Twoja wyszukiwarka

INGEBORGA JARZYNA
MIĘDZY NAMI SĄSIADAMI
Wiedza i Życie nr 5/1996
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 5/1996

Konkurencja, w jednym ze swoich znaczeń, kojarzy się ze zwierzętami. To onewspółzawodniczą o pokarm, terytoriumdo życia, miejsce w hierarchii społecznejczy samicę. Tymczasem konkurencjaistnieje także wśród roślin. I może zabrzmito paradoksalnie, ale często przybieraona drastyczne formy.

Rośliny, w ogromnej większości, są organizmami osiadłymi. Są "skazane" na miejsce, w którym wykiełkowało nasienie, panujące tam warunki wodne, pokarmowe, świetlne oraz na najbliższych sąsiadów - osobniki tego samego bądź innego gatunku. Nie mogą one, tak jak zwierzęta, poszukać lepszego lokum, jeśli w otoczeniu coś im nie odpowiada. Z faktu, że rośliny są organizmami osiadłymi wynika również prosty wniosek - konkurują głównie z sąsiadami. Oddziałują na siebie najczęściej pośrednio, zmianiając środowisko. Rośliny ocieniają się, pobierają wodę z gleby, wysuszając ją. Niektóre gatunki zatruwają podłoże substancjami allelopatycznymi (patrz: "WiŻ" nr 10/1994). Mogą się też wzajemnie uszkadzać, powodując nawet większą śmiertelność, ale takie wypadki są o wiele rzadsze. Na przykład pędy wyki, chwastu w łanach zbóż owijają się wokół ich źdźbeł i, pnąc się do światła, czesto łamią łodygi swej podpory, drzewa zaś strącają sobie nawzajem konary i niszczą pąki. Rośliny mogą także rywalizować o miejsce: do gleby porośniętej grubą i szczelną warstwą mchów i porostów, nasiona roślin kwiatowych z trudem "dociskają się", a po wykiełkowaniu niewiele siewek może się wydostać ponad zielony dywan. W efekcie populacja rośliny kwiatowej zostaje ograniczona, a czasami nawet wyeliminowana.

O CO TOCZY SIĘ BÓJ?

Konkurencja polega na wzajemnym ograniczaniu dostępu do zasobów, które nie występują w nadmiarze; są nimi światło i woda z solami mineralnymi. Istnieją różnice w sposobie rywalizowania o każdy z nich. Nawet w najbardziej sprzyjających warunkach, roślina nie może "napić się" na zapas (wyjątkiem są gatunki przystosowane do życia w pustynnych warunkach).

Inaczej wygląda konkurencja o światło. Promienie słoneczne padają na roślinę najczęściej z góry. Większy, wyższy i bardziej rozłożysty osobnik zagarnia dla siebie większość światła, nawet jeśli tak duża ilość energii nie jest mu potrzebna i nie wykorzysta jej w pełni do fotosyntezy. Dla mniejszej, zacienianej rośliny oznacza to ograniczenie transpiracji. W efekcie pobiera mniej wody i soli mineralnych.

Okazalszy osobnik ma dzięki temu więcej zasobów, może szybciej rosnąć, zagłuszając coraz słabszego sąsiada. W ten sposób zyskuje więcej szans na przeżycie i przekazanie swoich genów przyszłemu potomstwu.

Wczesną wiosną, w gęstym lesie liściastym szybko zakwitają rośliny runa. W lecie, gdy drzewa rozwiną liście i odetną dopływ światła, dno lasu porastają tylko nieliczne cieniolubne rośliny

Poszczególne gatunki zwykle mają różne wymagania co do warunków środowiska; inaczej je wykorzystują, czyli zajmują różne nisze ekologiczne.

SĄSIAD JEST INNY

Jeśli zatem konkurują ze sobą osobniki różnych gatunków, to zazwyczaj jeden z nich jest mniej poszkodowany niż drugi. To, który osobnik lub cała populacja znajduje się w lepszej sytuacji, zależy od cech gatunkowych - morfologii, czy rośliny są rozłożyste, mają duże liście czy wręcz przeciwnie - małe i wąskie; od zdolności tolerowania niekorzystnych warunków środowiska, szybkości wzrostu oraz od momentu pojawienia się, na przykład wykiełkowania, w zbiorowisku roślinnym.

Rośliny w efekcie konkurencji mogą wytwarzać mniej nasion, rozmnóżek, kłączy, bulw, cebul, zatem osobniki będą wydawać mniej potomstwa, czyli staną się gorzej dostosowane. Dlatego zjawisko to jest niekorzystne. Personifikując oddziaływania między roślinami, można by rzec, że osobniki w miarę swoich możliwości "starają się" go unikać, zwłaszcza jeśli nie mają szans na zwycięstwo.

Mogą stosować strategię rozdziału zasobów. Na przykład, w gęstych lasach liściastych, wczesną wiosną, zanim drzewa rozwiną liście i odetną dopływ światła do niższych warstw lasu, drobne byliny w warstwie runa szybko rozwijają się, kwitną i wydają nasiona. Zaledwie stopnieje śnieg, a już z rozmarzającej ziemi wyrastają białozielone kępy przebiśniegów, fioletowe grona kwiatów kokoryczy, pojawiają się łany niebieskich przylaszczek. Nieco później zakwitają piękną bielą zawilce gajowe, z którymi kontrastują liczne, fioletowe kwiaty miodunek, kępy turzyc kosmatek i bukieciki fiołków. W buczynach natomiast zakwitają żywce, śnieżyce, obrazki i przetaczniki. Całe dno lasu usłane jest drobnymi, różnokolorowymi kwiatami. W lecie po tych roślinach nie ma już śladu. W tym samym miejscu w warstwie runa znajdziemy zaledwie trochę pożółkłych łodyżek i drobnych listków. Dno lasu będzie ciemne, porośnięte tylko przez nieliczne cieniolubne rośliny.

Innym przykładem rozdziału zasobów jest rodzina motylkowych, która zyskała dodatkowe źródło azotu dzięki symbiozie z bakteriami. Organizmy te, żyjące w brodawkach korzeniowych, wiążą azot atmosferyczny. Rośliny motylkowe mają przewagę nad roślinami innych gatunków, które nie mają tej cechy.

To, które współzawodnictwo wewnątrz- czy międzygatunkowe wywiera na rośliny większy wpływ, zależy od siły konkurencyjnej poszczególnych gatunków. Gdy dwa gatunki rosną razem i jeden z nich jest silniejszym konkurentem, wtedy dla jego słabszego sąsiada większe znaczenie będzie miała konkurencja międzygatunkowa. Natomiast dla mocniejszego rywala większym zagrożeniem będą osobniki tego samego gatunku, toteż będzie rósł lepiej w sąsiedztwie roślin innych gatunków. Oddziaływania międzygatunkowe polegają na nierówności szans, gdyż każdy z gatunków roślin jest inaczej przystosowany do konkurencji o zasoby. Natomiast współzawodnictwo w obrębie gatunku jest bardziej skomplikowane.

GDY JEST KREWNIAKIEM

Dla pełniejszego zilustrowania dalszych rozważań wyobraźmy sobie łan zboża lub skrzynkę z maciejką. Wszystkie rośliny, zwłaszcza jeśli wysialiśmy nasiona w jednym czasie, są mniej więcej jednej wielkości, w tej samej fazie rozwojowej i zajmują tę samą niszę ekologiczną. Można więc wysnuć wniosek, że konkurencja wewnątrzgatunkowa jest silniejsza. Mechanizm zjawiska pozostaje oczywiście ten sam. Sprawę komplikuje jednak fakt, że współzawodnictwo w obrębie danej populacji często dotyka tylko jednego z konkurentów. Prześledźmy, jak do takiej sytuacji może dojść. W najbliższym otoczeniu roślin, istnieją drobne różnice w wilgotności, temperaturze, żyzności gleby, nasłonecznieniu. Wyrastająca siewka może mieć nieco lepsze warunki niż konkurent tuż obok. A to sprawia, że już na początku rozwoju osobniki mają nierówny start. O sukcesie rośliny decydują także odpowiednie geny. Osobnik wyrastający z nasienia z większą ilością substancji zapasowych może szybko przerosnąć sąsiadów. W ten sposób na początku rozwoju populacji pojawiają się osobniki różnej wielkości.

Czytelnik, który zbyt gęsto wysieje nasiona maciejki do skrzynki na balkonie może takie zróżnicowanie zaobserwować. Wśród rozwijających się roślinek trwa wyścig do słońca i te, które rosną wolniej są przygłuszane coraz bardziej. Oczywiście, odbywa się to tylko wtedy, gdy zagęszczenie, czyli liczba osobników na jednostkę powierzchni, jest odpowiednio duże. Niewielkie zagęszczenie może sprzyjać rozwojowi roślin, ponieważ tworzy korzystniejszy mikroklimat, na przykład osłabia odziaływanie wiatru, łagodzi również wahania temperatury powietrza. Jednak w miarę rozrastania się poszczególnych osobników populacji, nawet przy początkowo korzystnym, niewielkim zagęszczeniu, zaczynają one rywalizować.

Dobór naturalny preferuje rośliny, które szybciej rosną. W miarę rozwoju populacji obserwujemy ustalenie się pewnej charakterystycznej struktury wielkości. Będzie w niej dużo osobników małych, przygłuszonych, a niewiele dużych, zwycięskich. Rosną one pojedynczo, w sporych odstępach, otoczone mniejszymi roślinami, nigdy zaś blisko siebie.

W świecie roślin wielkość osobnika to cecha określająca jego status w populacji, gdyż właśnie najokazalsze mają największe szanse, aby zakwitnąć, wydać nasiona lub pomnożyć się wegetatywnie i przekazać swoje geny (w tym także i te, które warunkują szybki wzrost na początku rozwoju) następnemu pokoleniu.

JAK ŻYĆ BĘDĄC MAŁYM

Przyjrzyjmy się teraz, jak radzą sobie osobniki małe? Przygłuszona roślina ginie albo wegetuje. Jeśli osobniki małe zaczynają umierać, wówczas obserwujemy zjawisko samoprzerzedzania się populacji. Jeżeli jednak roślina, która przegrała w rywalizacji o światło, jest wystarczająco plastyczna, nawet wówczas może egzystować w tak niesprzyjających warunkach.

W łanie gęsto posadzonych roślin są zwycięzcy i zwyciężeni - osobniki niższe o mniejszych liściach, krótszych pędach i drobniejszych kwiatach

Jeśli takich osobników jest więcej, może nawet utworzyć się drugi łan roślin, pod koronami roślin wysokich. Osobniki z niższego piętra stosują czasem zadziwiające strategie, które pomagają im przetrwać i wydać potomstwo, nawet w bardzo nie sprzyjających warunkach. Na przykład, ograniczając "wydatki" energii na reprodukcję przeznaczają więcej energii na utrzymanie się przy życiu. Roślina tworzy wtedy mniej kwiatów, owoców, nasion, rozmnóżek, cebul, bulw itp. Ponadto może opóźniać swoje kwitnienie. Daje to jej szansę przeczekania niekorzystnych warunków - zawsze isnieje prawdopodobieństwo, że rozpychający się, większy sąsiad wyda nasiona i umrze lub zostanie zaatakowany przez wirusy, grzyby lub zjedzony przez zwierzę. Wtedy słabszemu uda się wydać potomstwo, które będzie miało szansę przeżycia i rozwoju. Inne rośliny przeciwnie - przyspieszają rozmnażanie, aby wydać choć trochę nasion jeszcze przed obumarciem.

Konkurencja między osobnikami wpływa też na sposób reprodukcji. Wydaje się, że jeśli dany gatunek rozmnaża się zarówno generatywnie, jak i wegetatywnie, wówczas w małym zagęszczeniu zużywa więcej energii na pomnażanie wegetatywne, a w dużym zagęszczeniu na rozród generatywny. Strategia taka jest w pełni zrozumiała. Zauważmy bowiem, że w małym zagęszczeniu preferowany jest proces wegetatywny jako skuteczny sposób zasiedlania nowych terenów osobnikami o już wypróbowanym genotypie.

Natomiast w dużym zagęszczeniu zaletą może być generatywny sposób rozmnażania, dający szansę powstania szybko rozprzestrzeniających się nasion o nowych kombinacjach genów. Część osobników z nich powstałych może lepiej przeżywać w warunkach silnej rywalizacji.

Zjawisko konkurencji jest, jak widać, skomplikowanym procesem, zależnym od bardzo wielu czynników i powodującym wiele skutków (np. ukształtowanie się określonej struktury wielkości populacji, śmiertelność, zmiana zachowań reprodukcyjnych, wzajemne konkurencyjne wypieranie). Konkurencja jest też ważnym elementem selekcji. Powoduje, że przeżywają i wydają potomstwo, a więc przekazują swój genotyp osobniki najlepiej dostosowane do danych warunków. Konkurencja zatem utrzymuje w przyrodzie ład, równowagę i harmonię.

Mgr INGEBORGA JARZYNA jest doktorantką w Zakładzie Fitosocjologii i Ekologii Roślin Instytutu Botaniki Uniwersytetu Warszawskiego.