Bài 56. Các mối quan hệ giữa các loài trong quần xã

Loài sinh thái
Quan hệ dinh dưỡng
Quan hệ đối địch
Quan hệ hỗ trợ
Quan hệ trung lập hay trung tính
Loài là một nhóm các cá thể sinh vật có những đặc điểm sinh học tương đối giống nhau
Bộ nhiễm sắc thể giống nhau nhất định
Có sự thích nghi với các đặc điểm địa phương
Có khả năng giao phối với nhau và tương đối cách li sinh sản với các nhóm khác để tạo ra thế hệ tương lai.(theo Wikipedia )
Loài sinh thái
Mỗi cá thể trong cùng một loài hay giữa các loài trong quần xã gắn bó mật thiết với nhau bởi mối quan hệ về dinh dưỡng – thức ăn
Đây là quan hệ quan trọng nhất trong tự nhiên và các loài liên hệ với nhau cũng bởi mối quan hệ này
Được thể hiện qua chuỗi và lưới thức ăn

II. Quan hệ dinh dưỡng
Chuỗi thức ăn
Lưới thức ăn
Nguốn gốc nguồn năng lượng trong hệ sinh thái
Mối quan hệ của dòng năng lượng trong hệ sinh thái
Hiệu suất sinh học
1. Chuỗi thức ăn
Được tạo nên bởi mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài tồn tại trong quần xã với nhau, trong đó mỗi loài tham gia sẽ là một mắt xích. Mắt xích này sẽ tiêu thụ mắt xích phía trước đồng thời sẽ bị mắt xích phía sau tiêu thụ.
Vd: xét một chuỗi thức ăn sau
Cỏ
Cào cào
Ếch nhái
Rắn
Trong chuỗi thức ăn có 3 nhóm sinh vật:
Sinh vật sản xuất: được coi sinh vật đứng đầu trong chuỗi thức ăn. Chúng có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ cần thiết cho sự sống từ những chất vô cơ đơn giản. Chúng được chia làm 2 loại:
Loại sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời: Cây xanh, tảo, phiêu sinh thực vật…
Loại sử dụng nguồn năng lượng từ các phản ứng hóa học : một số vi sinh vật hóa tự dưỡng…
Sinh tiêu thụ: hay còn gọi là sinh vật dị dưỡng, là sinh vật không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ những chất vô cơ mà chất hữu cơ được tổng hợp bằng cách tiêu thụ sinh vật khác. Gồm 3 loại:
Sinh vật tiêu thụ thực vật(ăn cỏ): hươu nai, trâu bò…
Sinh vật tiêu thụ động vật(ăn thịt): hổ, báo, sư tử…
Sinh vật tiêu thụ cả thực vật và động vật ăn tạp): con người, khỉ, chuột…
Sinh vật phân hủy: là sinh vật đứng cuối trong chuỗi và lưới thức ăn, có nhiệm vụ phân hủy sinh vật sau khi chết thành các chất vô cơ để trả lại cho môi trường.
Trong thực tế, ít khi người ta thể hiện sinh vật phân hủy trên các minh họa trong chuỗi thức ăn, vì chúng quá nhỏ và tác động ở mọi bậc dinh dưỡng. Cho nên chuỗi thức ăn thường được biểu diễn từ sinh vật sản xuất và các sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2, bậc 3...
Chúng gồm các vi sinh vật phân hủy và nấm
Ba nhóm sinh vật trên gắn bó mật thiết với nhau trong tự nhiên tạo thành chuỗi và lưới thức ăn
Phân loại:
Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng thực vật (thực vật và phiêu sinh thực vật)
Thực vật→Động vật ăn thực vật→Động vật ăn thịt bậc I→Động vật ăn thịt bậc II
Vd : cây xanh → chuột → rắn → diều hâu
Phiêu sinh thực vật→ Phiêu sinh động vật→ Cá nhỏ→ Cá lớn
Vd : phiêu sinh thực vật → phiêu sinh động vật → cá trích → cá ngừ→ cá mập
Chuỗi thức ăn
Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng mùn bã hữu cơ:
Vd :
Mùn bã → giun → chim
Mùn bã → trai sò → cò
Mùn bã → động vật đáy → cá chép
Chuỗi thức ăn có sinh vật kí sinh :
Tham gia 2 chuỗi thức ăn vừa kể trên sinh vật tiêu thụ ở mắt xích sau bao giờ cũng có kích thước lớn và số lượng ít hơn mắt xích phía trước
Nhưng khi có sinh vật kí sinh tham gia chuỗi thức ăn thì mắt xích càng về sau lại càng có kích thước nhỏ, số lượng đông
Sinh vật kí sinh có thể tham gia vào 2 loại chuỗi thức ăn kể trên
Vd : cỏ → trâu bò → ve bét
Cây cà chua
Cây tơ hồng
2. Lưới thức ăn
Một loài sinh vât không chỉ tham gia vào một chuỗi thức ăn, mà có thể tham gia vào nhiều chuỗi thức ăn khác nhau
Vì vậy các chuỗi thức ăn trong một hệ sinh thái thường đan xen nhau, liên kết với nhau một cách chặt chẽ tạo thành mạng lưới thức ăn.
Trong môi trường, mỗi sinh vật thường ăn các loại thức ăn khác nhau, đến phiên chúng lại làm thức ăn cho nhiều nhóm sinh vật khác. Chính vì thế mạng lưới thức ăn trong một môi trường thường rất phức tạp và góp phần tạo nên sự ổn định của hệ sinh thái
Trong chuỗi thức ăn mỗi loài tham gia sẽ là một mắt xích
Trước nay, các nhà sinh thái vẫn cho rằng trong những cộng đồng lớn, mỗi loài sẽ có từ 4 - 5 liên kết như vậy. Vì thế, sự tăng lên hay giảm đi của một loài sẽ không mấy ảnh hưởng đến các loài khác. Nhưng nay, hai nghiên cứu độc lập đăng trên tạp chí Proceedings of the Academy of Science (Mỹ) đã tìm ra một kết quả đáng lo ngại hơn.
Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Neo Martinez, Đại học bang San Francisco, và Alberto Barabasi, Đại học Notre Dame, đã thống kê số liên kết giữa các loài trong 16 lưới thức ăn có quy mô khác nhau (từ 25 đến 172 mắt xích). Họ phát hiện thấy 95% số loài trong đó chỉ có 3 liên kết, mức trung bình là 2. Rất ít loài có quan hệ với 4 mắt xích.
Với mối quan hệ ít ỏi này, chỉ cần một mắt xích có sự biến động, thì tác động tới loài sẽ là không nhỏ, kéo theo nguy cơ bị xâm chiếm lãnh thổ, bị giảm đa dạng sinh học và thậm chí tuyệt chủng.
Các nhà khoa học cho biết, phát hiện này sẽ giúp họ tập trung vào những khu vực dễ bị suy giảm đa dạng sinh học nhất trong các hệ sinh thái, và từ đó tìm ra những biện pháp bảo tồn hợp lý, hiệu quả.
Điều này góp phần giải thích vì sao trong tự nhiên các chuỗi thức ăn không quá dài, mà thường chỉ có từ 2-3 mắt xích
Chuỗi thức ăn có ít mắt xích nhằm đảm bảo nguồn năng lượng và vật chất đi vào không bị hao hụt một cách lãng phí
Năng lượng và vật chất đi vào thông qua chuỗi và lưới thức ăn
Các hệ sinh thái có 2 loại năng suất:
Năng suất sơ cấp: đó là năng suất của sinh vật sản xuất
Năng suất thứ cấp: đó là năng suất của sinh vật tiêu thụ
Năng suất được tính là: Gam chất khô/m²/ngày
a. Nguốn gốc nguồn năng lượng trong hệ sinh thái
Trong số các nguồn năng lượng cung cấp cho chuỗi thức ăn, năng lượng mặt trời đóng vai trò chủ đạo. Tuy nhiên, thực vât chỉ sử dụng khoảng 0,1% năng lượng này trong quá trình quang hợp để tạo thành năng lượng hữu cơ.
Hơn 50% năng lượng liên kết tạo từ phản ứng quang hợp được sử dụng để hô hấp, phần còn lại để tạo thành cơ thể và trở thành thức ăn cho các sinh vật tiêu thụ khác.
Năng lượng được truyền qua các sinh vật thuộc các bậc khác nhau. Mỗi một sinh vật như vậy được gọi là một mắt xích thức ăn. Tập hợp các mắt xích thức ăn tạo nên các chuỗi thức ăn. Tập hợp nhiều chuỗi thức ăn có chung một hoặc một số mắt xích thức ăn sẽ tạo ra lưói thức ăn.
Trong một chuỗi thức ăn, cứ sau mỗi bậc dinh dưỡng năng lượng lại bị hụt đi khoảng 80-90% chủ yếu do toả nhiệt ra môi trườg, chỉ có từ 10-20% năng lượng được truyền cho bậc kế tiếp.
Bậc dinh dưỡng là do các loài có cùng mức dinh dưỡng trong lưới thức ăn hợp thành. Có 3 bậc : 1,2 và 3
Tỷ lệ giữa phần năng lượng mà bậc sau kế tiếp nhận được so với phần năng lượng trước khi truyền của bậc trước nó được gọi là hệ số truyền năng lượng. Hệ số truyền năng lượng ở hệ sinh thái trên cạn luôn nhỏ hơn so với hệ số truyền năng lượng của hệ sinh thái dưới nước.
Nếu sắp xếp số lượng cá thể (hay sinh khối hoặc năng lượng) theo các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao thì bao giờ chúng cũng sắp xếp theo dạng hình tháp. Người ta gọi chúng là những hình tháp sinh thái học. Tuỳ vào đơn vị tính mà chúng ta có hình tháp sinh khối, hình tháp khối lượng hay hình tháp số lượng.
P : sinh vật sản xuất
C1 : sinh vật tiêu thụ bậc I
C2 :sinh vật tiêu thụ bậc II
b. Mối quan hệ của dòng năng lượng trong hệ sinh thái
Bất kỳ một dòng năng lượng nào cũng bắt đầu bằng năng lượng và kết thúc bằng việc chuyển hoá năng lượng ấy thành nhiệt năng và phát tán vào môi trường xung quanh.
Chuỗi dinh dưỡng càng ngắn hoặc sinh vật càng gần với với điểm khởi đầu thì năng lượng thu nhận được càng lớn.
Trong lưới thức ăn, nếu có nhiều chuỗi thức ăn liên hệ qua lại càng chặt chẽ, phức tạp thì quần xã sinh vật càng phong phú về loài, trong đó có nhiều loài đa thực
Nếu thay thế mắt xích thức ăn này bằng mắt xích thức ăn khác có họ hàng gần nhau thì cấu trúc của chuỗi thức ăn không hoặc rất ít thay đổi
Các chuỗi thức ăn thường không ổn định mà thay đổi tuỳ thuộc vào nhu cầu thức ăn của các loài ở các giai đoạn sống khác nhau.
Độ dài của chuỗi thức ăn ít khi lớn hơn 5-6 mắt xích
c. Hiệu suất sinh học
Ðó là tỉ lệ các trị số của dòng năng lượng trong các bậc dinh dưỡng khác nhau cuả chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.
Cứ qua mỗi bậc thì đa số năng lượng mất đi, chỉ một phần nhỏ được sử dụng để làm sinh khối cuả cá thể.
Qua mỗi bậc dinh dưỡng, phần lớn năng lượng bị mất đi do chuyển thành nhiệt trong sự hô hấp. (Cho nên hiệu suất sinh thái là rất thấp.)
Chuỗi thức ăn càng dài (có nhiều bậc dinh dưỡng) thì năng lượng nhận ở cuối chuỗi càng ít.
Hiệu suất năng lượng qua các bậc dinh dưỡng
Sinh vật phân hủy
Sinh vật sản xuất
Môi trường sống
Sinh vật tiêu thụ
Tùy theo mối quan hệ về dinh dưỡng mà giữa các loài có những mối quan hệ chính sau:
Cạnh tranh nhau về nguồn sống→ quan hệ đối địch
Hỗ trợ nhau khai thác nguồn sống → quan hệ hỗ trợ
Không quan hệ với nhau về dinh dưỡng cũng như những nhu cầu sống khác (giao phối, lãnh thổ…) → quan hệ trung lập
III. Quan hệ đối địch
Quan hệ vật dữ- con mồi
Quan hệ kí sinh
Quan hệ cạnh tranh
Quan hệ ức chế cảm nhiễm
1. Quan hệ con mồi – vật dữ
Đây là mối quan hệ mà loài này sử dụng loài kia làm thức ăn.
Loài tham gia mối quan hệ này được chia làm 2 loại: vật dữ và con mồi
Trong mối quan hệ này thường dẫn đến:
Làm giảm số lượng con mồi, có khi bị tiêu diệt hoàn toàn.
Mật độ vật dữ phụ thuộc chặt chẽ vào mật độ con mồi: khi mật độ con mồi quá thấp → việc tìm mồi trở nên khó khăn, có lúc không bắt được con mồi → số lượng vật dữ giảm nhanh → con mồi có cơ hội để tiếp tục sinh sản và phát triển số lượng.
Quan hệ vật dữ – con mồi thể hiện sự kìm hãm, hạn chế lẫn nhau về mặt số lượng giữa những quần thể trong quần xã, dẫn đến sự cân bằng sinh học trong tự nhiên. Số lượng cá thể các loài biến động thường xuyên trong một biên độ nào đó trong thế cân bằng biến động, bảo đảm cho sự ổn định số lượng loài trong quần xã.
Quan hệ vật dữ – con mồi có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi cá thể ở các quần xã khác nhau. Trong những trường hợp còn mồi phải chạy trốn vật dữ, cũng như trường hợp rượt đuổi con mồi mà vật dữ có thể băng qua những sinh cảnh khác. Quần xã luôn luôn mất đi hay có thêm những cá thể mới làm gia tăng sức sống của quần xã.
Quan hệ này thúc đẩy không ngừng sự tiến hóa của vật dữ cũng như con mồi:
Để tránh bị săn bắt con mồi đã có những hướng tiến hóa như:
Về hình thái: thân trở nên gai góc, có lớp mai cứng, lớp vảy sừng…
Vd : cây xanh mọc gai để vừa hạn chế thoát hơi nước vừa chống lại thú ăn thực vật, hay như nhím có bộ lông toàn là gai nhọn, rùa có mai cứng.tê tê có lớp áo giáp là vảy sừng…
Về sinh lý:
Những loài động vật yếu đuối, ít có khả năng phòng vệ và có nhiều kẻ thù như: chuột, những loài gặm nhấm…lại có sự bảo vệ nòi giống bằng cách đẻ nhiều
Vd : ở môi trường thuận lợi, một đôi chuột sau 12 tháng có thể sinh ra 3000-5000 con cháu, chắt, chút chít…nếu cứ như thế phát triển thì sau 3 năm có thể cho ra hàng triệu con.
Người ta đã theo dõi 1 nhóm chuột cống lúc đầu chỉ có 52 đực và 48 cái. Sau 30 ngày tăng lên 346 con, sau 60 ngày tăng 460 con, sau 180 ngày tăng 5709 con
Cách làm này xem ra rất hiệu quả.
Trung bình mỗi năm cú bắt 400- 500 con chuột. Và dù cho chuột có rất nhiều kẻ thù: ưng nhỏ, cắt bụng hung, diều hâu, cú, cáo, mèo, cầy, trăn rắn…
Nhưng số lượng chúng quả thật là rất đông đảo khó có loài nào bì kịp
Về sinh hóa:
Một số loài lại có khả năng tự vệ bằng cách sinh ra chất độc, chất gây khó chịu… những loài này thường có màu sắc sặc sỡ để báo hiệu cho kẻ thù bít rằng ‘’ đừng có mà đụng vào ta nhé→không thì chết đấy
Vd : cây xanh tiết ra chất ta-nanh để xua đuổi động vật đến ăn mình, hay như những con nhái độc có màu sắc đẹp đẽ…
Về tập tính
Để tự vệ trước kẻ thù, một số loài có những tập tính sau:
Giả chết đánh lừa động vật săn mồi. Do mắt của động vật rất kém, nó chỉ thấy được những hình ảnh chuyển động. Do vậy một sô loài khi gặp nguy hiểm không chạy trốn mà lại co mình lại dấu vào đôi chân sau. Cách này rất hiệu quả vì thú ăn thịt chỉ đứng ngơ ngác một hồi rồi bỏ đi
Hay những loài thú có guốc như : nai hươu, ngựa… lại chạy trốn kẻ thù
Thỏ khi chạy trốn kẻ thù thường không chạy theo đường thẳng mà lại chạy theo hình zic zac→ vừa làm kẻ thù tốn sức, vừa đánh lừa được kẻ thù
Về màu sắc ngụy trang
Để dể dàng lẩn trốn kẻ thù nhiều loài lại có màu sắc gần như màu của môi trường mà chúng đang sống
Chẳng hạn như: sâu ăn lá thì có màu xanh của lá để chim sâu khó phát hiện, linh dương, sơn dương bộ lông có màu vàng nhìn lẩn với màu của đồng cỏ nơi chúng sống…
Còn về sinh vật ăn thịt thì sao? Chúng tiến hóa như thế nào?
Để khai thác tốt con mồi, chúng có nanh sắc, vuốt nhọn để cắn chết cũng như xé xác con mồi
Chúng có kích thước lớn, chạy nhanh, khỏe mạnh
Cũng có màu sắc lông dễ ẩn nấp
Xây dựng tập tính rình mồi, săn mồi theo đàn…
Để hiểu về bản chất của mối quan hê vật dữ- con mồi các nhà sinh thái học đã tìm ra nhiều mô hình toán học trong đó chủ yếu là 2 loại mô hình:
Mô hình dựa trên những phương trình vi phân để mô hình hóa những mối quan hệ giữa vật chủ và vật kí sinh với các thế hệ riêng biệt của Nicholson và Baiiey(1935).
Mô hình dựa trên những pt vi phân và trên những mô hình đồ thị đơn giản (Rosenzweig và MacArthur, 1963
Mô hình đơn giản nhất là mô hình Lotka- Voltera gồm 2 thành phần:

+C :số lượng của vật sử dụng (vật dữ)
+ N: số lượng hay sinh vật lượng của con mồi

-Nếu không có vật dữ thì con mồi tăng theo hàm số mũ

dt
= rN
-Nếu con mồi bị vật dữ khai thác thì:
dN
dt
= rN – a’CN
a’ :tốc độ tấn công
a’CN: tốc độ bị sử dụng của con mồi
dN
Tốc độ sinh sản của vật dữ có dạng:

dC
dt
= fa’CN - qC
q : tốc độ tử vong của vật dữ( khi thiếu thức ăn)
a’CN : tốc độ mà tại đó thức ăn được sử dụng
f : hiệu quả của vật dữ(khi thức ăn đó chuyển thành con cái của vật dữ)
fa’CN : tốc độ sinh sản của vật dữ
Quan hệ vật dữ- con mồi ngoài việc điều chỉnh số lượng các loài→ cân bằng hệ sinh thái
Nó còn thúc đẩy sự tiến hóa của con mồi cũng như cả vật dữ
Ngoài ra một số vật dữ còn có vai trò là những ‘’vệ sinh viên’’ cho môi trường. Đó là những loài ăn xác thối→ giúp môi trường không bị ô nhiễm như: kên kên, linh cẩu…
2. Quan hệ kí sinh
Đây là một dạng khác của quan hệ quan hệ vật dữ – con mồi.
Nhưng khác với biệt ở chổ:
Kí sinh trùng không làm chết vật chủ ngay mà chỉ làm vật chủ suy yếu dần dần, sử dụng chất dịch ( máu, nhựa) hoặc thức ăn đã qua tiêu hóa trong ống tiêu hóa của vật chủ
Vật dữ tiêu diệt con mồi ngay lần tấn công đầu tiên rồi ăn thịt
Kí sinh trùng có thể là động vật đơn bào, các loài giun sán, ve bét, muỗi vắt…thường có kích thước nhỏ nhưng số lượng rất đông
Vật chủ là bất kì loài nào như: thực vật, động vật, vi khuẩn…
Sinh vật kí sinh không chỉ làm cho vật chủ suy yếu, khó chịu mà còn là vật trung gian truyền những bệnh nguy hiểm như: Ruồi trâu truyền bệnh tiêm mao trùng. Ruồi xê xê ở Châu Phi truyền kí sinh trùng Trypanosoma gây bệnh sốt thản nhiệt. Muỗi vằn truyền bệnh sốt xuất huyết…
Quan hệ kí sinh cùng với quan hệ vật dữ- con mồi có tác dụng điều chỉnh số lượng sinh vật→ đảm bảo cho sự cân bằng sinh thái
Vd :ở Uganda việc chăn thả gia súc quá độ đã tàn phá đồng cỏ một cách nghiêm trọng. Thế nhưng chỉ sau 1 trận dịch do bệnh Trypanosoma mà gia súc chết gần hết. Đến nỗi cỏ mọc cao gần lút đầu người trong nhiều năm
Một số loài như trâu bò, voi… thích dầm mình dưới bùn không phải vì chúng ‘’ở dơ’’ mà vì chúng muốn tạo một ‘’lớp áo’’ để chống lại các ngạoi sinh trùng như: ruồi, muỗi ,rận, ve bét…
3. Quan hệ cạnh tranh
Không đổ máu,không diễn ra ồn ào khốc liệt như quan hệ vật dữ- con mồi nhưng đây là quan hệ khốc liệt nhất trong tự nhiên
Kết quả của quan hệ này có thể làm biến mất một quần thể, hay thậm chí là một loài nếu như không cạnh tranh lại.
Nhưng đồng thời quan hệ này cũng thúc đẩy sự phân li sinh thái dẫn đến sự hình thành loài mới
Ở những loài càng có nhu cầu sống giống nhau thì quan hệ cạnh tranh càng khốc liệt. Nhưng có lẽ khốc liệt nhất là ở trong nội bộ của loài
chim uria
Vd : với chim uria (1 trong những loài chim biển nổi tiếng nhất của Anh), kẻ thù nguy hiểm nhất chính là những con chim hàng xóm bên cạnh luôn tìm cách tiêu diệt lũ chim non ở những tổ gần kề để đối phó với tình trạng suy giảm nguồn thức ăn.
"Hành động tấn công của lũ chim rất tàn nhẫn. Chúng tôi nhìn thấy những con chim trưởng thành trong một tổ đẩy lũ chim non ở các tổ bên cạnh xuống vách đá", Kate Ashbrook, một nhà sinh vật học của Đại học Leed (Anh), phát biểu.Kate và cộng sự đã theo dõi hành vi tàn sát đồng loại của chim uria tại một khu vực sinh sống rộng lớn của chim trên đảo May.Do tình trạng thiếu thức ăn, nhiều chim bố mẹ buộc phải bỏ rời tổ và bỏ mặc lũ con để kiếm mồi ở nơi xa. Không được bố mẹ bảo vệ, hàng trăm chim non đã mất mạng bởi những cú mổ hoặc xô đẩy của những chim trưởng thành từ tổ
Một ví dụ kinh điển nhất về quan hệ cạnh tranh là thí nghiêm của Gause(1934):
Đối tượng: trùng cỏ Paramecium aurelia và P. caudatum gần nhau về nguồn gốc
Điều kiện nuôi cấy: ổn định và như nhau→ cả 2 đều tăng trưởng theo cấp số mũ với đường cong S điển hình, đạt trạng thái ổn định
Khi đưa 2 giống nuôi chung sau 16h chỉ còn lại P. aurelia vì loài này có tốc độ tăng trưởng cao hơn P. caudatum
Nhưng nếu nuôi P.aurelia với P.bursaria trong cùng bể nuôi thì 2 loài này lại sống được
Dù cho nguồn sống giống nhau, nhưng P. aurelia ưa oxi nên sống gần mặt nước. Còn loài P.bursaria lại có khả năng cộng sinh với tảo nên có thể sống ở đáy bình là nơi nghèo oxi→ 2 loài đã có sự phân li ổ sinh thái( phân chia lãnh thổ)
Quan hệ cạnh tranh ảnh hưởng tới sự biến động số lượng, ảnh hưởng đến sự phân bố địa lí và nơi ở, ảnh hưởng đến sự phân bố về mặt hình thái.
Ảnh hưởng đến sự biến động số lượng
Ở thực vật, sự cạnh tranh thường dẫn tới sự giảm sút về mặt số lượng và khả năng sống của những loài yếu hơn. Trong một khoảng đất hẹp, mật độ cây quá cao sẽ gây ra hiện tượng cạnh tranh giành lấy nước và muối khoáng bằng hệ rễ, giành ánh sáng bằng hệ lá.
Ở các loài động vật, cạnh tranh gay gắt diễn ra giữa các loài cùng nhu cầu về nguồn sống như  thức ăn , nơi ở .
Vd : quan hệ giữa châu chấu với trâu bò .
Thế kỷ 20 có rất nhiều đại dịch châu chấu như các năm 1926-1934, 1940-1948, 1986-1989... Chúng tràn vào một diện tích đất rộng 30 triệu km2 tại khoảng 60 nước (20% diện tích đất trên hành tinh), chén sạch mọi cánh đồng ngô, sắn và các loại cây lương thực khác trong vùng.
Di chuyển với tốc độ 100 km/ngày, những đàn châu chấu hàng triệu con đã thực sự trở thành "cơn bão" tàn phá tất cả những nơi mà chúng đi qua. Hậu quả mà chúng để lại là đói nghèo, bệnh tật. Hàng nghìn năm qua, những "cơn bão châu chấu" vẫn ám ảnh loài người và vẫn chưa có cách khống chế hữu hiệu.
Châu chấu tàn phá hơn 6 triệu ha đất canh tác tại tây bắc châu Phi. Người ta ước tính, chỉ vài phút đồng hồ, chúng đã ăn hết lượng lương thực đủ dùng cho hơn 2.000 người trong một ngày. Chúng hiện diện khắp châu Phi và là nguyên nhân chính gây ra nạn đói tại Sudan.
Tại Việt Nam, nhiều tài liệu đã ghi nhận có "bão châu chấu" vào thời vua Tự Đức (1838-1840) làm mùa màng thất bát, nhân dân đói khổ. Châu chấu thường gây đại dịch ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ vào khoảng tháng 6-7 hằng năm. Gần đây nhất, tháng 9/2007, "giặc" châu chấu đã tấn công nhiều khu vực của Nghệ An, gây không ít khó khăn cho nhân dân trong vùng
Đến đời sống của con người còn bị đe dọa như vậy thử hỏi cuộc sống của các loài ăn thực vật kia bi đát đến mức nào?
Thỏ và cừu được nhập vào Ôtrâylia dần dần lấn át các loài thú có túi ở địa phương và số lượng chúng dần dần bị giảm sút.
Ảnh hưởng đến sự phân bố về mặt sinh thái
 Sự cạnh tranh trong quá trình chọn lọc tự nhiên có thể tạo ra những loài động vật có vị trí phân loại gần nhau, cùng sống ở một nơi, nhưng đặc điểm hình thái và những tập tính khác nhau: chúng có thể cùng chung sống với nhau bằng những cách sống khác nhau.
Vd : diều hâu và cú đều là động vật ăn thịt săn chuột, nhưng diều hâu đi săn ban ngày còn cú thì đi săn ban đêm
Hay như sự phân hóa về tập tính và nơi phân bố giữa chuột đàn và chuột cống để chúng không va chạm xung đột với nhau. Thường trong nhà chúng ta đều có 2 loại chuột này nhưng chúng không hề va chạm nhau dù chúng đều ăn tạp và chế độ ăn uống giống nhau
Đó là vì chúng có nơi ở riêng:
Chuột cống leo trèo kém→ sống chủ yếu ở cống rãnh, nơi tối tăm ẩm thấp
Trái lại chuột đàn leo trèo giỏi→ chúng sống ở những nơi khô ráo sạch sẽ như: mái nhà, trong đống rơm rạ…
Có tập tính khác nhau
Chuột cống hoạt động lúc tảng sáng hay sẩm tối. Trong khi chuột đàn lại hoạt động về đêm
Chuột cống ăn hoa màu, thức ăn thừa của con người nhưng chúng lại ưa thức ăn có nguồn gốc động vật hơn như sâu bọ, cua,cá, chim non…
Còn chuột đàn lại thích thức ăn có nguồn gốc thực vật hơn như thóc, ngô khoai, sắn…
Nhưng vấn đề đặt ra là ở 2 loài trên đầu tiên đã có sự phân hóa như vây rồi chăng? Câu trả lời có lẽ chắc chắn là không, mà giữa chúng phải có sự cạnh tranh lâu dài mới có được kết quả ấy
Ảnh hưởng đến sự phân bố địa lí và nơi ở
Sự cạnh tranh có khi còn ảnh hưởng cả tới sự phân bố địa lí.
Vd :Ở Việt Nam chuột đàn chỉ phân bố đến Vĩnh Linh, còn chuột cống thì phổ biến trên toàn quốc.
Trong quá trình cạnh tranh giữa 2 loài, loài nào yếu hơn sẽ bị dồn ép, thu vào vùng phân bố nhỏ hẹp của chúng
Vd :sự cạnh tranh của 2 loài chuột đen hay chuột khuy ( Rattus rattus) với loài chuột cống Châu Âu
Chuột đen có ở Châu Âu từ thời Trung Cổ, còn chuột cống thì xuất hiện ở đấy khoảng thế kỉ 18. Thế nhưng loài xâm lược này lại thắng thế ở nhiều nơi. Dồn ép chuột đen co cụm ở những nơi phân bố nhỏ hẹp
ở những nơi có mặt cả 2 loài này thì giữa chúng có sự phân chia rõ ràng về vùng phân bố:
Tại Maroc, chuột cống chiếm giữ các hải cảng lớn, các khu công nghiệp nhưng không gặp trong thành phố. Còn chuột đen làm chủ nông thôn, trang trại, và phân bố kéo dài đến tận những ốc đảo phía Nam
Ở Ấn Độ, chuột cống lại chiếm giữ các hải cảng
Hay sự cạnh tranh giữa 2 loài sóc ở nước Anh. Một là sóc địa phương, hai là sóc xám Châu Mỹ nhập nội
1828 sóc xám được nhập vào nước Anh
1889 chúng thực sự xâm nhập và cạnh tranh với sóc địa phương
1930 chúng mở rộng lãnh thổ 25 792 km2
1935 lãnh thổ của chúng lên đến 48 588 km2
1937 vùng lãnh thổ mà chúng xâm chiếm là 54 912 km2
Đến năm 1944-1945 vùng lãnh thổ còn mở rộng thêm nữa
Cùng với sự phát triển của sóc xám là sự co cụm và có chiều hướng bị tiêu diệt dần dần của sóc địa phương
Ở Châu Úc, sự xâm nhập của thỏ và chuột đã cạnh tranh gay gắt với các loài thú có túi ở bản địa, số lượng và vùng phân bố của chúng giảm dần đi→ báo hiệu tương lai bị tuyệt chủng còn không xa
Trong cùng loài, sự cạnh tranh chỉ diễn ra gay gắt khi điều kiện sống khắc nghiệt, khi mật độ cá thể trong quần thể cao, khi đến mùa sinh sản động dục…
Cạnh tranh cùng loài có chiều hướng tích cực cho tiến hóa, cho sự hoàn thiện nòi giống của loài
Để giảm mức độ cạnh tranh giữa các quần thể hay giữa các cá thể trong cùng một loài :
Có sự phân chia quần thể ( phát tán quần thể)
Phân chia vùng phân bố- lãnh thổ hoạt động→ cơ sở để hình thành nên loài sinh thái mới
Vd : sự cạnh tranh giao phối trong mùa sinh sản, các cá thể sẽ cạnh tranh nhau để giành quyền giao phối→ những cá thể khỏe mạnh, nổi trội sẽ chiến thắng và có quyền giao phối→ từ đó đảm bảo cho thế hệ tương lai sinh ra có được nguồn gien quí giá→ giống loài ngày càng hoàn thiện
Khi mật độ trong quần thể cao , giữa các cá thể sẽ cạnh tranh nhau về thức ăn, nơi ở… giữa các cá thể không có sự xung đột nhưng những cá thể yếu không đủ nhanh nhẹn để phát hiện ra nguồn thức ăn, tìm nơi lẩn trốn kẻ thù→ chúng sẽ bị chết do thú dữ ăn thịt, vì đói rét, bệnh tật và nhiều nguyên nhân khác→ những cá thể sống sót sẽ là những cá thể khỏe mạnh, nhanh nhẹn có lợi cho tiến hóa
Mặt khác, khi mật độ quần thể cao quan hệ cạnh tranh sẽ thúc đẩy sự phân chia quần thể→ hình thành nên quần thể mới → tìm kiếm nơi ở mới → đây là điều kiện cơ sở để hình thành nên loài sinh thái mới (khi đến được vùng đất mới và thích nghi được thì các nhân tố sinh thái sẽ tác động vào quần thể mới này để hình thành nên loài sinh thái mới)
Vd : sự chia đàn ở những bầy thú
Hay ví dụ như loài chuột khuy ở nước ta. Chúng sống trong rừng, đặc biệt là rừng tre nứa. Thức ăn là nhũ cốc, hoa quả, hoa tre, quả tre. Đến mùa tre nứa ra hoa, chúng phát triển với số lượng rất lớn. Khi thức ăn khan hiếm, cạnh tranh diễn ra gay gắt→ chúng bắt đầu phân chia và di cư đến nơi ở mới
Đai bộ phận sẽ ra đi, con lại số ít ở lai nơi sống cũ.
Điển hình là 7/1966 đàn chuột khuy có tới hàng nghìn con đi ngược về phía Đại Từ ( tỉnh Bắc Thái). Trong cuộc hành trình gian khổ này chúng bị tiêu bởi đói rét, bởi thú ăn thịt
Sự phân chia này làm giảm sự cạnh tranh, đồng thời mang ý nghĩa chọn lọc sâu sắc→ trong cuộc hành trình những cá thể bị chết là cá thể kém thích nghi. Mặt khác, khi đến nơi ở mới những cá thể thích nghi qua nhiều thế hệ sẽ phát sinh những đặc tính thích nghi có lợi tăng cường sức sống cho nòi giống
4. Quan hệ hãm sinh hay ức chế –cảm nhiễm
Là mối quan hệ đối kháng lẫn nhau giữa hai nhóm sinh vật. Loại này thường tiêu diệt loại kia hoặc hạn chế quá trình sống của nó bằng việc tiết ra chất hóa học có tác dụng ức chế
Sinh vật sinh ra chất ức chế thường là thực vật và động vật bậc thấp, vi sinh vật
Đây cũng là một mặt khác của quan hệ cạnh tranh, sinh vật tiết ra chất ức chế để kìm hãm sinh vật khác giành nguồn sống cho mình
Vd: điển hình là xạ khuẩn kháng sinh và nhóm vi khuẩn mẫn cảm với chất kháng sinh do xạ khuẩn sinh ra. Khi nuôi cấy 2 nhóm này trên môi trường thạch đĩa, ta có thể thấy rõ hiện tượng kháng sinh: xung quang nơi xạ khuẩn có một vòng vô khuẩn, tại đó vi khuẩn không mọc được.
Hay như cây trinh nữ đầm lầy tiết vào đất những chất hóa học có tác dụng ức chế sự phát triển của những loài thực vật khác→ cùng với sức sinh sản mạnh chúng dần xâm lấn các loại thực vật khác
IV. Quan hệ hỗ trợ:
Quan hệ quần tụ
Quan hệ hội sinh
Quan hệ tiền hợp tác
Quan hệ cộng sinh hay hỗ trợ
.
Bảo vệ nhau
Chống đỡ các
điều kiện bất lợi
của môi trường
Khai thác tốt
nguồn lợi sống
các cá thể cùng loài
có xu hướng sống tụ
tập bên nhau tạo thành
các quần tụ cá thể
1. Quan hệ quần tụ
+
+
Số lượng cá thể trong quần tụ phù hợp với điều kiện sống của môi trường→ quan hệ hỗ trợ.
Số lượng cá thể >< Mức cực thuận → quan hệ cạnh tranh.
Cạnh tranh → một số cá thể tách khỏi quần tụ → sự cách ly.
2. Quan hệ hội sinh
(commensalism)
Hai loài sinh vật sống chung trên một địa bàn
Loài hội sinh: +
Loài được hội sinh: 0
Trong thiên nhiên mối quan hệ này rất phổ biến. Loài hội sinh sử dụng loài được hội sinh như là phương tiện chuyên chở, giá bám, kiếm ăn hay là nơi sinh sản
Vd: loài cá ép (Echeneis naucrates) thường gắn chặt mình vào cá mập, cá heo, rùa, cá voi…Trong mối quan hệ hội sinh này, con chủ không hề bị làm hại, mà cá ép thì được lợi vô cùng. Cá ép không chỉ lấy thức ăn từ vật chủ (gồm những mẩu thức ăn mà còn vật chủ để rơi hay bỏ đi). Ngoài ra, cá ép cũng ăn thêm các loại giáp xác bám vào da vật chủ. Tuy nhiên lúc thuận tiện, cá ép cũng bổ sung khẩu phần ăn của mình bằng những con vật nhỏ sống tự do như giáp xác, cá, mực ống
Echeneis naucrates
3. Quan hệ tiền hợp tác
(procooperation)
Là sống hợp tác giữa các loài, chúng mang đến cho nhau những lợi ích nhiều mặt nhưng không quan hệ gắn bó chặt chẽ với nhau
Vd:mối quan hệ hợp tác giữa chim ăn côn trùng nhỏ với các con thú lớn để bắt sâu bọ sống kí sinh trên da thú, những con thú này vừa được làm vệ sinh, vừa được báo cho mối nguy hiểm khi có kẻ thù xuất hiện, còn chim thi lại có thức ăn. Nhưng chúng không bắt buộc phải sống chung với nhau
Hươu cao cổ với cái cổ cao ngất ngưởng có thể quan sát 1 vùng rộng lớn → dễ thấy kẻ thù từ xa → vì thế bên cạnh hươu cao cổ luôn có những con thú ăn cỏ khác như: linh dương, ngựa…
7. Quan hệ cộng sinh hay hỗ trợ
(mutualism hay symbiose)
Là quan hệ của hai loài sinh vật sống dựa vào nhau, loài này đem lại lợi ích cho loài kia và ngược lại
Mối quan hệ này là chặt chẽ và cần thiết cho nhau
Nếu tách nhau ra thì có thể chúng sẽ không tồn tại được
Vd: mối quan hệ tương hỗ giữa côn trùng thụ phấn và thưc vật có hoa. Côn trùng đến hoa để hút mật, đồng thời thụ phấn cho cây
Vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh trong rễ cây họ đậu
Hay như mối quan hệ cộng sinh giữa kiến chiến binh với cây keo. Kiến sẽ bảo vệ cây khỏi các động vật ăn cỏ, còn cây keo sẽ tiết ra mật làm thức ăn trả công cho kiến
V. Quan hệ trung lập hay trung tính
Đó là mối quan hệ mà 2 bên đều không gây hại,cũng như đem lại lợi ích cho nhau.
Giữa nhóm sinh vật này với nhóm sinh vật khác hay giữa cá thể này với cá thể khác trong cùng 1 loài có sự phân chia rạch ròi về phạm vi hoạt động, cũng như nguồn lợi sống.(tính lãnh thổ)
Giữa chúng không có sự hơp tác cũng như cạnh tranh nhau.
Mối quan hệ này có được khi điều kiện sống bảo đảm cho sinh vật phát triển
Tức là giữa chúng không có sự cạnh tranh nhau về các điều kiện sống, hay nhu cầu về điều kiện sống khác nhau
Khi điều kiện sống thay đổi thì giữa các cá thể cùng loài sẽ nảy sinh quan hệ cạnh tranh
Vd: bướm và nai,giữa chim sâu và thỏ, giữa bầy sư tử này với bầy sư tử kia khi đã phân chia lãnh thổ và nguồn lợi sống được đảm bảo …
Vd : bướm và nai. Vì nhu cầu sống của 2 loài khác nhau nên giữa chúng không hề có xảy ra sự cạnh tranh hay hổ trợ nhau dù chúng sống kề bên nhau
Hay như giữa chim sâu và thỏ rừng
Giữa 2 bầy sư tử đã phân chia lanh thổ
Kết luận
Giữa các loài quan hệ với nhau bằng mối quan hệ dinh dưỡng
Việc hiểu được mối quan hệ này giúp con người bảo vệ và khai thác tốt thiên nhiên
Trong các mối quan hệ thì quan hệ vật dữ- con mồi, kí sinh – vật chủ, quan hệ canh tranh có tác dụng điều chỉnh số lượng các loài→ cân bằng sinh thái
Ngoài ra quan hệ vật dữ- con mồi, quan hệ cạnh tranh còn là nhân tố thúc đẩy sự tiến hóa
Tài liệu tham khảo chính:
Đời sống các loài thú ( Trần Kiên, Trần Thanh, 1979)
Youtube.com
Bachkim.com
Thuvienkhoahoc.com
Vnepress.net
Mai Đình Phúc
(tổng hợp)