کنام واقعی و کنام بنیادی؛ صیادی و رقابت؛ تنوع زیستی و تولیدکنندگی

 رقابت به جوامع زيستی شکل می‌دهد. 

استفاده‌های مشترک از منابع کمياب باعث رقابت می‌شود.

هنگامی که دوگونه در يک زيستگاه از منابع مشترکی استفاده می‌کنند، می‌گويند اين دو گونه در حال رقابت با يکديگر هستند. جانداران معمولاً برای به‌ دست آوردن غذا، مکان آشيانه، فضا برای زيستن، نور، مواد معدنی و آب، با يک ديگر رقابت می‌کنند. برای ايجاد رقابت، لازم است منابع مورد رقابت فراوان نباشند. مثلاً در آفريقا، شير و کفتار بر سر شکار با يکديگر در حال رقابت هستند. ستيزی که نتیجه‌ی اين رقابت درمی‌گيرد، معمولاً منجر به زخمی شدن هر دو طرف می‌شود. بسياری از انواع رقابت منجر به درگيری و ستيز نمی‌شود. بعضی از جانداران رقيب هرگز با يکديگر برخورد نمی‌کنند.

اثر آن‌ها بر رقيبان خود از طريق اثری است که بر منابع می‌گذارند. برای قضاوت درباره‌ی نقش هر جاندار در اکوسيستم، لازم است به اين پرسش‌ها درباره‌ی آن پاسخ دهيد: آن جاندار چه می‌خورد، يا به عبارت صحيح‌تر آن جاندار انرژی مورد نياز خود را ازکجا تأمين می‌کند و آن جاندار کجا زندگی می‌کند؟ نقش هر جاندار را در اکوسيستم کُنام آن جاندار می‌نامند. در واقع کنام يعنی همه‌ی راه‌های ارتباطی جاندار با محيط زيست راه‌های ارتباطی جاندار با محيط زيست. کُنام هر جاندار را می‌توان با تعيين عواملی مانند فضايی که مورد استفاده قرار می‌دهد، غذايی که می‌خورد همچنين نيازهای دمايی، رطوبتی يا جفت‌گيری، تعريف کرد. کنام را نبايد با زيستگاه اشتباه گرفت. زيستگاه مکان است، در حالی که کنام الگويی از زندگی است. در شکل ۱ خلاصه‌ی کنام پلنگ جاگوار را مشاهده می‌کنيد.

شکل ۱- کنام پلنگ جاگوار. 

غذا: پستانداران کوچک‌تر، ماهی و لاک‌پشت

تولیدمثل: در طول تابستان

زمان فعالیت:  هم در روز شکار می‌کند و هم در شب

کنام را اغلب از نظر تأثيری که هر جاندار بر سير انرژی اکوسيستم می‌گذارد، توصيف می‌کنند؛ مثلاً کنام يک گوزن که از بوته‌ها تغذيه می‌کند، به صورت گياه‌خوار توصيف می‌شود. کنام بعضی از جانداران با يکديگر همپوشانی دارد. اگر در يکی از منابع مورد نياز چنين جاندارانی کمبود وجود داشته باشد، امکان رقابت بين آن‌ها افزايش می‌يابد.

کنام گونه‌های مختلف، هم اندازه نيست: برای درک بهتر کنام، بهتر است کنام چند گونه‌ی مختلف را مورد بررسی قرار دهيم. سِسْک نوعی پرنده‌ی آوازخوان است که در جستجوی غذایی که حشرات کوچک هستند، در درختان سرو به سر می‌برد. برای تعريف کنام اين پرنده، متغيرهای مختلفی را بايد در نظر گرفت: دمای مورد نياز اين پرنده، موقعی از سال که اين پرنده آشيانه می‌سازد، غذای مورد علاقه‌ی آن و محلی از درخت که اين پرنده غذای خود را از آنجا به دست می‌آورد، از جمله‌ی این متغیرها هستند. طيفی از موقعيت‌هايی که اين جاندار، توان زيستن در آن‌ها را دارد، کنام بنيادی می‌نامند.

تقسيم منابع بين گونه‌ها: سسک زرد غذای خود را از حشرات ساکن بالای درختان کاج نوئل تأمين می‌کند، در حالی که اين حشرات در بخش‌های ديگر درخت نيز حضور دارند (شکل ۲). به عبارت ديگر سسک زرد تنها بخش کوچکی از درخت کاج نوئل را اشغال می‌کند.

در اواخر دهه‌ی ۱۹۵۰ رابرت مک آرتور که بوم‌شناس بود پژوهشی درباره کنام اين پرندگان انجام داد. پژوهش اين محقق در شکل ۲ خلاصه شده است. او رفتارهای تغذيه‌ای پنج‌ گونه‌ی سسک را که رقيب يکديگر هستند، مورد تحقيق قرارداد و پی برد که اين پنج گونه همزمان، اما از مناطق مختلف درخت کاج نوئل، غذای خود را کسب می‌کنند.

توجه داشته باشيدکه کنام بنيادی هر پنج گونه يکی است، اما مکان کسب منابع غذايی آن‌ها متفاوت است. گويی آن‌ها توافق کرده‌اند که هرگونه از بخش ويژه‌ای از درخت کاج نوئل غذای خود را به‌ دست آورد. بخشی از کنام بنيادی که هرگونه اشغال می‌کند، کنام واقعی آن می‌نامند. بنابراين کنام واقعی سسک زرد بخش کوچکی (بخش بالايی درخت) از کنام بنيادی آن (درخت کاج نوئل به طور کلی) است.

مزيت کسب غذا از بخش کوچکی از کنام بنيادی چيست؟ اين پژوهشگر اعتقاد دارد که اين الگوهای تغذيه‌ای باعث کاهش رقابت بين پنج گونه‌ی سسک می‌شود. چون محل‌های کسب غذای پنج گونه‌ی سسک رفتارهای متفاوتی به وجود آورده است. بسياری از بوم شناسان با اين عقيده موافق‌اند.

شکل ۲- کنام واقعی. اگرچه کنام بنيادی اين پنج نوعِ سسک که روی يک نوع درخت زندگی می‌کنند، يکسان است، اما کنام واقعی آن‌ها متفاوت است.

بر اثر رقابت دسترسی گونه‌ها به منابع محدود می‌شود.

در دهه‌ی ۱۹۶۰ پژوهشگری به نام ژوزف کانل پژوهشی درباره‌ی يک مورد رقابت انجام داد. اين پژوهشگر امريکايی دو گونه کشتی چسب را که در صخره‌های همانندی در سواحل اسکاتلند زندگی می‌کنند، مورد بررسی قرار داد. کشتی چسب جانوری دريازی، از گروه سخت پوستان است. نوزاد اين جانور که در ابتدا آزادانه در آب زندگی می‌کند، خود را به تخته سنگ‌ها می‌چسباند و بقیه‌ی عمر خود را چسبيده به آن باقی می‌ماند. در شکل ۳ مشاهده می‌کنيد که کشتی چسب گونه‌ی ۱ بر مناطق بالايی صخره‌ها که هنگام جزر از آب خارج می‌شود، زندگی می‌کند. در همين شکل نوعی ديگر کشتی چسب (گونه‌ی ۲) را مشاهده می‌کنيد که روی همان نوع تـخته سنگ‌ها، اما در مناطق پايين‌تر که به ندرت در معرض هوا قرار می‌گيرد، زندگی می‌کند.

کانل در پژوهش‌های خود قسمت‌های پايينی زيستگاه اين کشتی چسب‌ها را از وجود گونه‌ی ۲ پاک می‌کرد و پس از آن مشاهده می‌کرد که پس از مدتی گونه‌ی ۱ قسمت‌های پايينی تخته سنگ‌ها را نيز اشغال می‌کند. اين نشان می‌دهد که عدم گسترش گونه‌ی ۱ در مناطق عميق به علت عدم توانايی آن برای زيستن در آن بخش از زيستگاه نيست و در واقع مناطق کم عمق و عميق تخته سنگ‌ها کنام بنيادی آن محسوب می‌شود. وقتی که او بار ديگر گونه‌ی ۲ را روی اين تخته سنگ‌ها کشت می‌داد، مشاهده می‌کرد که اين گونه، همواره مناطق عميق‌تر تخته سنگ‌ها را انتخاب و در آنجا جايگزين می‌شود. به عبارت دیگر گونه‌ی ۱ نمی‌تواند در حضور گونه‌ی ۲ به مناطق عميق تخته سنگ‌ها نفوذ کند (شکل ۳) گونه‌ی ۲ در حضور يا عدم حضور گونه‌ی ۱ همواره مناطق عميق‌تر را ترجيح می‌دهد. به نظر می‌رسد سازش گونه‌ی ۲ به مناطق کم عمق که مدت طولانی‌تری از آب خارج می‌شود، به پای گونه‌ی ۱ نمی‌رسد. گونه‌ی ۱ به علت رقابت با گونه‌ی دیگر فقط بخشی از کنام بنيادی خود را اشغال می‌کند. اين پژوهش نشان می‌دهد همان گونه که در پژوهش‌های مک آرتور نيز مشخص شده، رقابت دسترسی گونه‌ها را به منابع محدود می‌کند.

شکـل ۳- اثر رقـابت بين دو گونه کشتی چسب. کُنام واقعی۱ از کنام بنيادی آن کوچک‌تر است. چون اين‌گونه در رقابت با گونه‌ی ۲ است.

رقابت بدون تقسيم منابع باعث انقراض می‌شود.

محدوديت و کمبود منابع در طبيعت يک قاعده است و گونه‌هايی که از منابع يکسانی استفاده می‌کنند، در معرض رقابت با يکديگر قرار می‌گيرند. داروين مشاهده کرد که رقابت بين گونه‌هايی که شباهت زياد به يکديگر دارند، حادتر است، چون اين‌گونه‌ها معمولاً با روش مشابهی از منابع يکسانی استفاده می‌کنند. بنابراين آيا می‌توانيم ادعا کنيم که در رقابت بين گونه‌های شبيه به يکديگر، يک گونه همواره از آن محيط حذف می‌شود؟ در سال‌های دهه‌ی ۱۹۳۰ پژوهشگری روسی به نام گوس با انجام آزمايش‌هايی دقيق کوشش کرد به اين پرسش پاسخ دهد.

گوس در آزمايش خود، دو گونه‌ی پارامسی (گونه‌ی ۱ و گونه‌ی ۲) را که از يک نوع باکتری تغذيه می‌کنند، در يک ظرف کشت داد. حاصل اين رقابت همواره حذف گونه‌ای بود که نسبت به مواد دفعی باکتری‌ها مقاومت کمتر دارد (شکل ۴). گوس نتيجه گرفت که اگر دو گونه در حال رقابت با يکديگر باشند، گونه‌ای که با کارآيی بيشتری می‌تواند از منابع استفاده کند گونه‌ی ديگر را از زيستگاه حذف می‌کند. اين نوع حذف در اثر رقابت را حذف رقابتی می‌نامند.

شکل ۴- حذف رقابتی بين گونه‌های پارامسی. در آزمايش گوس معلوم شد که نتيجه‌ی رقابت به تشابه و همپوشانی کنام‌های واقعی گونه‌های رقيب بستگی دارد.

رقابت کنندگان می‌توانند با هم سازش داشته باشند: آيا در صورت وجود منابع محدود، همواره حذف رقابتی بين گونه‌ها روی می‌دهد؟

گوس در آزمايشی ديگر گونه‌ی ديگری از پارامسی (گونه‌ی ۳) را به محيط کشت پارامسی ۱ وارد کرد. غذای اين دو پارامسی نيز يکسان است. او انتظار داشت مطابق با آزمايش قبلی، يکی از گونه‌ها از صحنه‌ی رقابت حذف شود.

اما نتیجه‌ی آزمايش جور ديگری بود. اين دو گونه، مانند سسک‌های شکل ۲ هر دو در اما نتيجه محيط باقی ماندند. چون در واقع، اين دو گونه، غذای خود را از مناطق متفاوتی کسب می‌کنند.

قسمت بالای ظرف را، که در آنجا غلظت اکسيژن بيشتر است، بيشتر گونه‌ی ۱ اشغال می‌کند. در قسمت پايينی ظرف که غلظت اکسيژن کمتر دارد، گونه‌هايی از باکتری‌ها که تنفس بی‌هوازی دارند، زندگی می‌کنند. گونه‌ی ۳ برای زندگی در قسمت‌های پايين‌تر ظرف و تغذيه از باکتری‌ها سازش بيشتر دارد.

بنابراين کنام بنيادی هر دو گونه، همه‌ی ظرف محيط کشت است؛ اما کنام واقعی آن دو، به علت توانايی‌های سازشی آن‌ها، متفاوت است در نتيجه اين دو گونه در يک محيط کشت با هم زندگی می‌کنند و هيچکدام ديگری را از صحنه‌ی رقابت حذف نمی‌کند.

صيادی رقابت را کاهش می‌دهد: پژوهش‌هايی که در اکوسيستم‌های طبيعی صورت گرفته، معلوم کرده است که صيادی اثرات رقابت را کاهش می‌دهد. يکی ازپژوهش‌هايی که در اين مورد صورت گرفته درباره‌ی تاثیر ستاره‌ی دريايی روی تعداد و نوع گونه‌هايی است که در مناطق جزر و مدی دريا زندگی می‌کند ستاره‌ی دريايی شکارچی جانوران دريازی، مانند صدف باريک و صدف پهن است. پژوهشگری به نام رابرت پاين ستاره‌های دريايی يک منطقه‌ی طبيعی را ازآن خارج کرد. او مشاهده کرد که تعدادگونه‌های شکار اين ستاره‌های دريايی از ۱۵ به ۸ می‌رسد. در واقع صدف‌های باريک که شکار اصلی ستاره‌ی دريايی محسوب می‌شوند، اين هفت گونه را از محيط حذف کرده‌اند. ستاره‌های دريايی با شکار صدف‌های باريک، جمعيت آن‌ها را به حداقل کاهش و با اين کار رقابت را نيز کاهش می‌دهند (شکل ۵).

تنوع زيستی و توليد کنندگی: در سال‌های دهه‌ی ۱۹۹۰ پژوهش مهمی درباره‌ی رابطه‌ی بین زيستی و توليدکنندگی صورت گرفت. ديويد تيلمن و ۵۰ نفر از همکاران او در مجموع ۱۴۷ منطقه‌ی آزمايشی را در علفزارهای مينه سوتا، در امريکا، انتخاب کردند. هر منطقه‌ی آزمايشی آن‌ها شامل ۱ تا ۲۴ گونه‌ی خاص و بومی بود. آنان مقدار ماده‌ی زنده‌ی توليد شده دراين مناطق را اندازه‌گيری کردند و به اين نتيجه رسيدند که هرقدر تنوع گونه‌های گياهی در منطقه بيشتر باشد، به همان نسبت نيتروژن جذب شده از زمين در هر قطعه بيشتر است. آزمايش‌های تيلمن و همکاران او به روشنی نشان می‌دهد که افزايش تنوع گياهان باعث افزايش توليدکنندگی می‌شود.

شکل ۵- اثر حذف ستاره‌های دريايی از دريا. هنگامی که اين ستاره دريايی از اکوسيستم دريا حذف شد، تنوع زيستی کاهش و رقابت بين گونه‌هايی که شکار آن هستند، افزايش يافت.

اين پژوهشگران همچنين دريافتند مناطقی که تعداد گونه‌های آنها بيشتر است، در برابر خشکی‌ها و کم آبی‌های محيط مقاوم‌ترند، بنابراين افزايش تنوع گياهان موجب افزايش پايداری زيستگاه‌ها و اجتماعات زيستی نيز می‌شود.