Các loài trong quần xã trong quá trình sống của mình ựã gắn bó mật thiết với nhau theo các mối quan hệ: quan hệ hỗ trợ và quan hệ ựối kháng. Trong các mối quan hệ hỗ trợ, ắt nhất có một loài hưởng lợi; còn trong các mối quan hệ ựối kháng, ắt nhất có một loài bị hại, loài ựược lợi sẽ phát triển, loại bị hại sẽ bị suy thoái. Trong quần xã cũng có trường hợp các loài không gây ảnh hưởng cho nhau, không có lợi mà cũng không có hại, chúng sống bàng quan.
Xét về góc ựộ có lợi hay hại cho nhau, quần xã có 2 loại quan hệ là: quan hệ hỗ trợ và quan hệ ựối kháng; xét về bản chất thì quan hệ giữa các loài thể hiện ở 2 mặt chủ yếu là dinh dưỡng và nơi ở.
4.2.1. Các mối quan hệ hỗ trợ
Bao gồm quan hệ cộng sinh, hợp tác, hội sinh. Trong quan hệ hỗ trợ, các loài ựều có lợi hoặc ắt nhất không bị hại.
4.2.1.1. Quan hệ cộng sinh là quan hệ hợp tác giữa hai bên cùng có lợi và phải dựa vào nhau mới tồn tại và phát triển ựược, nó có lợi cho hai bên cả về dinh dưỡng và nơi ở (khác với quan hệ hợp tác). Quan hệ cộng sinh có ở nhiều loài sinh vật, gồm có ba loại quan hệ:
+ Quan hệ cộng sinh giữa thực vật và nấm hoặc thực vật với vi khuẩn, phổ biến nhất là sự cộng sinh thường xuyên giữa tảo xanh với nấm làm thành ựịa y (gồm tảo và nấm). Nấm sử dụng gluxit, vitamin do tảo quang hợp tạo ra, còn tảo thì sử dụng hợp chất hữu cơ và nước của nấm. Quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn cố ựịnh ựạm trong nốt sần rễ cây họ đậu. Quan hệ cộng sinh giữa tảo lam Anabaena azollae trong bèo dâu. Quan hệ cộng sinh giữa rễ thực vật bậc cao với nấm tạo thành nấm rễ.
+ Quan hệ cộng sinh giữa thực vật và ựộng vật, sự cộng sinh giữa san hô (Polip) với tảo ựơn bào Zooxanthella và tảo sợi; sự cộng sinh giữa vi khuẩn, nấm men và ựộng vật ựơn bào sống trong ống tiêu hóa của sâu bọ. Chúng góp phần tăng cường tiêu hóa, nhất là tiêu hoá chất xenluloz.
+ Quan hệ cộng sinh giữa ựộng vật và ựộng vật như: quan hệ cộng sinh giữa hải quỳ (Adamsia) với cua Eupagurus; quan hệ cộng sinh giữa trùng roi và mối, trùng roi Trichomonas sống trong ruột mối giúp mối tiêu hóa và phân giải chất xenluloz mà mối không tự mình tiêu hóa ựược, nhờ ựó mà mối hấp thu ựược chất này.
4.2.1.2. Quan hệ hội sinh là quan hệ hợp tác giữa hai loài sinh vật, một bên có lợi, còn một bên thì không lợi và cũng không có hại gì. Có hai hiện tượng hội sinh phổ biến là hiện tượng ở gửi và hiện tượng phát tán nhờ:
Hiện tượng ở gửi có ở nhiều loài ựộng vật không xương sống, nhất là sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến và tổ mối, ở ựây sâu bọ (bên có lợi) ựược bảo vệ tốt hơn và tránh ựược khắ hậu bất lợi, còn kiến hay mối thì cũng không lợi và không bị thiệt hại gì. Có loại hội sinh ngẫu nhiên, có loại thường xuyên, hoặc sống suốt ựời trong hang tổ của ựộng vật khác.
Hiện tượng phát tán nhờ thường gặp ở các ựộng vật nhỏ phát tán ựến nơi mới nhờ các ựộng vật cỡ lớn hơn hoặc di chuyển nhanh, như ve, bét, sâu bọ nhờ ựộng vật có vú mang ựi.
4.2.1.3. Quan hệ hợp tác là quan hệ giữa hai loài sinh vật và mang lại lợi ắch cho mỗi bên, nhưng sự hợp tác này không nhất thiết bắt buộc phải có ựối với mỗi loài; còn khi tách rời ra, chúng vẫn tồn tại ựược. Vắ dụ, sự làm tổ tập ựoàn giữa nhạn bể và cò ựã giúp cho mỗi bên chống lại kẻ thù có hiệu quả.
4.2.2. Các mối quan hệ ựối kháng
Các mối quan hệ ựối kháng bao gồm quan hệ cạnh tranh, ức chế cảm nhiễm, vật ăn thịt- con mồi, ký sinh- vật chủ .
4.2.2.1. Quan hệ cạnh tranh giữa các loài và sự phân li ổ sinh thái.
Các loài tuy khác nhau, nhưng lại cùng có chung nhu cầu về thức ăn, nơi ở và những ựiều kiện sống khác. điều ựó sẽ dẫn ựến sự cạnh tranh và ngày càng gay gắt, nhất là khi các nhu cầu ựó không ựược ựáp ứng ựầy ựủ cho tất cả các loài trong quần xã. Các loài càng gần nhau về quan hệ sinh thái, như cùng một loại thức ăn và nơi ở thì cạnh tranh lại càng khốc liệt.
Trong rừng các cây ưa sáng cạnh tranh nhau về ánh sáng. Các loài cỏ dại cạnh tranh với lúa về nguồn muối dinh dưỡng.
Quan hệ cạnh tranh là nhân tố chủ yếu quyết ựịnh cấu trúc và sự phát triển của quần xã. Quan hệ cạnh tranh của quần xã ảnh hưởng ựến 4 mặt sau: ựến sự biến ựộng số lượng, ựến sự phân bố ựịa lý và phân bố theo nơi ở, ựến sự phân hóa các ổ sinh thái, ựến sự phân hóa về mặt hình thái.
+ Ảnh hưởng ựến sự biến ựộng số lượng loài của quần xã: Ở ựộng vật, sự cạnh tranh biểu hiện rõ rệt và sớm thấy kết quả, thậm chắ có loài bị tiêu diệt, như quan hệ vật ăn thịt-con mồi. Ở thực vật cũng có biến ựộng, nhưng không bộc lộ rõ như ựộng vật, nó diễn ra từ từ, chậm chạp; loài thực vật ưu thế sẽ loại dần hoặc làm cho loài thực vật khác bị suy yếu ựi và giảm dần sự sống, như việc tự tỉa thưa ở thực vật.
+ Ảnh hưởng ựến sự phân bố ựịa lý và phân bố theo nơi ở, thể hiện rõ ở trường hợp khi có xuất hiện sự nhập cư của những loài mới ựến một cách bất ngờ và ngẫu nhiên, nếu phù hợp thì chúng sẽ sớm thắch nghi và phát triển mạnh, ựẩy lùi và loại dần những loài cũ vốn là chủ nhân ở ựó và theo hai hướng:
Buộc chủ cũ phải bị tiêu diệt; hoặc chủ cũ phải mở rộng khu vực phân bố hoặc di chuyển ựi nơi khác ựể tìm nơi ở hoặc khu ựịa lý mới.
Vắ dụ, thú có túi sống phổ biến khắp nước Úc, nhưng từ khi thỏ và cừu ựược nhập vào nước Úc, do chúng thắch ứng với môi trường sống mới nên phát triển rất mạnh và ựã giành lấy nơi ở tốt, làm cho nơi ở của thú có túi bị co hẹp lại; thỏ và cừu ựã cạnh tranh về nơi ở, làm ảnh hưởng tới sự phân bố và số lượng cá thể của thú có túi.
Quan hệ cạnh tranh về chất dinh dưỡng và nơi ở cũng thường diễn ra mạnh mẽ giữa cây trồng và cỏ dại.
+ Ảnh hưởng ựến sự phân li (phân hóa) các ổ sinh thái: Nhiều loài sinh vật cùng sống chung ở một nơi, nhưng lại không có sự cạnh tranh, do tự chúng ựã có sự phân hóa về thức ăn hoặc nơi kiếm ăn và nơi sinh sản, nghĩa là ựã có sự phân hóa về ổ sinh thái. đó là do kết quả của qúa trình lịch sử lâu dài.
92
Chắnh nhờ có sự cạnh tranh ựã dẫn ựến sự phân hóa, ựể sẽ không còn phải cạnh tranh nữa. đây là một sự thoả hiệp nhượng bộ và phân công một cách tự nhiên, do quá trình lịch sử ựấu tranh ựể lại. Vắ dụ, ba loài rắn cạp nong, cạp nia, hổ mang cùng ở một nơi trên cánh ựồng, một thửa ruộng (nơi ở), ựôi khi cùng một gò ựất thậm chắ ở cùng một hang, thì rắn cạp nong chuyên ăn những loài bò sát, rắn cặp nia chuyên ăn cá trạch trong môi trường nước, rắn hổ mang thì ăn nhiều loài, nhưng chủ yếu là chuột, như vậy, ựã có sự phân hóa về thức ăn (phân li ổ sinh thái).
đặc ựiểm về ổ sinh thái với nơi ở: Từ việc phân tắch trên ta rút ra khái niệm về ổ sinh thái và nơi ở: Nơi ở là nơi loài ựó cư trú; còn ổ sinh thái là cách sinh sống của loài ựó, ổ sinh thái mang ý nghĩa rộng hơn nơi ở (xem lại phần này ở chương 1. Những vấn ựề chung).
Sự cách ly về mặt sinh thái còn thấy rõ trong việc nuôi ghép nhiều loài cá khác nhau trong một cái ao: mè trắng, mè hoa, trắm cỏ, trắm ựen, cá trôi, cá chép. Vì mỗi loài có một ổ sinh thái riêng nên không cạnh tranh với nhau; cá trắm cỏ ăn cỏ ở tầng mặt, cá mè trắng chủ yếu ăn thực vật nổi, cá mè hoa ăn ựộng vật nổi là chắnh, các trắm ựen ăn thân mềm ở ựáy, cá trôi ăn chất hữu cơ vụn nát, cá chép ăn tạp.
Loài trùng cỏ Paramecium caudatum và loài Paramecium bursaria tuy cùng ăn vi sinh vật vẫn có thể chung sống trong một bể nuôi, vì chúng ựã phân li nơi sống (phân li ổ sinh thái): loài thứ nhất chỉ sống ở tầng mặt, giàu ôxy; loài thư hai nhờ cộng sinh với tảo nên có thể sống ựược ở ựáy bể, ắt ôxy hơn.
Do biết ựược nguồn thức ăn và tầng nước sinh sống của chúng, nên con người ựã biết nuôi ghép nhiều loài cá ựể lợi dụng triệt ựể các nguồn thức ăn sẵn có trong thiên nhiên và tiết kiệm không gian vùng nước ựể ựạt năng suất cao.
+ Ảnh hưởng ựến sự phân hóa về mặt hình thái, gặp ở những loài ựộng vật có vị trắ phân loại gần nhau và cùng sống ở một nơi, do ựó chúng sẽ có các ựặc ựiểm hình thái và tập tắnh khác nhau, sao cho cùng chung sống với nhau, nhưng bằng những cách khác nhau hay những ổ sinh thái khác nhau.
Vắ dụ: Có hai loài chim sẻ ựất khi sống riêng rẽ ở hai nơi khác nhau ựều có mỏ dài khoảng 10 mm. Nhưng khi chúng di chuyển ựến và cùng sống (nơi ở) ở hai hòn ựảo Charles và Chatham thì lại không hề có sự cạnh tranh với nhau. Vì chúng chuyên hoá thức ăn theo hai hướng khác nhau, nhờ ở hai loài ựã có sự biến ựổi và phân hóa về mỏ dài, ngắn (hình thái) khác nhau: loài G. Fortis (mỏ dài hơn 10 mm) chuyên ăn loại hạt lớn và loài G. fuliginosa (mỏ ngắn, dưới 8 mm) chuyên ăn loại hạt bé.
Như vậy, chắnh trong suốt quá trình cạnh trạnh lâu dài ựã dẫn ựến sự phân hóa về mặt hình thái (mỏ), ựể không còn cạnh tranh nữa. Cạnh tranh giữa các loài trong quần xã ựược xem là một trong những ựộng lực của quá trình tiến hóa.
4.2.2.2. Quan hệ ức chế cảm nhiễm.
Quan hệ ức chế cảm nhiễm là mối quan hệ trong ựó, một loài này sống bình thường nhưng gây hại cho nhiều loài khác.
đó là sự tiết ra những chất ựộc vào môi trường, ựể loài này làm ức chế sinh trưởng và phát triển của loài kia và ngược lại; nhờ ựó mà duy trì, phát triển, chiếm lĩnh và mở rộng khu phân bố. Vắ dụ, khuẩn lam thường tiết ra chất ựộc, gây hại cho các loài ựộng vật sống xung quanh; nhiều loài thực vật tiết ra chất phytonxit ựể kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật xung quanh.
Một số loài tảo biển (như Tảo giáp,...) khi nở hoa gây ra Ộthủy triều ựỏỢ, cả một vùng ựỏ nước, làm cho hàng loạt ựộng vật không xương sống, cá, chim... chết vì nhiễm ựộc trực tiếp hay gián tiếp (thông qua chuỗi thức ăn); có khi cả người cũng bị ngộ ựộc vì ăn cá, hàu, sò... trong vùng thủy triều ựỏ ấy. Tảo tiểu cầu (chlorella) tiết ra
chất ựộc ựể kìm hãm sự phân chia và quá trình thẩm thấu của rận nước (giáp xác Daphnia), dẫn ựến làm chậm quá trình phát triển của rận nước.
4.2.2.3. Quan hệ vật ăn thịt và con mồi
Quan hệ vật ăn thịt và con mồi là quan hệ trong ựó, vật ăn thịt là ựộng vật sử dụng những loài ựộng vật khác ựể làm thức ăn và con mồi sẽ bị tiêu diệt ngay, sau khi bị vật ăn thịt tấn công.
Trong mối quan hệ này, con mồi có kắch thước nhỏ, nhưng số lượng ựông, còn vật ăn thịt thường có kắch thước lớn, nhưng số lượng ắt. Con mồi thắch nghi theo kiểu lẩn tránh và bằng nhiều cách ựể chống lại sự săn mồi, còn vật ăn thịt có răng khỏe, chạy nhanh và có nhiều Ộmánh khóeỢ ựể bắt mồi hiệu quả.
Vật ăn thịt có ảnh hưởng rõ rệt ựối với số lượng con mồi.
Ớ Các nhận xét về quan hệ vật ăn thịt và con mồi. Mối quan hệ về sự phát triển số lượng giữa một quần thể vật ăn thịt và một quần thể con mồi:
+ Nhờ có vật ăn thịt ựã giúp cho quần thể con mồi loại trừ ựược những cá thể yếu, bệnh.., vì chỉ có những con khoẻ mạnh mới tồn tại và sống sót; ựồng thời cũng giúp cho chọn lọc tự nhiên của quần thể con mồi xảy ra tốt hơn. đó là ựộng lực của tiến hóa, giúp cho 2 loài ngày càng tự hoàn thiện hơn.
+ đối với ựa số ựộng vật ăn ựộng vật thì loài rộng thực dễ thắch nghi, dễ tồn tại và phát triển hơn so với lòai hẹp thực, khi chúng (vật ăn thịt) cùng ở trong một ựiều kiện sống khó khăn về nguồn thức ăn khan hiếm (con mồi). Vì loài rộng thực có thể ăn nhiều loại thức ăn khác nhau, thay thế cho loại thức ăn mà chúng ưa thắch ựã bị khan hiếm.
+ Mật ựộ vật ăn thịt phụ thuộc chặt chẽ vào mật ựộ con mồi và ở các dạng sau: Mật ựộ con mồi giảm sẽ dẫn ựến mật ựộ vật ăn thịt giảm.
Mật ựộ con mồi tăng sẽ dẫn ựến mật ựộ vật ăn thịt tăng. Mật ựộ vật ăn thịt tăng sẽ dẫn ựến mật ựộ con mồi giảm. Mật ựộ vật ăn thịt giảm sẽ dẫn ựến mật ựộ con mồi tăng.
+ Nếu vật ăn thịt và con mồi có cùng một tiềm năng sinh học (sức sinh sản) thì tác ựộng của vật ăn thịt lên con mồi là rõ rệt và ảnh hưởng nhiều ựến biến ựộng số lượng của con mồi. Ngược lại, nếu sức sinh sản của vật ăn thịt thấp hơn con mồi, thì vật ăn thịt sẽ không làm hạn chế và sẽ không gây biến ựộng tới số lượng quần thể con mồi; lúc này hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt là ổn ựịnh, thì ta nói số lượng con mồi ựã Ộbão hoàỢ ựối với vật ăn thịt.
+ Quan hệ vật ăn thịt và con mồi ựã làm hạn chế, kìm hãm số lượng giữa những quần thể trong quần xã. Kết quả là ựã tạo cân bằng sinh học trong tự nhiên (cân bằng số lượng giữa các loài trong quần xã). Do tác ựộng của ựiều kiện sống ựã dẫn ựến số lượng cá thể của mỗi quần thể có thể bị biến ựổi nhiều hay ắt, và làm cho quần xã ắt nhiều cũng bị mất thế cân bằng; nhưng sau ựó ắt lâu thì thế cân bằng lại ựược tái lập lại dưới một dạng mới, khác hẳn với dạng cũ. đặc ựiểm này ựược ứng dụng ựể tiêu diệt những ựộng vật có hại nhờ vật ăn thịt hay ký sinh và ựược gọi là biện pháp khống chế sinh học (Xem Hiện tượng khống chế sinh học ở cuối mục 4.2 này).
+ Sự trao ựổi cá thể ở các sinh cảnh. Do sự săn ựuổi giữa vật ăn thịt và con mồi ựã diễn ra ở nhiều sinh cảnh của nhiều quần xã khác nhau, dẫn ựến giữa chúng với các cá thể khác cùng loài ở nhiều quần xã có sư giao phối, từ ựó ựã tạo nhiều thế hệ mới có sức sống cao hơn nhờ sự sinh sản ựã tạo ra ưu thế lai.
+ Quan hệ vật ăn thịt và con mồi ựã tạo ra sự thắch nghi tới mức cao nhất cho mỗi bên, sao cho có lợi nhất ựể tồn tại và phát triển, như vật ăn thịt sẽ có những thắch nghi nhất ựịnh ựể bắt mồi có hiệu quả; mặt khác, con mồi cũng sẽ có những thắch
94
nghi tương ứng ựể tự vệ, phòng tránh kẻ thù của chúng, ựể tiếp tục tồn tại và phát triển. Mối quan hệ vật ăn thịt là mối quan hệ rất bao trùm.
Quan hệ ký sinh vật chủ là sự biến thể, một trường hợp ựặc biệt của mối quan hệ vật ăn thịt. Trong mối quan hệ này, vật ăn thịt khai thác con mồi làm thức ăn.
Mối quan hệ ký sinh vật chủ là một trong những ựộng lực quan trọng cho sự tiến hóa không ngừng. Thông qua chọn lọc tự nhiên, vật ăn thịt càng Ộtinh khônỢ hơn ựể khai thác con mồi có hiệu quả, còn con mồi càng Ộsắc sảoỢ hơn ựể bảo vệ mình.