종내 경쟁

Intraspecific competition
Male hartebeest locking horns and fiercely defending their territories. An example of direct competition
수컷 하테비스트는 뿔을 잡고 그들의 영역을 맹렬히 지킨다.직접적인 경쟁의 예.

종내 경쟁은 개체 생태계의 상호작용으로, 같은 의 구성원들이 제한된 자원을 위해 경쟁한다.이것은 두 개체 모두에 대한 체력 저하로 이어지지만, 더 건강한 개체는 살아남아 [1]번식할 수 있다.반면, 종간 경쟁은 다른 종의 구성원이 공유 자원을 위해 경쟁할 때 발생한다.같은 종의 구성원들은 자원에 대한 요구 사항이 다소 비슷한 반면, 다른 종들은 경쟁하는 자원 중복이 작기 때문에 종간 경쟁이 종간 [2]경쟁보다 일반적으로 더 강한 힘이 된다.

개체들은 생존이나 번식에 필요한 음식, 물, 우주, 빛, 짝, 또는 다른 자원을 위해 경쟁할 수 있다.자원은 경쟁이 일어나도록 제한되어야 한다; 종의 모든 구성원이 충분한 양의 자원을 얻을 수 있다면, 개인들은 경쟁하지 않고 개체수[1]기하급수적으로 증가한다.자원이 유한하기 때문에 개체군 내의 모든 개인이 생존할 수 없기 때문에 장기간의 기하급수적 성장은 자연히 드물고, 희소자원에 대한 특정 내 경쟁으로 이어집니다.

자원이 한정되어 있는 경우, 인구 규모의 증가는 각 개인이 이용할 수 있는 자원의 양을 감소시켜 인구 1인당 적합도를 감소시킨다.그 결과, 개체군 내 경쟁이 치열해짐에 따라 개체군 증가 속도가 느려지고, 이는 음의 밀도에 의존하는 과정이 된다.인구 증가에 따라 감소하는 인구 증가율은 로지스틱 성장 [3]모델을 사용하여 효과적으로 모형화할 수 있습니다.인구 밀도의 변화율은 결국 0으로 떨어지며, 생태학자들은 이 점을 운반 능력(K)이라고 부른다.그러나 개체 수는 [3]환경 내에서 매우 제한된 수까지만 증가할 수 있습니다.환경의 가변 k로 정의되는 운반 용량은 환경이 장기간에 [3]걸쳐 유지 및 지원할 수 있는 개체 또는 종의 최대 수입니다.환경 내의 리소스는 한정되어 있으며 [3]무한하지 않습니다.환경은 자원이 완전히 [3]줄어들기 전에 특정 수의 개인만 지원할 수 있습니다.이보다 큰 숫자는 결국 장부용량에 도달할 때까지 마이너스 인구증가로 고통받는 반면, 장부용량보다 작은 인구는 [3]장부용량에 도달할 때까지 증가하게 된다.

종내 경쟁은 단지 같은 종의 구성원들 사이의 직접적인 상호작용을 포함할 뿐만 아니라(예를 들어 짝을 위해 경쟁할 때 뿔을 고정시키는 수컷 사슴) 개인이 공유 자원을 고갈시키는 간접적인 상호작용을 포함할 수 있다(예: 회색 곰이 더 이상 다른 곰이 먹을 수 없는 연어를 잡는 것).강을 따라 있는 지점).

자원을 유기체에 의해 분할하는 방식도 다양하며 스크램블과 경쟁으로 나눌 수 있다.스크램블 경쟁은 모든 개인이 공통의 자원 풀을 이용하기 때문에 상대적으로 균등한 자원 분배를 수반합니다.반대로, 경쟁은 자원의 불균등한 분배이며, 모집단의 계층이 각 개인이 받는 자원의 양에 영향을 미칠 때 발생한다.가장 중요한 영역이나 계층 구조의 최상위에 있는 유기체는 충분한 양의 자원을 얻는 반면, 영역이 없는 개인들은 어떠한 [1]자원도 얻지 못한다.

메커니즘

직접적인

간섭 경쟁은 개인이 자원을 찾기 위해 서로 직접 경쟁하는 과정이다.전투, 절도 또는 의례화된 전투를 포함할 수 있습니다.종내 직접 경쟁에는 영역을 주장하는 동물들도 포함되며, 그 후 다른 동물들이 그 지역에 들어오는 것을 배제한다.두 경쟁자 사이에 실제 충돌은 없을 수 있지만, 이 지역에서 제외된 동물은 먹이찾기 면적이 줄어들어 체력 저하를 겪고 있으며, 개체군의 지배적인 구성원과 대립할 위험이 있어 이 지역에 진입할 수 없다.유기체는 간섭 경쟁 중에 서로 마주치기 때문에 행동 전략과 형태학을 진화시켜 [4]개체군의 경쟁상대를 능가할 수 있다.

Captive flamingos fighting one another in shallow water
간섭 경쟁을 통해 경쟁하는 플라밍고, 잠재적으로 영역, 짝 또는 먹이를 위해 경쟁합니다.

예를 들어 북부 끈적끈적한 도롱뇽(Plethodon glutinosus)의 다른 개체군은 종내 경쟁의 강도에 따라 다양한 공격 수준을 진화시켰다.자원이 더 부족한 집단에서는 더 공격적인 행동이 진화할 가능성이 높다.먹을 [5]것이 부족하기 때문에 다른 선택지를 찾는 대신 종족 내 경쟁자들과 더 열심히 싸우는 것이 더 효과적인 전략이다.더 공격적인 도롱뇽은 번식에 필요한 자원을 얻을 가능성이 높은 반면 소심한 도롱뇽은 번식을 하기 전에 굶주릴 수 있기 때문에 공격성은 개체군 전체에 퍼질있습니다.

게다가, 칠레 홍학(Phoenicopterus chilensis)에 대한 연구는 결속된 새들이 단일 새들보다 훨씬 더 공격적이라는 것을 발견했습니다.짝지어진 새들은 그들의 짝이나 새끼를 지키기 위해 고통스런 만남을 시작할 가능성이 상당히 높았던 반면, 단일 새들은 전형적으로 번식하지 않고 [6]싸울 가능성이 낮았다.모든 홍학이 성비가 부적절하거나 여러 파트너와 짝짓기를 하는 우세한 홍학 때문에 개체군 내에서 짝짓기를 할 수 있는 것은 아니다.짝짓기는 많은 종에서 치열하게 경쟁하는 자원이다. 왜냐하면 자손의 생산은 개인이 유전자를 번식하는데 필수적이기 때문이다.

간접적인

유기체는 착취적 또는 명백한 경쟁을 통해 간접적으로 경쟁할 수 있다.착취적 경쟁은 공유 자원을 고갈시키고 그 결과 둘 다 체력 상실을 겪는 것을 포함한다.유기체는 실제로 접촉하지 않고 공유 자원을 통해 간접적으로만 상호작용할 수 있다.

를 들어 어린늑대거미(Schizocosa ocreata) 간의 착취적 경쟁이 실험적으로 나타났다.어린 거미들의 밀도를 높이는 것과 이용 가능한 먹이 공급을 줄이는 것 둘 다 개별 거미들의 성장을 낮췄다.늑대거미에게 먹이는 분명히 제한적인 자원이지만, 청소년들 사이에 직접적인 먹이 경쟁은 없었다. 다만 개체 [7]밀도의 증가로 인해 체력이 저하되었을 뿐이다.어린 늑대 거미의 마이너스 밀도 의존성은 명백합니다: 개체 밀도가 더욱 증가함에 따라, 성장률은 계속 떨어지고 잠재적으로 0에 도달할 수 있습니다.이것은 또한 개체군 내의 색 형태 존재는 밀도와 종 내 경쟁에 달려 있는 비비파루스 도마뱀, 즉 라세르타 비비파라에서도 볼 수 있다.

식물과 같은 정지된 유기체에서는 개인이 특정 영역에 뿌리를 두고 인접 환경에서 자원을 활용하기 때문에 착취적 경쟁이 간섭 경쟁보다 훨씬 더 큰 역할을 한다.묘목들은 빛을 얻기 위해 경쟁할 것이고, 대부분은 키가 큰 [8]나무들에 의해 차단되고 이용될 것이다.묘목들은 그들 종족의 더 큰 구성원들에 의해 쉽게 경쟁할 수 있는데, 이것이 씨앗의 분산 거리가 그렇게 클 수 있는 이유 중 하나이다.부모에게 가까이서 발아하는 씨앗은 경쟁에서 뒤쳐져 죽을 가능성이 매우 높다.

명백한 경쟁은 그 전제가 되는 집단에서 일어난다.먹잇감의 개체수가 증가하면 이 지역에 더 많은 포식자들이 몰려들게 되고, 이로 인해 개체는 잡아먹힐 위험이 높아져 생존율이 낮아지게 된다.착취적 경쟁처럼, 개인들은 직접적으로 상호작용하지 않고 오히려 증가하는 인구 규모의 결과로 체력 저하를 겪는다.명백한 경쟁은 일반적으로 두 개의 다른 종이 공통의 포식자를 공유하는 종간 경쟁보다는 상호 경쟁과 관련이 있다.포식자가 먹이를 구하기 어려워짐에 따라 포식자가 사냥을 더 치열하게 하기 때문에 한 종이 먹힐 가능성이 낮아지는 적응은 다른 먹이 종에 대한 적합성을 감소시키는 결과를 초래한다.예를 들어, 뉴질랜드의 토종 스킹크(올리고소마)는 토끼(Oryctolagus cuniculus)[9]도입 이후 개체수가 크게 감소했다.두 종 모두 족제비(Mustela furo)가 잡아먹기 때문에 토끼의 유입으로 족제비가 이 지역으로 이주해 스컹크 수가 고갈됐다.

자원 파티셔닝

대회.

모집단 내의 영역 또는 계층 구조에 리소스가 관련되어 있을 때 경쟁합니다.예를 들어 흰얼굴카푸친원숭이(Cebus capucinus)는 그룹 [10]내 순위에 따라 에너지 섭취량이 다르다.수컷과 암컷 모두 먹이에 대한 접근성이 가장 좋은 영역을 차지하기 위해 경쟁하며, 가장 성공한 원숭이들은 불균형적으로 많은 양의 먹이를 얻을 수 있고, 따라서 그룹의 하위 구성원에 비해 더 높은 체력을 갖습니다.Ctenophorus pictus 도마뱀의 경우, 수컷들은 영역을 두고 경쟁합니다.다형 변종 중에서 붉은 도마뱀은 노란색 [11]도마뱀에 비해 영역을 지키는 데 더 적극적이다.

공격적인 만남은 부상을 입을 수 있고 번식 능력이 떨어지기 때문에 개인에게 잠재적으로 비용이 많이 든다.그 결과, 많은 종들은 위험한 싸움을 하지 않고도 자원 접근권을 누가 획득할 수 있는지를 결정하기 위해 의식화된 전투의 형태를 발전시켜 왔습니다.수컷 추가인(Vipera berus)은 암컷에게 구애할 때 복잡한 의례적인 대립을 한다.일반적으로 몸집이 큰 수컷이 이기고 싸움은 어느 [12]한쪽에게나 부상으로 번지는 일은 거의 없다.

단, 자원을 취득하기 위해 치명적인 대립이 발생할 수 있을 정도로 자원을 중시하는 경우가 있습니다.수컷 코끼리 바다표범인 미룬가 아우구스티로스트리스는 짝짓기를 할 암컷 산토끼들을 통제하기 위해 치열한 경쟁을 벌입니다.암컷의 분포와 그에 따른 생식 성공은 수컷들 사이에 매우 불균등하다.대부분의 수컷의 생식 성공은 제로입니다; 그들은 번식 연령 전에 죽거나 더 높은 계급의 수컷에 의한 교미를 방해받습니다.게다가,[13] 소수의 지배적인 남성들만이 교미의 대부분을 차지한다.수컷의 잠재적인 번식 성공은 너무 커서 개체군의 위계질서를 올라가려다 번식 연령이 되기 전에 죽임을 당한다.

경쟁은 비교적 안정적인 인구역학을 만들어낸다.자원의 불균등한 분배는 일부 개체들을 죽게 만들지만, 영토를 가진 인구의 구성원이 번식할 수 있도록 보장하는 데 도움이 된다.한 지역의 영토 수는 시간이 지남에 따라 동일하기 때문에 번식 개체 수는 일정하게 유지되고 번식기마다 같은 수의 새로운 개체 수가 생산된다.

스크램블

스크램블 경쟁은 경쟁보다 더 균등한 자원 분배를 수반하며, 개인이 배제될 수 없는 공통 자원 풀이 있을 때 발생합니다.예를 들어, 방목하는 동물들은 그들의 개체수가 증가하고 음식이 제한적인 자원이 되면서 풀을 얻기 위해 더 강하게 경쟁한다.각 초식동물은 [4]더 많은 사람들이 같은 양의 음식을 얻기 위해 경쟁할수록 더 적은 양의 음식을 받는다.

스크램블의 완성은 불안정한 개체군 역학으로 이어질 수 있고, 자원의 균등한 분배는 극소수의 유기체가 생존하고 번식하기에 충분한 양을 얻는 결과를 가져올 수 있으며, 이는 개체군 붕괴를 야기할 수 있다.이러한 현상을 과잉 보상이라고 합니다.예를 들어, 나방의 애벌레는 스크램블 경쟁을 통해 먹이로 삼으며, 경쟁하는 애벌레가 너무 많으면 번데기를 할 수 있는 개체 수가 매우 적어 개체 [14]수가 크게 감소한다.그 후, 극소수의 나방들이 다음 세대에서 종내 경쟁을 하고 있기 때문에 개체수는 급격히 증가하다가 다시 추락한다.

특정 경쟁의 결과

성장률 저하

a graph showing how the human population has increased exponentially since 1900, recently reaching 7 billion people
지난 1,000년 동안의 기하급수적인 인구 증가.

종간 경쟁의 주요 영향은 인구 밀도가 증가함에 따라 인구 증가율이 감소하는 것이다.리소스가 무한대일 경우 특정 분야 내 경쟁이 발생하지 않고 인구가 기하급수적으로 증가할 수 있습니다.기하급수적인 인구 증가는 매우 드물지만, 특히 1900년 이후 인간에게서 기록되었다.엄격한 밀렵 통제가 [15]시행된 후 1900년대 중반 크루거 국립공원에 있는 코끼리 (록소돈타 아프리카나) 개체수도 기하급수적으로 증가했다.

N ( ) t N () ( - ( )) \ {) \= ) \ left ( 1 - { \ ( t ) } { \ } 。

dN(t)/dt = 모집단 밀도 변화율

N(t) = 시간 t에서의 모집단 크기

r = 1인당 증가율

K = 운반 용량

논리적으로 증가하는 인구 중 시간 대비 인구 증가.그래프에서 가장 가파른 부분은 인구 증가가 가장 빠른 부분입니다.

로지스틱 성장 방정식은 단순함에도 불구하고 종내 경쟁을 모델링하기 위한 효과적인 도구이며, 많은 실제 생물학적 시스템을 모델링하는 데 사용되어 왔다.낮은 인구 밀도에서 N(t)은 K보다 훨씬 작기 때문에 인구 증가의 주요 결정 요인은 단지 1인당 증가율이다.그러나 N(t)이 운반 용량에 가까워질수록 로지스틱 방정식의 두 번째 항이 작아져 모집단 [16]밀도의 변화 속도가 감소합니다.

로지스틱 성장 곡선은 처음에는 지수 성장 곡선과 매우 유사합니다.인구밀도가 낮으면 개인은 경쟁에서 벗어나 빠르게 성장할 수 있다.그러나 인구가 최대치(부하능력)에 달할수록 종족 간 경쟁이 치열해지고 인구 규모가 안정될 때까지 1인당 증가율이 둔화된다.인구밀도는 가용자원에 따라 가능한 [4]한 크기 때문에 운반용량에서 변화율은 0이다.Daphnia 성장률에 대한 실험은 로지스틱 성장 [17]곡선을 현저하게 고수하는 것으로 나타났다.Daphnia 모집단 밀도 그래프의 변형점은 로지스틱 성장 모델에서 예측한 대로 운반 용량의 절반에서 발생했습니다.

Gause의 1930년대 실험실 실험은 미생물의 로지스틱 성장을 보여주었다.시험관에서 자란 효모의 개체수는 처음에는 기하급수적으로 증가했다.그러나 자원이 점점 부족해질수록,[3] 자원 증가율은 저장능력에 도달할 때까지 둔화되었다.만약 인구가 더 많은 자원을 가진 더 큰 컨테이너로 이동한다면, 그들은 새로운 운반능력에 도달할 때까지 계속 증가할 것이다.로지스틱 성장 모델을 사용하여 성장 형태를 매우 효과적으로 모형화할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Townsend (2008). Essentials of Ecology. pp. 103–105. ISBN 978-1-4051-5658-5.
  2. ^ Connell, Joseph (November 1983). "On the prevalence and relative importance of interspecific competition: evidence from field experiments" (PDF). American Naturalist. 122 (5): 661–696. doi:10.1086/284165. S2CID 84642049. Archived from the original (PDF) on 2014-10-26.
  3. ^ a b c d e f g Gause, Georgy (October 1932). "Experimental studies on the struggle for existence". Journal of Experimental Biology. 9 (4): 389–402.
  4. ^ a b c Keddy, Paul (2001). Competition. Dordrecht. ISBN 978-1402002298.
  5. ^ Nishikawa, Kiisa (1985). "Competition and the evolution of aggressive behavior in two species of terrestrial salamanders" (PDF). Evolution. 39 (6): 1282–1294. doi:10.2307/2408785. JSTOR 2408785. PMID 28564270.
  6. ^ Perdue, Bonnie M.; Gaalema, Diann E.; Martin, Allison L.; Dampier, Stephanie M.; Maple, Terry L. (2010-02-22). "Factors affecting aggression in a captive flock of Chilean flamingos (Phoenicopterus chilensis)". Zoo Biology. 30 (1): 59–64. doi:10.1002/zoo.20313. PMID 20186725.
  7. ^ Wise, David; Wagner (August 1992). "Evidence of exploitative competition among young stages of the wolf spider Schizocosa ocreata". Oecologia. 91 (1): 7–13. doi:10.1007/BF00317234. PMID 28313367. S2CID 19268804.
  8. ^ Connell, Joseph (1990). Perspectives on Plant Competition. The Blackburn Press. pp. 9–23. ISBN 978-1930665859.
  9. ^ Norbury, Grant (December 2001). "Conserving dryland lizards by reducing predator-mediated apparent competition and direct competition with introduced rabbits". Journal of Applied Ecology. 38 (6): 1350–1361. doi:10.1046/j.0021-8901.2001.00685.x.
  10. ^ Vogel, Erin (August 2005). "Rank differences in energy intake rates in white-faced capuchin monkeys, Cebus capucinus: the effects of contest competition". Behavioral Ecology and Sociobiology. 58 (4): 333–344. doi:10.1007/s00265-005-0960-4. JSTOR 25063623. S2CID 29039152.
  11. ^ Olsson, Mats; Schwartz, Tonia; Uller, Tobias; Healey, Mo (February 2009). "Effects of sperm storage and male colour on probability of paternity in a polychromatic lizard". Animal Behaviour. 77 (2): 419–424. doi:10.1016/j.anbehav.2008.10.017. S2CID 53164664.
  12. ^ Madsen, Thomas; Shine, Richard (1993). "Temporal variability in sexual selection acting on reproductive tactics and body size in male snakes". The American Naturalist. 141 (1): 166–171. doi:10.1086/285467. JSTOR 2462769. PMID 19426025. S2CID 2390755.
  13. ^ Le Bouef, Burney (1974). "Male-male Competition and Reproductive Success in Elephant Seals". Integrative and Comparative Biology. 14 (1): 163–176. doi:10.1093/icb/14.1.163.
  14. ^ Crawley, Mick; Gillman (April 1990). "A comparative evaluation of models of cinnabar moth dynamics". Oecologia. 82 (4): 437–445. doi:10.1007/BF00319783. PMID 28311465. S2CID 9288133.
  15. ^ Young, Kim; Ferreira, Van Aarde (March 2009). "The influence of increasing population size and vegetation productivity on elephant distribution in the Kruger National Park". Austral Ecology. 34 (3): 329–342. doi:10.1111/j.1442-9993.2009.01934.x.
  16. ^ Hanson, Floyd (1981). "Logistic growth with random density independent disasters". Theoretical Population Biology. 19 (1): 1–18. doi:10.1016/0040-5809(81)90032-0.
  17. ^ Schoener, Thomas (March 1973). "Population growth regulated by intraspecific competition for energy or time: Some simple representations". Theoretical Population Biology. 4 (1): 56–84. doi:10.1016/0040-5809(73)90006-3. PMID 4726010.