If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Կյանքի պատմության ռազմավարություններ

Ինչպես են օրգանիզմները էներգիա հատկացնում՝ իրենց սերունդների քանակը առավելագույնի հասցնելու համար:

Ամփոփում

  • Տեսակների կյանքի պատմությունը տվյալ տեսակի առանձնյակներին հատուկ գոյատևման և վերարտադրման իրադարձությունների օրինաչափություններն են (ըստ էության, դրանց կյանքի ցիկլը)։
  • Կյանքի պատմության օրինաչափությունները զարգանում են բնական ընտրության միջոցով և ներկայացնում են աճի, գոյատևման և վերարտադրման գործընթացների միջև փոխզիջումների <<բարելավումը>>։
  • Փոխզիջումներից մեկն իրականանում է առաջացող սերունդների և դրանցում յուրաքանչյուր առանձնյակի համար ներդրված էներգիայի (և՛ ֆիզիկական աղբյուրների և ծնողական խնամքի տեսանկյունից) միջև։
  • Առաջին բազմացման ժամանակահատվածը ևս մեկ փոխզիջում է։ Կյանքի վաղ շրջանում բազմանալու դեպքում փոքրանում են առանձնյակի՝ առանց սերունդ թողնելու մահանալու շանսերը, բայց ավելի ուշ տարիքում բազմանալու դեպքում հավանական է, որ դրանք կունենան քանակով ավելի շատ կամ ավելի առողջ սերունդ և նրանց ավելի լավ խնամք կհատկացնեն։
  • Որոշ տեսակների առանձնյակները իրենց կյանքում միայն մեկ անգամ են բազմանում , մինչդեռ այլ տեսակների անդամները կարող են կյանքի ընթացքում մի քանի անգամ բազմանալ։

Ի՞նչ է <<կյանքի պատմությունը>>

Իսկ ի՞նչ տեսք ունի քո կյանքի պատմությունը։ Էկոլոգիայի աշխարհում այդ հարցը չի վերաբերում այն բոլոր հաջողություններից, կամ էլ ընկերներինց, որոնց ձեռք ես բերել կյանքիդ ընթացքում (Սա իհարկե չի նշանակում, որ ադ ամենը լավ չէ)։
Փոխարենը՝ երբ էկոլոգիայում մենք խոսում ենք կյանքի պատմության մասին, մենք սկսում ենք մտածել տվյալ պոպուլյացիայի կամ տեսակի հիմնական դեմոգրաֆիկ հատկանիշների մասին (այն իրադարձությունների մասին, որոնք կհայտնվեն Կյանքի աղյուսակում)։ Այդպիսի իրադարձություններն են՝ այն ժամանակահատվածը, երբ տվյալ օրգանիզմները առաջին անգամ բազմացել են, որքան սերունդ է առաջացել յուրաքանչյուր բազմացման արդյունքում և առհասարակ քանի՞ անգամ են տվյալ օրգանիզմները վերարտադրվել։ Մարդկանց դեպքում վերարտադրման սկիզբը բավականին ուշ է դրվում, նրանք շատ քիչ սերունդ են թողնում և կարող են մի քանի անգամ վերարտադրվել։
Տեսակների կյանքի պատմությունները կարող ենք սահմանել որպես դրանց կենսացիկլ՝ մասնավորապես կենսացիկլի հատկանիշներ, որոնք կապված են գոյատևման և վերարտադրման հետ1։ Կյանքի պատմությանը հղկվում է բնական ընտրության շնորհիվ և այն արտացոլում է, թե ինչպես են տեսակի անդամները իրենց սահմանափակ աղբյուրները բաշխում իրենց աճի, գոյատևման և սերունդների առաջացման գործընթացների միջև։

Կյանքի պատմության ռազմավարություններն ու բնական ընտրությունը

Բոլոր կենդանի օրգանիզմներին աճի, իրենց մարմնի պահպանման և վերարտադրման համար անհրաժեշտ են էներգիա և սննդանյութեր։ Բնության մեջ այդ ամենի աղբյուրները շատ սահմանափակ են և հաճախ դրանց հասնելու համար պայքար է առաջանում (ինչպես օրինակ՝ արևի լույսը և հանքային նյութերը բույսերի, իսկ սննդի աղբյուրները կենդանիների համար)։ Հետևաբար յուրաքանչյուր օրգանիզմ ունի սննդանյութերի և էներգիայի սահմանափակ աղբյուրներ, որոնք պետք է բաժանի իր գործունեությունների միջև, ինչպիսիք են աճը, մարմնի պահպանումն ու բազմացումը։
Իսկ այս համատեքստում օրգանիզմի համար ի՞նչ է նշանակում իր սահմանափակ աղբյուրների <<լավ>> սահմանումը։ Էվոլյուցիայի տեսանկյունից սա նշանակում է, որ այդ աղբյուրները բաշխվում են դրանց պոտենցիալ գործողությունների (աճ, պահպանություն, բազմացում) միջև այնպես, որ առավելագույնի է հասցվում օրգանիզմի հարմարվողականությունը կամ մյուս սերնդում տվյալ օրգանիզմի ժառանգների քանակը։ Այն օրգանիզմները, որոնց ժառանգած գեները թույլ են տալիս դրանց ավելի արդյունավետ բաշխել իրենց ռեսուրսները, կթողնեն ավելի շատ սերունդ, քան այդ հատկանիշները չունեցող առանձնյակները։ Արդյունքում սերնդեսերունդ այդ հատկանիշների հաճախությունը բնական ընտրության2,3 շնորհիվ պոպուլյացիայում կմեծանա։
Շատ ժամանակ անց այս գործընթացը հանգեցնում է կյանքի պատմության ռազմավարությամբ տեսակների կամ կյանքի պատմության հատկանիշների հավաքածուների (սերունդների քանակ, բազմանալու ժամանակաշրջան, ծնողական խնամքի չափ ) առաջացման, որոնք ավելի լավ են հարմարված իրենց միջավայրում ունեցած իրենց դերին։ Կյանքի պատմության այս օպտիմալ ռազմավարությունը կարող է տարբերվել յուրաքանչյուր տեսակի համար՝ կախված դրա հատկանիշներից, միջավայրից և այլ սահմանափակումներից2։
Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք կյանքի պատմության ռազմավարությունների փոխզիջումները և կտեսնենք տարբեր բույսերի և կենդանիների օրինակներ, որոնք օգտագործում են տարբեր տիպի ռազմավարություններ։

Ծնողական խնամք և պտղաբերություն

կյանքի պատմության ռազմավարությունների մի մեծ փոխզիջումը սերնդում առանձնյկաների քանակի և ծնողների խնամքի միջև է։ Ընդհանուր առմամբ սա <<քանակը ընդդեմ որակի>> հարց է․ օրգանիզմը կարող է ունենալ շատ սերունդներ, որոնցից յուրաքանչյուրը իրենից ներկայացնում է էներգիայի հարաբերականորեն փոքր ներդրում կամ քիչ սերունդ, որոնցում կներդնի հարաբերականորեն ավելի շատ էներգիա։
Ավելի պաշտոնապես արտահայտվելու համար կարող ենք ասել, որ պտղաբերությունը հակված է հակադարձ կապ ունենալ սերնդում ներդրված էներգիայի քանակի հետ։ Պտղաբերությունը օրգանիզմի վերարտադրողական ունակությունն է (սերունդների քանակը, որոնք կարող են առաջանալ տվյալ օրգանիզմից)։ Որքան մեծ է օրգանիզմի պտղաբերությունը, այդքան ավելի քիչ էներգիա այն ամենայն հավանականությամբ կներդնի իր սերնդի յուրաքանչյուր առանձնյակի համար (և՛ անմիջապես աղբյուրների (ինչպիսիք են օրինակ՝ ձվաբջջում կամ սերմերում պահեստավորված սննդանյութերը), և՛ ծնողական խնամքի տեսանկյունից)։
  • Այն օրգանիզմները, որոնք թողնում են մեծ քանակով սերունդ, դրանցից յուրաքանչյուրում ձգտում են թողնել էներգիայի փոքր ներդրում և սովորաբար իրենց սերունդներին շատ քիչ ծնողական խնամք են տրամադրում։ Սերունդները <<միայնակ են մնում>>, այդ իսկ պատճառով էլ սերնդի առանձնյակների քանակը մեծ է լինում , որպեսզի գոնե դրանցից մի քանիսը գոյատևեն (նույնիսկ եթե դրանց գոյատևման համար հավանականությունը փոքր է)։
  • Այն օրգանիզմները, որոնք թողնում են քիչ սերունդ, դրանցից յուրաքանչյուրում ձգտում են թողնել էներգիայի մեծ ներդրում և սովորաբար իրենց սերունդներին մեծ ծնողական խնամք են տրամադրում։ Այ օրգանիզմները շատ արդյունավետ են կատարում իրենց էներգիայի ներդրումները և իրենց ներգրավածությունը ունեն նաև յուրաքանչյուր սերնդի գոյատևման հարցում։
Կենսաբանության մեջ հանդիպող այս շատ դեպքերը ընդհանուր միտումներ են, այլ ոչ թե տիեզերական կանոններ։ Հիմնական կետն այն է, որ երբ օրգանիզմները թողնում են մեծ սերունդ, նրանք քիչ էներգիա են ներդնում այդ սերնդի առանձնյակներից յուրաքանչյուրի համար։ Իսկ երբ սերունդը փոքր է, օրգանիզմը կարող է (և պետք է) ներդնել ավելի շատ էներգիա, որպեսզի վստահ լինի, որ իր սերունդները կգոյատևեն։

Օրինակ․ մեծ սերունդ, քիչ ներդրում/ծնողական խնամք

Տիպիկ ծովային խխունջը թողնում է բազմացման յուրաանչյուր շրջանում թողնում է հարյուրավոր ձվեր, որոնցից ծնվում են փոքրիկ խխունջներ։ Վերջիններս կյանքի առաջին իսկ օրերից սկսած բավականին ինքնուրույն են։ Իրականում ձվերի առաջին 10%-ից ծնված փոքրիկ խխունջները կնախաճաշեն ավելի ուշ ծնվող իրենց քույրերով և եղբայրներով4։
Նկարի աղբյուր՝ "Egg cases - Common whelk," ըստ Sarah Smith, CC BY-SA 2.0.
Կանիբալիզմից բացի այս օրինակը նաև շատ լավ պատկերում է ծնողական ներդրման ռազմավարությունների մի տարածված տեսակ։ Ծովային խխունջներն ու շատ այլ ծովային անողնաշարավորներ քիչ ծնողական խնամք են տրամադրում (եթե իհարկե առհասարակ տրամադրում են) իրենց սերունդներին։ Փոխարենը՝ նրանք իրենց էներգիայի ողջ պաշարը ներդնում են մեծ քանակով սերունդներ ստեղծելու գործընթացում, որոնցից յուրաքանչյուրը ստանում է հարաբերականորեն քիչ էներգիա։ Եվ եթե թվերի տեսանկյունից նայենք ծովային խխունջները բնավ տպավորիչ չեն՝ էգ ծովային ոզնին կարող է ձվադրման մեկ շրջանում թողնել 100,000,000 ձու։
Այս տիպի ռազմավարությամբ տեսակներում սերունդները դեռևս վաղ տարիքից բավականին ինքնուրույն են։ Եվ քանի որ յուրաքանչյուր սերնդի առանձնյակներում ոչ այդքան շատ էներգիա է ներդրվում, ծնվելիս այդ օրգանիզմները փոքր են լինում և լույս աշխարհ են գալիս էներգիայի շատ քիչ պաշարներով։ Արդյունքում այս օրգանիզմները շատ խոցելի են դառնում գիշատիչների հարձակման տեսանկյունից, հետևաբար նրանցից շատերը և նույնիսկ նրանց մեծ մասը չի կարողանա գոյատևել։ Սակայն սերնդում առանձնյակների մեծ թիվը մեծացնում է պոպուլյացիայի գոյատևման շանսերը։

Օրինակ․ փոքր սերունդ, շատ ներդրում/ծնողական խնամք

Հակառակ ռազմավարությունը ուսումնասիրելու համար արի դիտարկենք հսկա պանդաների օրինակը։ Էգ պանդաները սովորաբար բազմացման յուրաանչյուր գործընթացի արդյունքում լույս աշխարհ են բերում միայն 1 ձագ։ Եվ այդ մեկ ձագը շատ հեռու է ինքնուրույնությունից6։ Ստորև նկարի վարդագույն էակը ո՛չ մուկ է, ո՛չ էլ կատու․․․այն իրականում նորածին պանդա է։
Նկարի աղբյուր՝ "Newborn panda cub - Chengdu Panda Base," ըստ Buster&Bubby, CC BY-NC 2.0
Պանդաների նման այլ կենդանական տեսակները, որոնք բազմացման յուրաքանչյուր գործընթացի արդյունքում թողնում են ավելի քիչ սերունդ, հաճախ դրանց տրամադրում են նաև ծնողական խնամք։ Նրանց սերնդում առանձնյակները չափերով ավելի մեծ են և ունեն ավելի շատ էներգիա։ Վերևի նկարում ցուցադրված պանդան կարող է փոքր թվալ, սակայն եթե դրան համեմատենք նոր ծնված ջրային խխունջների հետ, ապա պանդաները մեզ ահռելի կթվան։ Սերունդներում մեծ քանակով էներգիա ներդնելու ռազմավարություններով տեսակները իրենց էներգիայի պաշարների մեծ մասը օգտագործում են իրենց սերունդներին խնամելու համար (որը երբեմն իրականանում է նաև հենց ծնողի առողջության հաշվին)։
Ռազմավարության այս տեսակը հաճախ հանդիպում է կաթնասունների, ներառյալ մարդկանց, կենգուրուների ինչպես նաև պանդաների մոտ։ Այս տեսակների սերունդներում նոր ծնված ձագերը հարաբերականորեն անպաշտպան են և նախքան ինքնուրույնություն ձեռք բերելը դրանք խնամքի կարիք ունեն։
Նկարի աղբյուր՝ "Ailuropoda melanoleuca," ըստ Shealah Craighead (public domain).

Պտղաբերությունն ու ներդրման փոխզիջումները բույսերի շրջանում

Այն նույն ընդարձակ օրինաչափությունները, որոնք առկա են կենդանիների շրջանում, հայտնաբերվել են նաև բույսերի մոտ։ Իհարկե բույսերը չեն կարող նույնպիսի ծնողական խնամք տրամադրել, ինպիսին տրամադրում են կենդանիները, սակայն դրանք կարող ենք առաջացնել կա՛մ մեծ քանակով քիչ էներգիա պարունակող, կա՛մ էլ քիչ քանակով շատ էներգիա պարունակող սերմեր։
Օրինակ՝ փոքր պտղաբերություն ունեցող բույսերը, ինչպիսիք են կոկոսը և շագանակը, առաջացնում են քիչ քանակով էներգիայով հարուստ սերմեր, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի ծլելու և նոր օրգանիզմ առաջացնելու մեծ շանսեր։Մեծ պտղաբերություն ունեցող բույսերը, ինչպիսին է օրինակ՝ խոլորձը, հակառակ մոտեցումն ունեն․ դրանք սովորաբար առաջացնում են մեծ քանակով, քիչ էներգիա պարունակող սերմեր, որոնցից յուրաքանչյուրի գոյատևման հավանակությունը հարաբերականորեն քիչ է։

Առաջին բազմացման ժամանակաշրջանը (վաղ թե ուշացած)

Տեսակների կյանքի պատմության մյուս կարևոր մասը սկսվում է դրանց վերարտադրությամբ (սա նաև այն շրջանն է, որտեղ մենք տեսնում ենք փոխզիջումներ և տեսակների բազմազանություն)։ Կենդանիների և բույսերի որոշ տեսակներ կյանքի վաղ շրջանում են բազմանում, մինչդեռ մյուսները՝ կյանքի ավելի ուշ շրջանում։ Իսկ որո՞նք են այս ռազմավարությունների առավելություններն ու թերությունները։
Այն օրգանիզմները, որոնք վաղ տարիքում են բազմանում, բնականաբար ավելի քիչ վտանգված են առանց սերունդ թողելու մահանալու տեսանկյունից։ Սակայն սերունդներ թողնելու այդ գործընթացը կարող է լինել դրանց աճի կամ առողջության հաշվին։ Օրինակ՝ փոքր ձկները իրենց էներգիան ներդնում են կյանքի վաղ շրջանում բազմանալու գործընթացում, և քանի որ իրենք իրենց ողջ էներգիան ներդնում են բազմացման մեջ, դրանք այդպես էլ ողջ կյանքի ընթացքում չեն հասնում այն չափսերին, որը կպաշտպաներ նրանց գիշատիչներից (դժվար է պատկերացնել վախեցնող տեսք ունեցեղ փոքրիկ ձկնիկի)։
Այն օրգանիզմները, որոնք բազմանում են կյանքի ավելի ուշ շրջանում, սովորաբար ավելի մեծ պտղաբերությամբ են օժտված կամ ավելի շատ ծնողական խնամք են տրամադրում։ Մյուս կողմից, դրանց սերունդները շատ ավելի վտանգված են և գտնվում են մինչև վերարտադրողական տարիքը չգոյատևելու ռիսկային գոտում։ Օրինակ՝ ավելի մեծ ձկները, ինչպիսին է օրինակ՝ կապուտակը կամ շնաձուկը, օգտագործում են իրենց էներգիան ավելի մեծ չափսերի հասնելու համար, ինչն էլ հենց պաշտպանում է նրանց։ Այս ամենի արդյունքում նրանք հետաձգում են իրենց բազմացումը, հետևաբար ավելի մեծ շանսեր կան, որ դրանք կմահանան՝ այդպես էլ սերունդ չթողնելով (կամ նախքան դրանք կհասցնեն բազմանալ իրենց առավելագույն չափով)։
Ընդհանուր առմամբ, օրգանիզմի տարիքը առաջին բազմացման ժամանակ խիստ կապված է այդ տեսակի կյանքի տևողության հետ7։ Կյանքի կարճ տևողություն ունեցող տեսակները հաճախ վաղ տարիքում են սկսում վերարտադրվել, մինչդեռ կյանքի երկար տևողությամբ տեսակները սովորաբար հետաձգում են այն։ Սա լավ հիշեցում է այն մասին, որ կյանքի պատմության ռազմավարությունը որքան հնարավոր է շատ սերունդ թոնելու խնդրի ինտեգրացված <<լուծումն>> է, ինչպես նաև այն մասին, որ <<մասերից>> յուրաքանչյուրը կապված է մյուսի հետ՝ առաջին բազմացման տարիքը կապված է կյանքի տևողության հետ։

Մեկ կամ բազմակի բազմանալու իրադարձություններ

Կյանքի պատմության մյուս կարևոր հատկանիշը կապված է նրա հետ, թե իրենց կյանքի ընթացքում քանի անգամ է բազմանում տվյալ օրգանիզմը։ Որոշ տեսակների համար բազմացումը տեղի է ունենում մեկ անգամ, այն համապարփակ իրադարձություն է, որից հետո տվյալ օրգանիզմը երկար չի գոյատևում։ Այլ տեսակների բազմանալու հնարավորությունները օրգանիզմի կյանքի ընթացքում մեկից ավելի անգամներ են հնարավոր լինում։
Մի փոքր էկոլոգիական բառապաշար ավելացնելու համար մենք կարող ենք բաժանել տեսակները երկու մասի․
  • Տեսակներ, որոնք իրենց կյանքի ընթացքում կարող են միայն 1 անգամ բազմանալ
  • Տեսակներ, որոնք իրենց կյանքի ընթացքում կարող են մի քանի անգամ բազմանալ

Մեկ անգամ բազմացող տեսակներ

Մեկ անգամ բազմացող տեսակների առանձնյակները իրենց կյանքի ընթացքում բազմանում են միայն մեկ անգամ, այնուհետև մահանում են։ Այս օրինաչափությամբ տեսակները իրենց ռեսուրսների ողջ պաշարը օգտագործում են վերարտադրման մեկ իրադարձության ժամանակ՝ զոհաբերելով իրենց առողջությունը ընդհուպ նրա, որ այլևս չեն կարողանում գոյատևել։
Այսպիսի տեսակների օրինակ են բամբուկի ծառերը, որոնք ծաղկում են մեկ անգամ և այնուհետև թոշնում, և սաղմոնի մի առաձին տեսակ, որը իր էներգիայի ողջ պաշարները օգտագործում է օվկիանոսից քաղցրահամ ջրերի իր բնադրման տարածք տեղափոխվելու համար, որտեղ այն բազմանում է և այնուհետև՝ մահանում։
Նկարի աղբյուր՝ "Life histories and natural selection: Figure 1," ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Modification of work by Roger Tabor, USFWS.

Բազմակի անգամներ բազմացող տեսակներ

Բազմակի անգամներ բազմացող տեսակներում առանձնյակները իրենց կյանքի ընթացքում բազմիցս բազմանում են։ Ներկայացվածը կարող է տարբեր ձևերով արտահայտվել՝ կախված տվյալ օրգանիզմի վերարտադրողական ցիկլից։ Այս տեսակների առանձնյկաները իրենց ողջ ռեսուրսները չեն ներդնում բազմացման միայն մեկ իրադարձության մեջ, քանի որ գոյատևելով և մի քանի անգամ բազմանալով դրանք ունենում են հարմարվողական առավելություն (ավելի շատ սերունդներ առաջացնելու հնարավորություն)։
Որոշ կենդանիներ տարվա ընթացքում միայն մեկ անգամ են կարողանում զուգավորվել, բայց կարող են գոյատևել մի քանի բազմացման շրջաններով։ Քարայծը կենդանու օրինակ է, որն ունի սեզոնային էստրուսի ցիկլ (ջերմություն)։ Էստրուսը հորմոնալ դրդրված ֆիզիոլոգիական վիճակ է, որը պատրաստում է մարմինը հաջող զուգավորմանը։ Էստրուսի ցիկլ ունեցող տեսակի էգերը բազմանում են միայն կյանքի ցիկլի էստուսի փուլում։
Նկարի աղբյուր՝ "Life histories and natural selection: Figure 1," ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Modification of work by Mark Gocke, USDA.
Պրիմատների, մարդկանց և շիմպանզեների շրջանում նկատվում է այլ օրինաչափություն, դրանք կարող են վերարտադրվել իրենց վերարտադրողական տարիներին ցանկացած պահի։ Այնուամենայնիվ էգերի դաշտանային ցիկլերը ստիպում են, որ հղիանալը հնարավոր լինի ամսվա մեջ միայն մի քանի օրերի՝ ձվազատման օրերի ժամանակ։
Նկարի աղբյուր՝ "Life histories and natural selection: Figure 1," ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Modification of work by “Shiny Things”/Flickr.

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: