การแข่งขันระหว่างสายพันธุ์

ในทางนิเวศวิทยาการแข่งขันระหว่างชนิด (Interspecific competition ) คือรูปแบบหนึ่งของการแข่งขันที่สิ่งมีชีวิตต่าง ชนิด กันแย่งชิงทรัพยากรเดียวกันในระบบนิเวศ (เช่น อาหารหรือพื้นที่อยู่อาศัย) ซึ่งแตกต่างจาก ภาวะพึ่งพาอาศัยกัน ( mutualism ) ซึ่งเป็นภาวะที่อยู่ร่วมกัน แบบพึ่งพาอาศัยกัน ( symbiosis ) ส่วนการแข่งขันระหว่างสมาชิกของชนิดเดียวกันเรียกว่าการแข่งขันภายในชนิด (Intraspecific competition )

หากต้นไม้ชนิดหนึ่งในป่าทึบเติบโตสูงกว่าต้นไม้ชนิดอื่นที่อยู่รอบข้าง มันจะสามารถดูดซับแสงแดดที่ส่องลงมาได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม แสงแดดก็จะเหลือน้อยลงสำหรับต้นไม้ที่ถูกบังด้วยต้นไม้ที่สูงกว่า ทำให้เกิดการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์ขึ้นเสือดาวและสิงโตก็อาจแข่งขันกันระหว่างสายพันธุ์ได้เช่นกัน เนื่องจากทั้งสองชนิดกินเหยื่อ ชนิดเดียวกัน และอาจได้รับผลกระทบในทางลบจากการมีอยู่ของอีกฝ่ายหนึ่ง เพราะจะทำให้มีอาหารน้อยลง

การแข่งขันเป็นเพียงหนึ่งในปัจจัยทางชีวภาพและอชีวภาพ มากมายที่ส่งผลต่อโครงสร้างของชุมชน ยิ่งไปกว่านั้น การแข่งขันไม่ได้เป็นการปฏิสัมพันธ์โดยตรงเสมอไป การแข่งขันระหว่างชนิดอาจเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่แตกต่างกันใช้ ทรัพยากรที่จำกัดร่วม กัน ในพื้นที่เดียวกัน หากทรัพยากรนั้นไม่สามารถเลี้ยงดูประชากรทั้งสองได้ อาจส่งผลให้ความสามารถใน การสืบพันธุ์ การเจริญเติบโต หรือการอยู่รอดของอย่างน้อยหนึ่งชนิดลดลง การแข่งขันระหว่างชนิดมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงประชากรชุมชนและวิวัฒนาการ ของสิ่งมีชีวิต ที่เกี่ยวข้อง ในระดับสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว การแข่งขันอาจเกิดขึ้นในรูปแบบของการรบกวนหรือการแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากร

ประเภท

รูปแบบการแข่งขันทั้งหมดที่กล่าวมานี้สามารถนำไปใช้กับการแข่งขันภายในสาย พันธุ์เดียวกันได้ เช่นกัน กล่าวคือ การแข่งขันระหว่างแต่ละตัวในสายพันธุ์เดียวกัน นอกจากนี้ ตัวอย่างเฉพาะของการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์ต่าง ๆ ก็สามารถอธิบายได้ทั้งในแง่ของกลไก (เช่น ทรัพยากรหรือการรบกวน) และผลลัพธ์ (สมมาตรหรือไม่สมมาตร)

โดยอิงตามกลไก

การแข่งขันแบบเอาเปรียบ หรือเรียกอีกอย่างว่า การแข่งขันด้านทรัพยากร เป็นรูปแบบหนึ่งของการแข่งขันที่สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งบริโภคและลดหรือใช้ทรัพยากรที่จำกัดร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และทำให้ทรัพยากรนั้นหมดไปสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น^{[ 1 ]}ดังนั้นจึงเป็นการปฏิสัมพันธ์ทางอ้อม เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่แข่งขันกันมีปฏิสัมพันธ์กันผ่านทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน

การแข่งขันแบบแทรกแซงเป็นรูปแบบการแข่งขันที่สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งผ่านการแสดงออกที่เป็นปฏิปักษ์หรือพฤติกรรมที่ก้าวร้าวมากขึ้น

ในการทบทวนและสังเคราะห์หลักฐานเชิงทดลองเกี่ยวกับการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์ Schoener ^{[ 2 ]}ได้อธิบายกลไกเฉพาะ 6 ประเภทที่ทำให้เกิดการแข่งขัน ได้แก่ การแข่งขันแบบบริโภค การแข่งขันแบบชิงลงมือ การแข่งขันแบบเจริญเติบโตเกินขอบเขต การแข่งขันทางเคมี การแข่งขันในอาณาเขต และการแข่งขันแบบเผชิญหน้า การแข่งขันแบบบริโภคถือเป็นการแข่งขันด้านทรัพยากรเสมอ แต่การแข่งขันประเภทอื่น ๆ ไม่สามารถถือได้ว่าเป็นการเอารัดเอาเปรียบหรือการแทรกแซงเพียงอย่างเดียวเสมอไป

การแยกผลกระทบของการใช้ทรัพยากรออกจากผลกระทบของการรบกวนนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ตัวอย่างที่ดีของการแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากรพบได้ในเพลี้ยที่แข่งขันกันเพื่อแย่งน้ำเลี้ยงในท่อลำเลียงอาหารของพืช เพลี้ยแต่ละชนิดที่กินน้ำเลี้ยงจากพืชเจ้าบ้านจะใช้ทรัพยากรบางส่วน ทำให้เหลือทรัพยากรน้อยลงสำหรับชนิดที่แข่งขันกัน ในการศึกษาหนึ่ง พบว่า Fordinae geoicaสามารถแข่งขันกับF. formicariaได้ดีกว่ามาก จนกระทั่งชนิดหลังมีอัตราการรอดชีวิตลดลงถึง 84% อีกตัวอย่างหนึ่งคือการแข่งขันเพื่อแย่งพื้นที่ในการส่งเสียงร้องในสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ซึ่งกิจกรรมการส่งเสียงร้องของชนิดหนึ่งจะป้องกันไม่ให้อีกชนิดหนึ่งส่งเสียงร้องในพื้นที่กว้างเท่ากับในกรณีที่แยกกันอยู่^{[ 3 ]}ตัวอย่างสุดท้ายคือการขับไล่กิ้งก่าหินสองเพศในสกุลDarevskiaออกจากถิ่นที่อยู่ตามธรรมชาติโดยกิ้งก่าตัวเมียที่เป็นเพศเดียว^{[ 4 ]}ในกรณีนี้สามารถตัดการแข่งขันแบบรบกวนออกไปได้ เพราะกิ้งก่าที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ไม่เคยแสดงพฤติกรรมก้าวร้าว

การแข่งขันในลักษณะนี้ยังสามารถพบเห็นได้ในป่าที่ต้นไม้ขนาดใหญ่ครองพื้นที่เรือนยอดทำให้แสงส่องลงมาถึงต้นไม้ขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ด้านล่างได้น้อย ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มีนัยสำคัญต่อพลวัตของประชากรและการกระจายตัวของทั้งสองชนิดพันธุ์

โดยพิจารณาจากผลลัพธ์

การแข่งขันแบบแย่งชิงและการแข่งขันแบบชิงชัย หมายถึงความสำเร็จสัมพัทธ์ของผู้แข่งขัน การแข่งขันแบบแย่งชิงเกิดขึ้นเมื่อผู้แข่งขันแต่ละรายถูกกดดันอย่างเท่าเทียมกัน ไม่ว่าจะโดยการลดลงของอัตราการอยู่รอดหรืออัตราการเกิด การแข่งขันแบบชิงชัยเกิดขึ้นเมื่อผู้แข่งขันหนึ่งหรือเพียงไม่กี่รายไม่ได้รับผลกระทบจากการแข่งขัน แต่ผู้แข่งขันรายอื่น ๆ ได้รับผลกระทบอย่างมาก ไม่ว่าจะโดยการลดลงของอัตราการอยู่รอดหรืออัตราการเกิด บางครั้งการแข่งขันประเภทนี้เรียกว่าการแข่งขันแบบสมมาตร (แย่งชิง) กับการแข่งขันแบบไม่สมมาตร (ชิงชัย) การแข่งขันแบบแย่งชิงและการแข่งขันแบบชิงชัยเป็นสองด้านของสเปกตรัม คือมีผลกระทบที่เท่าเทียมกันอย่างสมบูรณ์หรือไม่เท่าเทียมกันอย่างสมบูรณ์

การแข่งขันที่ชัดเจน

การแข่งขันที่ปรากฏให้เห็นนั้นแท้จริงแล้วเป็นตัวอย่างของการล่าเหยื่อที่เปลี่ยนแปลงความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของเหยื่อในระดับโภชนาการ เดียวกัน มันเกิดขึ้นเมื่อสองชนิดหรือมากกว่าในถิ่นที่อยู่ส่งผลกระทบต่อศัตรูตามธรรมชาติร่วมกันในระดับโภชนาการ ที่สูงกว่า ^{[ 5 ]} ตัวอย่างเช่น หากสองชนิดมีผู้ล่า ร่วมกัน การแข่งขันที่ปรากฏให้เห็นสามารถเกิดขึ้น ได้ระหว่างเหยื่อทั้งสองชนิด โดยที่การปรากฏตัวของเหยื่อแต่ละชนิดจะเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของศัตรูร่วมกัน และด้วยเหตุนี้จึงกดดันเหยื่อหนึ่งหรือทั้งสองชนิด^{[ 6 ]}กลไกนี้ได้ชื่อมาจากการทดลองที่กำจัดเหยื่อชนิดหนึ่งออกไปแล้วเหยื่อชนิดที่สองกลับเพิ่มจำนวนขึ้น นักวิจัยบางครั้งเข้าใจผิดว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนในชนิดที่สองเป็นหลักฐานของการแข่งขันด้านทรัพยากรระหว่างเหยื่อ มันเป็นการแข่งขันที่ "ปรากฏให้เห็น" แต่ในความเป็นจริงแล้วเกิดจากผู้ล่า ปรสิต หรือเชื้อโรคที่ใช้ร่วมกัน ที่น่าสังเกตคือ สายพันธุ์ที่แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงทรัพยากรมักจะมีผู้ล่าร่วมกันในธรรมชาติด้วย ปฏิสัมพันธ์ผ่านการแข่งขันด้านทรัพยากรและการล่าเหยื่อร่วมกันมักจะมีอิทธิพลต่อกันและกัน ทำให้การศึกษาและทำนายผลลัพธ์โดยการศึกษาเพียงด้านใดด้านหนึ่งเป็นเรื่องยาก^{[ 7 ]}

ผลที่ตามมา

งานวิจัยหลายชิ้น รวมถึงงานวิจัยที่กล่าวถึงไปแล้ว แสดงให้เห็นถึงผลกระทบอย่างมากต่อทั้งตัวบุคคลและประชากรจากการแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์ มีการบันทึกผลกระทบเหล่านี้ไว้ในสิ่งมีชีวิตทุกสาขาหลัก ผลกระทบของการแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์ยังสามารถส่งผลกระทบต่อชุมชนและอาจส่งผลต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในขณะที่พวกมันปรับตัวเพื่อหลีกเลี่ยงการแข่งขัน วิวัฒนาการนี้อาจส่งผลให้ สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ถูกกำจัดออกจากถิ่นที่อยู่ เกิดการแยกตัวของแหล่ง ที่อยู่อาศัย และการสูญพันธุ์ในระดับท้องถิ่นการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไปยังสามารถเปลี่ยนแปลงชุมชนได้ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นต้องปรับตัว

การกีดกันทางการแข่งขัน

หลักการกีดกันการแข่งขัน หรือที่เรียกว่า " กฎของเกาส์ " ^{[ 8 ]}ซึ่งเกิดขึ้นจากการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์และแบบจำลองการแข่งขันแบบง่ายๆ ระบุว่า สองสายพันธุ์ที่ใช้ทรัพยากรจำกัดเดียวกันในลักษณะเดียวกันในพื้นที่และเวลาเดียวกันไม่สามารถอยู่ร่วมกันได้ และต้องแยกตัวออกจากกันเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อให้ทั้งสองสายพันธุ์อยู่ร่วมกันได้ สายพันธุ์หนึ่งมักจะแสดงความได้เปรียบในการใช้ทรัพยากร คู่แข่งที่เหนือกว่านี้จะแข่งขันกับอีกสายพันธุ์หนึ่งด้วยการใช้ทรัพยากรจำกัดอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า ผลที่ตามมาคือ คู่แข่งที่ด้อยกว่าจะประสบกับการลดลงของประชากรเมื่อเวลาผ่านไป มันจะถูกกีดกันออกจากพื้นที่และถูกแทนที่ด้วยคู่แข่งที่เหนือกว่า

ตัวอย่างหนึ่งที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีเกี่ยวกับการกีดกันการแข่งขัน พบเห็นได้ระหว่างปลาชาร์ดอลลี่วาร์เดน (ปลาเทราต์) ( Salvelinus malma ) และปลาชาร์จุดขาว (ปลาเทราต์) ( S. leucomaenis ) ในประเทศญี่ปุ่น ปลาทั้งสองชนิดนี้มีลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกัน แต่ชนิดแรกพบได้ในพื้นที่สูงกว่าชนิดหลังเป็นหลัก แม้ว่าจะมีพื้นที่ทับซ้อนกัน แต่แต่ละชนิดก็กีดกันอีกชนิดหนึ่งออกจากพื้นที่ที่ตนเองครองอยู่ โดยการปรับตัวให้เข้ากับถิ่นที่อยู่ได้ดีขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป ในบางกรณี ปลาแต่ละชนิดจะถูกแทนที่ไปยังส่วนเฉพาะของถิ่นที่อยู่เดิม เนื่องจากแต่ละชนิดต่างได้รับผลกระทบจากการแข่งขัน การคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงสนับสนุนการหลีกเลี่ยงการแข่งขันในลักษณะดังกล่าว

การแบ่งแยกนิเวศวิทยาเป็นกระบวนการที่การกีดกันทางการแข่งขันนำไปสู่ความแตกต่างในการใช้ทรัพยากร ในบางกรณี การแบ่งแยกนิเวศวิทยาอาจส่งผลให้เกิดการเคลื่อนย้ายทางพื้นที่ โดยที่สิ่งมีชีวิตหลีกเลี่ยงการแข่งขันโดยตรงด้วยการครอบครองพื้นที่ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม การแบ่งแยกนิเวศวิทยายังสามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ เช่น พฤติกรรมหรือบทบาททางนิเวศวิทยาที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตหลีกเลี่ยงการแข่งขันได้ หากการหลีกเลี่ยงการแข่งขันเป็นไปได้ สิ่งมีชีวิตอาจเชี่ยวชาญในพื้นที่ต่างๆ ของนิเวศวิทยา เพื่อลดการทับซ้อนและการแข่งขันด้านทรัพยากร (Watts & Holekamp, 2008) ตัวอย่างเช่น ไฮยีน่าลายจุด (Crocuta crocuta) และสิงโต (Panthera leo) ในแอฟริกา มีถิ่นที่อยู่และเหยื่อที่คล้ายคลึงกัน แต่มีกลยุทธ์การล่าที่แตกต่างกัน ไฮยีน่าใช้ความอดทนในการไล่ล่าเหยื่อในระยะทางไกล ในขณะที่สิงโตอาศัยการซุ่มโจมตี การแตกต่างกันในกลยุทธ์การล่านี้ช่วยลดการแข่งขันโดยตรงเพื่อแย่งชิงอาหาร (Hayward & Slotow, 2009)

อีกตัวอย่างหนึ่งของการแบ่งแยกนิเวศวิทยามาจากนก โดยที่นกชนิดที่มีความต้องการทางนิเวศวิทยาคล้ายคลึงกันจะปรับเปลี่ยนพฤติกรรมเพื่อหลีกเลี่ยงการแข่งขัน ในหมู่เกาะกาลาปากอส พบว่านกฟินช์หลายชนิดเปลี่ยนพฤติกรรมการกินอาหารภายในไม่กี่รุ่น โดยปรับตัวให้เข้ากับแหล่งอาหารใหม่เพื่อลดการแข่งขัน การปรับตัวนี้ทำให้นกฟินช์ต่างชนิดกันสามารถอยู่ร่วมกันได้แม้จะมีถิ่นที่อยู่และแหล่งอาหารที่ทับซ้อนกัน (Kruuk, 1972) ในทำนองเดียวกัน ไฮยีน่าและสิงโตอาจเปลี่ยนแปลงบทบาทของพวกมันในระบบนิเวศผ่านการแบ่งแยกทางพื้นที่และพฤติกรรม ซึ่งช่วยให้พวกมันหลีกเลี่ยงความขัดแย้งโดยตรงและแบ่งปันทรัพยากร (Groenewald et al., 2009)

ในระบบนิเวศบางแห่ง การแบ่งแยกนิเวศวิทยาได้รับอิทธิพลจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นหรือผู้ล่า ตัวอย่างเช่น ผู้ล่าที่เป็นกุญแจสำคัญสามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตคู่แข่งได้อย่างมีนัยสำคัญ ไฮยีน่าโดยการล่าสิงโตหรือกินซากสัตว์ที่สิงโตล่าได้ สามารถลดความสามารถของสิงโตในการครอบครองอาณาเขต ซึ่งจะช่วยให้ผู้ล่าและสัตว์กินซากอื่นๆ เช่น เสือชีตาห์ สามารถเข้าถึงทรัพยากรที่พวกมันอาจถูกกีดกันออกไปได้ (Hayward & Slotow, 2009) นอกจากนี้ ในระบบนิเวศของแบคทีเรีย ปรสิตฟาจได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถเป็นตัวกลางในการอยู่ร่วมกันระหว่างแบคทีเรียสายพันธุ์ต่างๆ ที่แข่งขันกัน โดยลดการครอบงำของสายพันธุ์หนึ่ง ปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้ช่วยรักษาสภาพความหลากหลายทางชีวภาพในชุมชนจุลินทรีย์ ซึ่งอาจมีนัยสำคัญต่อทั้งการวิจัยทางการแพทย์และทฤษฎีทางนิเวศวิทยา (Groenewald et al., 2009)

การสูญพันธุ์ในระดับท้องถิ่น

แม้ว่าการสูญพันธุ์ในระดับท้องถิ่นของคู่แข่งหนึ่งรายหรือมากกว่านั้นจะได้รับการบันทึกไว้น้อยกว่าการแยกนิเวศวิทยาหรือการกีดกันการแข่งขัน แต่ก็เกิดขึ้นได้ ในการทดลองที่เกี่ยวข้องกับแพลงก์ตอนสัตว์ในแอ่งหินเทียม อัตราการสูญพันธุ์ในระดับท้องถิ่นจะสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ที่มีการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์^{[ 9 ]}ดังนั้นในกรณีเหล่านี้ ผลกระทบเชิงลบจึงไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในระดับประชากรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความหลากหลายของสายพันธุ์ในชุมชนด้วย

ผลกระทบต่อชุมชน

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์มีผลกระทบอย่างมากต่อองค์ประกอบและโครงสร้างของชุมชน การแยกนิเวศวิทยาของชนิดพันธุ์ การสูญพันธุ์ในระดับท้องถิ่น และการกีดกันทางการแข่งขัน เป็นเพียงผลกระทบที่เป็นไปได้บางส่วนเท่านั้น นอกจากนี้ การแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์ยังสามารถก่อให้เกิดผลกระทบต่อเนื่องที่สะสมกัน ตัวอย่างหนึ่งของผลกระทบดังกล่าวคือการนำพืชต่างถิ่นรุกราน เข้า มาในสหรัฐอเมริกา เช่น ต้น ม่วงลูสไตรฟ์ (purple-loosestrife ) เมื่อพืชชนิดนี้ถูกนำเข้าไปในพื้นที่ชุ่มน้ำ มักจะแย่งชิงทรัพยากรจากพืชพื้นเมืองส่วนใหญ่ และลดความหลากหลายทางชีวภาพ อาหาร และที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในระดับห่วงโซ่อาหารที่สูงกว่า ในลักษณะนี้ ชนิดพันธุ์หนึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อประชากรของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ได้มากมาย รวมถึงผ่านปฏิสัมพันธ์อื่นๆ อีกมากมาย เนื่องจากเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนซึ่งประกอบขึ้นเป็นระบบนิเวศและถิ่นที่อยู่ทุกแห่ง ผลลัพธ์ของการแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์จึงมีความซับซ้อนและขึ้นอยู่กับพื้นที่

แบบจำลอง Lotka–Volterra เชิงแข่งขัน

ผลกระทบของการแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์ต่อประชากรได้รับการกำหนดเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าสมการ Lotka–Volterra แบบแข่งขันซึ่งสร้างการทำนายเชิงทฤษฎีของปฏิสัมพันธ์ แบบจำลองนี้รวมผลกระทบของแต่ละชนิดพันธุ์ที่มีต่อกัน ผลกระทบเหล่านี้คำนวณแยกกันสำหรับประชากรกลุ่มแรกและกลุ่มที่สองตามลำดับ:

{dN_{1} \over dt}=r_{1}N_{1}{K_{1}-N_{1}-\alpha N_{2} \over K_{1}}

{dN_{2} \over dt}=r_{2}N_{2}{K_{2}-N_{2}-\beta N_{1} \over K_{2}}

ในสูตรเหล่านี้NคือขนาดประชากรtคือเวลาKคือความสามารถในการรองรับrคืออัตราการเพิ่มขึ้นโดยธรรมชาติ และαและβคือสัมประสิทธิ์การแข่งขันสัมพัทธ์^{[ 10 ]}ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่สายพันธุ์อื่นมีต่อสายพันธุ์ที่กำลังคำนวณ ผลลัพธ์สามารถนำมาสร้างกราฟเพื่อแสดงแนวโน้มและการคาดการณ์ที่เป็นไปได้สำหรับอนาคตของสายพันธุ์ ปัญหาหนึ่งของแบบจำลองนี้คือต้องมีการตั้งสมมติฐานบางอย่างเพื่อให้การคำนวณใช้งานได้ ซึ่งรวมถึงการไม่มีการอพยพและความคงที่ของความสามารถในการรองรับและสัมประสิทธิ์การแข่งขันของทั้งสองสายพันธุ์ ลักษณะที่ซับซ้อนของนิเวศวิทยาทำให้สมมติฐานเหล่านี้แทบจะไม่เป็นจริงในภาคสนาม แต่แบบจำลองนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจแนวคิดที่สำคัญเหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้น

สูตรที่เทียบเท่าของแบบจำลองเหล่านี้^{[ 11 ]}คือ:

{dN_{1} \over dt}=r_{1}N_{1}\left(1-\alpha _{11}N_{1}-\alpha _{12}N_{2}\right)

{dN_{2} \over dt}=r_{2}N_{2}\left(1-\alpha _{21}N_{1}-\alpha _{22}N_{2}\right)

ในสูตรเหล่านี้ $\alpha _{11}$ คือผลกระทบที่สิ่งมีชีวิตแต่ละตัวในสปีชีส์ 1 มีต่ออัตราการเติบโตของประชากรของตัวเอง ในทำนองเดียวกัน $\alpha _{12}$ คือผลกระทบที่สิ่งมีชีวิตแต่ละตัวของสายพันธุ์ที่ 2 มีต่ออัตราการเติบโตของประชากรสายพันธุ์ที่ 1 เราอาจอ่านได้ว่านี่คือผลกระทบของสายพันธุ์ที่ 2 ต่อสายพันธุ์ที่ 1 เมื่อเปรียบเทียบสูตรนี้กับสูตรข้างต้น เราจะสังเกตได้ว่า $\alpha _{11}=1/K_{1},~\alpha _{22}=1/K_{2}$ , และ $\alpha _{12}=\alpha /K_{1}$ .

การอยู่ร่วมกันระหว่างคู่แข่งเกิดขึ้นเมื่อ $\alpha _{11}>\alpha _{21}$ และ $\alpha _{22}>\alpha _{12}$ เราสามารถแปลความหมายนี้ได้ว่า การอยู่ร่วมกันเกิดขึ้นเมื่อความสามารถในการแข่งขันของแต่ละชนิดพันธุ์กับตัวเองนั้นมากกว่าความสามารถในการแข่งขันกับคู่แข่ง

มีการแสดงทางคณิตศาสตร์อื่นๆ ที่จำลองการแข่งขันของสายพันธุ์ เช่น การใช้ฟังก์ชันที่ไม่ใช่พหุนาม^{[ 12 ]}

การแข่งขันระหว่างชนิดในวิวัฒนาการระดับมหภาค

การแข่งขันระหว่างชนิดเป็นปัจจัยสำคัญในวิวัฒนาการระดับมหภาค [ ^{13 ] ดาร์}วินสันนิษฐานว่าการแข่งขันระหว่างชนิดจำกัดจำนวนชนิดบนโลก ดังที่เขาได้กล่าวไว้ในอุปมาอุปไมยเรื่องลิ่มว่า "ธรรมชาติอาจเปรียบได้กับพื้นผิวที่ปกคลุมด้วยลิ่มแหลมคมนับหมื่นชิ้น ... ซึ่งแทนชนิดต่างๆ ที่อัดแน่นอยู่ด้วยกันและถูกตอกเข้าไปด้วยแรงกระแทกอย่างต่อเนื่อง ... บางครั้งลิ่มรูปทรงหนึ่งและบางครั้งลิ่มอีกรูปทรงหนึ่งถูกตอกเข้าไป ลิ่มที่ถูกตอกเข้าไปลึกจะดันลิ่มอื่นๆ ออกไป โดยแรงกระแทกมักจะส่งผลกระทบไปไกลถึงลิ่มอื่นๆ ในหลายทิศทาง" (จากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ - "หนังสือเล่มใหญ่" ที่ดาร์วินนำมาใช้เป็นพื้นฐานในหนังสือกำเนิด ) ^{[ 14 ]}คำถามที่ว่าการแข่งขันระหว่างชนิดจำกัดความหลากหลายทางชีวภาพ ทั่วโลกหรือไม่นั้นยังคง เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ในปัจจุบัน^{[ 15 ]}แต่การศึกษาเชิงวิเคราะห์ของบันทึกฟอสซิลยุคฟาเนโรโซอิกทั่วโลกนั้นสอดคล้องกับการมีอยู่ของขีดความสามารถในการรองรับความหลากหลายทางชีวภาพทางทะเลทั่วโลก (แม้จะไม่คงที่) ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}การแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์ยังเป็นพื้นฐานสำหรับสมมติฐานราชินีแดง ของแวน วาเลน และอาจเป็นสาเหตุของความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างอัตราการกำเนิดและการสูญพันธุ์ที่พบในกลุ่มสิ่งมีชีวิตหลักเกือบทั้งหมด^{[ 13 ]}

ในตัวอย่างก่อนหน้านี้ บทบาททางวิวัฒนาการระดับมหภาคของการแข่งขันระหว่างชนิดคือปัจจัยจำกัดความหลากหลายทางชีวภาพ แต่การแข่งขันระหว่างชนิดยังส่งเสริมการแบ่งแยกนิเวศวิทยาและส่งผลให้ เกิด การสร้างชนิด ใหม่ และความหลากหลายทางชีวภาพ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}ดังนั้น ผลกระทบของการแข่งขันระหว่างชนิดอาจเปลี่ยนแปลงไปในช่วงของการสร้างความหลากหลาย ตั้งแต่ระยะเริ่มต้นที่กลไกป้อนกลับเชิงบวกมีบทบาทเด่น ไปจนถึงระยะต่อมาเมื่อการแย่งชิงนิเวศวิทยาจำกัดการเพิ่มขึ้นของจำนวนชนิด ตัวอย่างที่เป็นไปได้สำหรับสถานการณ์นี้คือการเพิ่มความหลากหลายของสัตว์ทะเลอีกครั้งหลังจากเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในช่วงปลายยุคเพอร์เมียน^{[ 20 ]}

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

Begon, M., CR Townsend และ JL Harper. 2006. นิเวศวิทยา: จากปัจเจกบุคคลสู่ระบบนิเวศ . สำนักพิมพ์ Blackwell, Malden, MA.
Connell JH (1961). "ปัจจัยที่มีผลต่อการกระจายตัวของเพรียง Chthamalus stellatus". นิเวศวิทยา42 ( 4): 710– 723. doi : 10.2307/1933500 . JSTOR 1933500 .
Giller, PS 1984. โครงสร้างชุมชนและช่องว่างเฉพาะกลุ่ม. Chapman & Hall, ลอนดอน.
Holekamp, KE 2006. การแข่งขันระหว่างสายพันธุ์และพฤติกรรมต่อต้านผู้ล่า. มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ. https://www.nsf.gov/
Inbar M., Eshel A., Wool D. (1995). "การแข่งขันระหว่างชนิดของแมลงที่กินน้ำเลี้ยงจากท่อลำเลียงอาหารโดยมีตัวกลางคือแหล่งสะสมอาหารในพืชเจ้าบ้านที่ถูกเหนี่ยวนำ" Ecology . 76 (5): 1506– 1515. Bibcode : 1995Ecol...76.1506I . doi : 10.2307/1938152 . JSTOR 1938152 . S2CID 54686728 . {{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )
Schoener TW (1983). "การทดลองภาคสนามเกี่ยวกับการแข่งขันระหว่างชนิด". American Naturalist . 122 (2): 240. Bibcode : 1983ANat..122..240S . doi : 10.1086/284133 . S2CID 85191738 .
Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2002). ชีววิทยา ฉบับที่หก (บรรณาธิการ N. Rose). สแตมฟอร์ด, CT: Thomson Learning
Taniguchi , Yoshinori; Nakano, Shigeru (2000). "การแข่งขันเฉพาะเงื่อนไข: นัยสำคัญต่อการกระจายตัวตามระดับความสูงของปลาในลำธาร". นิเวศวิทยา81 (7): 2027– 2039. doi : 10.1890/0012-9658(2000)081 [ 2027:cscift ] 2.0.co ; 2 . JSTOR 177290 .
ไวเนอร์, เจ. 1994. จะงอยปากของนกฟินช์. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, นิวยอร์ก.

ลิงก์ภายนอก

การแข่งขันเพื่อแย่งชิงอาณาเขต: แบบจำลอง Levins สำหรับสองสายพันธุ์โครงการสาธิต Wolfram — ต้องใช้โปรแกรมเล่น CDF (ฟรี)

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]