видов постепенно уменьшалась, и он исчезал из настоя, а численность другого вида не изменялась. В результате конкуренции в сообществе совместно уживаются только те виды, которые сумели разойтись в своих экологических требованиях. Например, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по-разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают определенные виды растений, газели выщипывают только низкие травы, а антилопы топи кормятся только высокими травами. В регионах умеренных широт северного полушария насекомоядные птицы, кормящиеся на деревьях. Избегают конкуренции друг с другом благодаря разному характеру поиска добычи на разных частях дерева.

        Таким образом, межвидовая конкуренция может иметь два итога: либо вытеснение одного из двух видов из сообщества, либо расхождение обоих видов по экологическим нишам. Конкурентные отношения – один из важнейших факторов видового состава и регуляции численности популяций видов в сообществе.

        В экологии конкуренцию популяций рассматривают как экологический фактор. Некоторые свойства популяций позволяют заранее предсказывать итоги их конкуренции. Если различия в скоростях роста конкурирующих популяций достаточно велики, то при постоянных условиях существования обычно выигрывает популяция, обладающая более высокой скоростью роста. Если темпы роста различаются не значительно, между конкурирующими видами может установиться равновесие. Такое равновесие легко разрушается, если одна из популяций начинает испытывать влияние внешних факторов, приводящих либо к увеличению смертности, либо к снижению плодовитости (рождаемости).

        Экологам известно, что организмы, ведущие сходный образ жизни и обладающие сходным строением, не обитают в одних и тех же местах, а если живут рядом. То используют разные ресурсы и активны в разное время. Такое разделение сходных видов называется принципом конкурентного исключения Гаузе, который в 1932 году впервые подтвердил экспериментально данную закономерность. Расхождение, или смещение, экологических ниш при совместном обитании родственных видов хорошо иллюстрирует пример с двумя морскими рыбоядными птицами – большим бакланом и длинноносым бакланом, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся по соседству. Удалось выяснить, что состав пищи этих птиц существенно различается: длинноносый баклан ловит рыбу в верхних слоях воды, а большой баклан добывает придонные виды рыб и беспозвоночных животных (креветок).

        Конкуренция оказывает огромное влияние на распространение близкородственных видов. Виды с очень сходными потребностями встречаются обычно в разных географических областях или местообитаниях, либо избегают конкуренции каким-то образом, например, благодаря различиям в суточной или сезонной активности. Экологическое действие естественного отбора, вероятно, направлено на исключение или предотвращение продолжительной конфронтации видов со сходным образом жизни. Экологическое разобщение близкородственных видов закрепляется в ходе эволюции. В Центральной Европе существуют пять видов синиц, изоляция которых друг от друга обусловлена различиями в местообитаниях, местах кормежки и размерах добычи. Эволюционные изменения отразились и во внешнем различии этих видов: размерах тела, строении клюва и его толщине.

        Межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Конкуренция порождает и закрепляет разнообразие живых организмов, и способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию ресурсов.

Практическая часть занятия: просмотр видеоматериалов и электронных презентаций.

Задание: обсудите в группе свои наблюдения в природе примеров внутривидовой и межвидовой конкуренций. Объясните, чем они отличаются и в чем имеют сходство.

3. Заключительная часть занятия. Подведение итогов занятия.