1. Общи положения. Живите същества, както растенията, така и животните, са много и разнообразни. Няма съмнение, че това разнообразие и изобилие от организми се определя от факторите на околната среда. Така всеки вид заема строго определено място в географското пространство със специфичен набор от физични и химични параметри. Положението на даден вид обаче зависи не само от абиотичните фактори на околната среда, но и от взаимоотношенията на даден организъм с други организми, както в рамките на неговия собствен вид, така и с представители на други видове. Вълкът няма да живее в тези географски райони, дори ако наборът от абиотични фактори е напълно приемлив за него, ако тук няма хранителен ресурс за него. Следователно мястото, което даден вид заема в определено местообитание, трябва да се определя не само от територията, но и да бъде свързано с нуждата от храна и функцията на размножаване. Всеки от видовете, както и специфичен организъм, в общност (биоценоза) има свое време на престой и своето място, които го отличават от другите видове.
Така се срещаме с различни концепции. Първо, това обхватвидове - разпространението на вида в географското пространство (географският аспект на вида), второ, местообитание на видовете(среда на животили биотоп) е типът географско пространство по отношение на набор от физични и химични параметри и (или) биотични характеристики, където живее видът и, трето, екологична ниша, което предполага нещо повече от мястото, където живее този вид. Един вид може да заема множество различни местообитания в различни части от своя ареал.
Най-добрата и най-точна сравнителна дефиниция на екологичната ниша и околната среда е дадена от френските еколози Р. Виберт и К. Лаглер: срядае адресът, където пребивава дадения организъм, докато нишадопълнително посочва вида на неговата професия на това място, професията му.
Някои еколози са по-склонни да използват термина "хабитат", който е почти синоним на "хабитат", и двата термина често се припокриват, но не забравяйте, че "хабитат" се отнася само до пространството, в което се среща даден вид. В този смисъл този термин е много близък до концепцията за ареала на даден вид.
2. среда на живот. Това е участък земя или резервоар, зает от популация от един вид или част от него и има всички необходими условия за съществуването си (климат, топография, почва, хранителни вещества). Местообитанието на даден вид е съвкупност от места, които отговарят на неговите екологични изисквания в рамките на видовия ареал. По този начин местообитанието не е нищо друго освен компонент на екологична ниша. Според широтата на използване на местообитанията те разграничават стенотопичноИ евритопиченорганизми, т.е. организми, които заемат специфични пространства със специфичен набор от фактори на околната среда, и организми, които съществуват в широк спектър от фактори на околната среда (космополити). Ако говорим за местообитанието на общност от организми или мястото на биоценоза, тогава терминът "биотоп" се използва по-често. Местоположението има и друг синоним екотоп– географско пространство, характеризиращо се със специфичен набор от параметри на околната среда. В този случай се нарича популацията на всеки вид, живеещ в дадено пространство екотип.
Терминът „местообитание“ може да се прилага както за конкретни организми, така и за общности като цяло. Можем да посочим една ливада като единно местообитание за различни билки и животни, въпреки че и билките, и животните заемат различни екологични ниши. Но този термин никога не трябва да замества понятието „екологична ниша“.
Хабитатът може да се отнася до комплекс от взаимосвързани някои живи и неживи характеристики на географско пространство. Например, местообитанието на водните насекоми на гладката буболечка и плувката са плитки зони на езера, покрити с растителност. Тези насекоми заемат едно и също местообитание, но имат различни трофични вериги (гладката е активен хищник, докато плувката яде разлагаща се растителност), което отличава екологичните ниши на тези два вида.
Местообитанието може да се отнася и само до биотичната среда. Ето как бацилите и бактериите живеят в други организми. Въшките живеят в линията на косата на гостоприемника. Някои гъби са свързани с определен вид гора (манатарки). Но местообитанието може да бъде представено и от чисто физико-географска среда. Можете да посочите приливния бряг на морето, където живеят такова разнообразие от организми. Може да бъде и пустиня, и отделна планина, дюни, поток и река, езеро и т.н.
3. екологична нишаконцепция, според Ю. Одума, по-вместим. Екологична ниша, както е показано от английски учен С. Елтън(1927), включва не само физическото пространство, заето от организма, но и функционалната роля на организма в общността. Елтън разграничава нишите като позицията на един вид спрямо други видове в общността. Идеята на Ч. Елтън, че нишата не е синоним на местообитание, получи широко признание и разпространение. Много важни за организма са трофичното положение, начинът на живот, връзките с други организми и др. и неговото положение спрямо градиентите на външните фактори като условия на съществуване (температура, влажност, pH, състав и вид на почвата и др.).
Тези три аспекта на екологичната ниша (пространство, функционална роля на организма, външни фактори) могат удобно да бъдат посочени като пространствена ниша(нишово място) трофична ниша(функционална ниша), в разбирането на Ч. Елтън и многоизмерен ниша(целият обем и набор от биотични и абиотични характеристики се вземат предвид, хиперобем). Екологичната ниша на организма зависи не само от това къде живее, но включва и общата сума на неговите екологични изисквания. Тялото не само изпитва действието на факторите на околната среда, но и предявява свои собствени изисквания към тях.
4. Съвременната концепция за екологична нишаформирана на базата на предложения модел Дж. Хътчинсън(1957). Според този модел екологичната ниша е част от въображаемо многоизмерно пространство (хиперобем), чиито индивидуални измерения съответстват на факторите, необходими за нормалното съществуване и възпроизводство на организма. Нишата на Хътчинсън, която ще наречем многоизмерна (хиперпространство), може да бъде описана с помощта на количествени характеристики и да се оперира с нея с помощта на математически изчисления и модели. Р. Уитакър(1980) дефинира екологична ниша като позицията на даден вид в общност, което предполага, че общността вече е свързана с определен биотоп, т.е. с определен набор от физични и химични параметри. Следователно, екологична ниша е термин, използван за обозначаване на специализацията на популация на вид в рамките на общност. Наричат се групи от видове в биоценоза със сходни функции и ниши с еднакъв размер гилдии. Наричат се видове, които заемат една и съща ниша в различни географски области екологични еквиваленти.
5. Индивидуалност и оригиналност на екологичните ниши. Колкото и близки по местообитания да са организмите (или видовете като цяло), колкото и близки да са техните функционални характеристики в биоценозите, те никога няма да заемат една и съща екологична ниша. По този начин броят на екологичните ниши на нашата планета е безброй. Образно можем да си представим човешка популация, всички индивиди от която имат само своя уникална ниша. Невъзможно е да си представим двама абсолютно идентични хора с абсолютно еднакви морфофизиологични и функционални характеристики, включително като психика, отношение към себе си, абсолютна потребност от вида и качеството на храната, сексуални отношения, норми на поведение и т.н. Но отделните ниши на различните хора могат да се припокриват в определени екологични параметри. Например студентите могат да бъдат свързани от един университет, конкретни преподаватели и в същото време да се различават по поведението си в обществото, в избора на храна, биологична активност и т.н.
6. Измерване на екологични ниши. За характеризиране на ниша обикновено се използват две стандартни измервания - ширина на нишатаИ припокриване на нишисъс съседни ниши.
Ширината на нишата се отнася до градиенти или обхвата на някакъв фактор на околната среда, но само в рамките на дадено хиперпространство. Ширината на нишата може да се определи от интензитета на осветеност, от дължината на трофичната верига, от интензивността на действието на някакъв абиотичен фактор. Припокриването на екологичните ниши означава припокриване по ширината на нишите и припокриване на хиперобеми.
7. Видове екологични ниши. Има два основни типа екологични ниши. Първо, това фундаментален(официална) ниша – най-голямата „абстрактнанаселен хиперобем”, където действието на факторите на околната среда без влиянието на конкуренцията осигурява максимално изобилие и функциониране на вида. Въпреки това видът изпитва постоянни промени в факторите на околната среда в рамките на своя обхват. Освен това, както вече знаем, увеличаването на действието на един фактор може да промени отношението на един вид към друг фактор (последствие от закона на Либих) и неговият обхват може да се промени. Действието на два фактора едновременно може да промени отношението на вида към всеки от тях конкретно. Винаги има биотични ограничения (хищничество, конкуренция) в рамките на екологичните ниши. Всички тези действия водят до факта, че в действителност видът заема екологично пространство, което е много по-малко от хиперпространството на основната ниша. В случая говорим за изпълнениниша, т.е. истинскиниша.
8 . Принцип ВандерМеерИ Гауза. J.H. Vandermeer (1972) значително разшири концепцията за реализираната ниша на Хътчинсън. Той стига до заключението, че ако N взаимодействащи видове съществуват съвместно в дадено конкретно местообитание, тогава те ще заемат напълно различни реализирани екологични ниши, чийто брой ще бъде равен на N. Това наблюдение се нарича принципът на Вандермеер.
Състезателното взаимодействие може да засяга както пространството, хранителните вещества, използването на светлина (дървета в гората), така и процеса на борба за женска, за храна, както и зависимост от хищник, податливост на болести и т.н. Обикновено най-трудните конкуренцията се наблюдава на междувидово ниво. Това може да доведе до замяна на популация от един вид с популация на друг вид, но също така може да доведе до равновесие между два вида (обикновено това балансът на природата се установява в системата хищник-плячка). Краен случай е изместването на един вид от друг извън даденото местообитание. Има случаи, когато един вид измества друг в трофичната верига и го принуждава да премине към използването на друга храна. Наблюдението на поведението на близкородствени организми с подобен начин на живот и сходна морфология показва, че такива организми се опитват никога да не живеят на едно и също място. Това наблюдение беше направено Джоузеф Гринелпрез 1917-1928 г., който изучава живота на калифорнийските присмехулници. Гринел всъщност представи концепцията "ниша",но не въвежда в тази концепция разликата между ниша и местообитание.
Ако тясно свързани организми живеят в една и съща вода и на едно и също място, тогава те или ще използват различни хранителни ресурси, или ще водят активен начин на живот в различно време(нощ ден). Това екологично разделяне на близки видове се нарича принцип на конкурентно изключванеили Принцип на Гаузакръстен на руския биолог, който експериментално демонстрира действието на този принцип през 1932 г. В своите заключения Гауз използва концепцията на Елтън за позицията на даден вид в общност в зависимост от други видове.
9. нишово пространство. Екологичните ниши на видовете са нещо повече от отношението на един вид към един градиент на околната среда. Много признаци или оси на многомерното пространство (хиперобем) са много трудни за измерване или не могат да бъдат изразени с линейни вектори (например поведение, пристрастяване и т.н.). Следователно е необходимо, както правилно отбелязва R. Whittaker (1980), да се премине от концепцията за оста на нишата (запомнете ширината на нишата по отношение на един или повече параметри) към концепцията за нейното многоизмерно определение, което ще разкрие естеството на видовете взаимоотношения с пълния им набор от адаптивни взаимоотношения.
Ако дадена ниша е "място" или "позиция" на даден вид в общност според концепцията на Елтън, тогава е правилно да й дадем някои измервания. Според Хътчинсън дадена ниша може да бъде дефинирана от редица променливи на околната среда в рамките на общност, към които даден вид трябва да бъде адаптиран. Тези променливи включват както биологични показатели (например размер на храната), така и небиологични (климатични, орографски, хидрографски и др.). Тези променливи могат да служат като оси, по които се пресъздава многомерно пространство, което се нарича екологично пространствоили нишово пространство. Всеки от видовете може да се адаптира или да бъде устойчив на определен диапазон от стойности на всяка променлива. Горните и долните граници на всички тези променливи очертават екологичното пространство, което един вид може да заема. Това е основната ниша в разбирането на Хътчинсън. В опростена форма това може да се представи като "n-странна кутия" със страни, съответстващи на границите на стабилност на изгледа по осите на нишата.
Прилагайки многоизмерен подход към пространството на общностна ниша, можем да разберем позицията на видовете в пространството, естеството на реакцията на даден вид към излагане на повече от една променлива, относителните размери на нишите.
Екологични ниши
екологична нишанаречете позицията на вида, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ oiзаема в общата система на биоценозата, комплекс от нейните биоценотични връзки и изисквания към абиотични фактори на околната среда. Екологичната ниша отразява участието на вида в биоценозата. Това не означава териториалното му разположение, а функционалното проявление на организма в общността. Според C. Elton (1934), екологична ниша е ʼʼ това място в жизнената среда, отношението на вида към храната и към враговетеʼʼ. Концепцията за екологична ниша се оказа много плодотворна за разбиране на законите на съжителството на видовете. Освен К. Елтън, много еколози са работили върху неговото разработване, сред които Д. Гринел, Г. Хътчинсън, Ю. Одум и др.
Съществуването на даден вид в общността се определя от комбинацията и действието на много фактори, но при определяне на принадлежността на организмите към която и да е ниша, те изхождат от естеството на храненето на тези организми, от способността им да получават или доставят храна . По този начин зеленото растение, участващо във формирането на биоценоза, осигурява съществуването на редица екологични ниши. Това са ниши, които покриват организми, които се хранят с коренови тъкани или листни тъкани, цветове, плодове, коренови секрети и др. (фиг. 11.11).
Ориз. 11.11. Поставяне на екологични ниши, посветени на растението:
1 - коренови бръмбари; 2 - ядене на коренови секрети; 3 - листни бръмбари; 4 - стволови бръмбари, 5 - плодови бръмбари; 6 - семеядци; 7 - цветни бръмбари; 8 - поленояди; 9 - сокоядци; 10 - червеи от пъпки
(по И. Н. Пономарева, 1975 г.)
Всяка от тези ниши включва групи от организми, които са хетерогенни по видовия състав. И така, екологичната група на кореновите бръмбари включва както нематоди, така и ларвите на някои бръмбари (бръмбар, майски бръмбар), а буболечките и листните въшки влизат в нишата на растенията, които смучат сокове. Екологичните ниши на ʼʼстъблените бръмбариʼʼ или ʼʼ стъблените бръмбариʼʼ обхващат голяма група животни, сред които са особено многобройни насекомите (дървесни червеи, дървесни червеи, корояди, мряни и др.).
Трябва да се отбележи, че сред тях има такива, които се хранят само с дървесина на живи растения или само с кора - и двете принадлежат към различни екологични ниши. Специализацията на видовете по отношение на хранителните ресурси намалява конкуренцията и повишава стабилността на структурата на общността.
Има различни видове споделяне на ресурси.
1. Специализация на морфологията и поведението в съответствие с вида на храната: например човката на птиците трябва да бъде пригодена за улавяне на насекоми, изрязване на дупки, чупене на ядки, късане на месо и др.
2. Вертикално разделяне, например, между обитателите на навеса и горския под.
3. Хоризонтално разделяне, например, между обитателите на различни микро местообитания. Всеки от тези видове или комбинация от тях води до разделяне на организмите на групи, които са по-малко конкурентни помежду си, тъй като всеки от тях заема своя собствена ниша. Например, има разделяне на птиците на екологични групи въз основа на мястото на тяхното хранене: въздух, зеленина, ствол, почва. Допълнително подразделение на тези групи въз основа на основния вид храна е показано на фиг. 11.12.
Ориз. 11.12. Разделянето на птиците в екологични групи въз основа на
на мястото на тяхната храна: въздух, зеленина, ствол, земя
(според N. Green et al., 1993)
Специализацията на даден вид по отношение на хранене, използване на пространството, време на дейност и други условия се характеризира като стесняване на неговата екологична ниша, а обратните процеси - като нейно разширяване.
Стесняването или разширяването на екологичната ниша на даден вид в общността е силно повлияно от конкурентите. Правилото за конкурентно изключване, формулирано от G. F. Gause за екологично близки видове, трябва да бъде изразено по такъв начин, че два вида да не съществуват едновременно в една и съща екологична ниша. Излизането от конкуренцията се постига чрез разминаване на изискванията към околната среда, промяна в начина на живот или, с други думи, е разграничаване на екологичните ниши на видовете. В този случай те придобиват способността да съжителстват в една биоценоза. По този начин различни чапли живеят в мангровите гори на крайбрежието на Южна Флорида и често до девет различни вида се хранят с риба на едно и също плитчине. В същото време те практически не си пречат един на друг, тъй като в поведението си - в какви ловни райони предпочитат и как ловят, са разработени адаптации, които им позволяват да заемат различни ниши в рамките на една и съща плитчина. Зелената нощна чапла пасивно чака риба, седнала върху корените на мангрови дървета, стърчащи от водата. Чаплата от Луизиана прави внезапни движения, като разбива водата и плаши скритата риба. Снежната чапла се движи бавно от място на място в търсене на плячка.
Най-сложният метод за риболов се използва от червената чапла, която първо раздвижва водата, а след това широко разперва крилата си, създавайки сянка. В същото време, първо, самата тя вижда добре всичко, което се случва във водата, и второ, уплашената риба взема сянката за подслон, бърза към нея, падайки директно в човката на врага. Размерите на голямата синя чапла й позволяват да ловува на места, недостъпни за по-малките и късокраки роднини. Насекомоядните птици в зимните гори на Русия, хранещи се с дървета, също избягват конкуренцията помежду си поради различния характер на търсенето на храна. Зидарките и пиките събират храна по стволовете. Зидарките бързо оглеждат дърветата, бързо грабват насекоми, семена, открити в големи пукнатини в кората, а малките пики внимателно ровят из най-малките пукнатини по повърхността на ствола, в които прониква тънкият им шиловиден клюн. В европейската част на Русия има близки видове синигери, изолирането на които един от друг се дължи на различията в местообитанията, местата за хранене и размерите на плячката. Екологичните различия се отразяват и в редица дребни детайли на външната конструкция, вкл. при промени в дължината и дебелината на човката (фиг. 11.13).
През зимата, в смесени ята, големите синигери провеждат широко търсене на храна по дървета, храсти, пънове и често в снега. Синигер-синигер разглежда предимно големи клони. Дългоопашатите синигери търсят храна в краищата на клоните, а малките зрънца внимателно разглеждат горните части на иглолистните корони.
Многобройни разреди на тревоядни животни включват степни биоценози. Сред тях има много едри и дребни бозайници, като копитни животни (коне, овце, кози, сайга) и гризачи (земни катерици, мармоти, мишкоподобни). Всички те съставляват една голяма функционална група от биоценоза (екосистема) - тревопасни животни. В същото време проучванията показват, че ролята на тези животни в консумацията на растителна маса не е еднаква, тъй като в диетата си използват различни компоненти от тревната покривка.
Ориз. 11.13. Хранителна основа при различни видове синигери
(по E. A. Kriksunov et al., 1995)
И така, големите копитни животни (в момента това са домашни животни и сайга, а преди човешкото развитие на степите - само диви видове) само частично селективно ядат храна, главно високи, най-питателни треви, отхапвайки ги на значителна височина (4-7 см ) от повърхността на почвата. Живеещите тук мармоти избират храна сред пасищата, разредени и сменяни от копитни животни, ядат недостъпната за тях храна. Мармотите се заселват и се хранят само там, където няма висока трева. По-малките животни – земните катерици – предпочитат да се хранят там, където тревата е още по-нарушена. Тук събират каквото е останало от храненето на копитни животни и мармоти. Между тези три групи тревопасни животни, които образуват зооценоза, има разделение на функциите при използването на биомасата на тревната покривка. Отношенията, които са се развили между тези групи животни, нямат състезателен характер. Всички тези животински видове използват различни компоненти на растителната покривка, ʼʼядатʼʼ това, което не е достъпно за други тревопасни животни. Различното качествено участие в храненето с трева или поставянето на организми в различни екологични ниши осигурява по-сложна структура на биоценозата в даден район, осигурявайки по-пълно използване на условията на живот в природните екосистеми и максимално потребление на продуктите от него. Съвместното съществуване на тези животни се характеризира не само с липсата на конкурентни връзки, но, напротив, осигурява голямото им изобилие. Така че увеличението на земните катерици, отбелязано през последните десетилетия, и тяхното презаселване е резултат от увеличената паша на домашни животни в степните райони поради увеличаване на добитъка. На места, лишени от паша (например защитени земи), се наблюдава намаляване на броя на мармотите и земните катерици. В районите с бърз растеж на тревите (особено във високите тревни площи) мармотите напускат напълно, а земните катерици остават в малък брой.
При растенията, живеещи в един слой, екологичните ниши са сходни, което допринася за отслабването на конкуренцията между растенията от различни слоеве и определя развитието на различни екологични ниши от тях. В биоценозата различните растителни видове заемат различни екологични ниши, което отслабва междувидовото конкурентно напрежение. Едни и същи растителни видове в различни природни зони могат да заемат различни екологични ниши. И така, бор и боровинки в боровинковата гора, водните растения (плевели, шушулки от яйца, акварел, пачи лещи) се заселват заедно, но са разпределени в различни ниши. В умерените гори боровинките и боровинките са типични сенчести форми, докато в горотундрата и тундрата растат на открити пространства и стават светли. Екологичната ниша на даден вид се влияе от междувидовата и вътрешновидовата конкуренция.
При наличие на конкуренция с близки или екологично сходни видове, площта на местообитанието се намалява до otschмалки граници (фиг. 11.14), т. е. видът е разпространен в най< благоприятных для него зонах, где он обладает преимуществом пс сравнению со своими конкурентами. В случае если межвидовая конкуренция сужает экологическую нишу вида, не давая проявиться в полном объёме, то внутривидовая конкуренция, напротив, способствует расширению экологических ниш. При возросшей численностщ вида начинается использование дополнительных кормов, освоение новых местообитаний, появление новых биоценотических связей.
Ориз. 11.14. Разделяне на местообитанията поради конкуренция
(по Е. А. Криксунов, 1995 г.)
Екологични ниши – понятие и видове. Класификация и особености на категорията "Екологични ниши" 2017, 2018 г.
Екологичната ниша може да бъде:
- фундаментален- определя се от комбинация от условия и ресурси, която позволява на вида да поддържа жизнеспособна популация;
- изпълнени- чиито свойства се дължат на конкуриращи се видове.
Предположения на модела:
- Отговорът на един фактор не зависи от въздействието на друг фактор;
- Независимост на факторите един от друг;
- Пространството вътре в нишата е хомогенно със същата степен на благоприятност.
n-мерен нишов модел
Тази разлика подчертава, че междувидовата конкуренция води до намаляване на плодовитостта и жизнеспособността и че може да има част от фундаментална екологична ниша, която видът в резултат на междувидовата конкуренция вече не може да живее и да се възпроизвежда успешно. Тази част от основната ниша на вида липсва в реализираната му ниша. Така една реализирана ниша винаги е включена в основната ниша или равна на нея.
Принцип на конкурентно изключване
Същността на принципа на конкурентното изключване, известен още като Принцип на Гауза, е, че всеки вид има своя собствена екологична ниша. Два различни вида не могат да заемат една и съща екологична ниша. Принципът на Гаузе, формулиран по този начин, е критикуван. Например, едно от добре познатите противоречия на този принцип е „парадоксът на планктона“. Всички видове живи организми, свързани с планктона, живеят в много ограничено пространство и консумират ресурси от същия вид (главно слънчева енергия и морски минерални съединения). Съвременният подход към проблема за споделяне на екологична ниша от няколко вида показва, че в някои случаи два вида могат да споделят една и съща екологична ниша, а в някои случаи подобна комбинация води до изчезване на един от видовете.
Като цяло, ако говорим за конкуренция за определен ресурс, формирането на биоценози е свързано с разминаването на екологичните ниши и намаляването на нивото на междувидовата конкуренция: стр.423. При тази опция правилото за конкурентно изключване предполага пространствено (понякога функционално) разделяне на видовете в биоценоза. Абсолютното изместване, с подробно изследване на екосистемите, е почти невъзможно да се поправи: стр.423
Законът за постоянство на В. И. Вернадски
Количеството живо вещество в природата (за даден геоложки период) е константа.
Според тази хипотеза всяка промяна в количеството живо вещество в един от регионите на биосферата трябва да бъде компенсирана в друг регион. Вярно е, че в съответствие с постулатите за изчерпване на видовете, високоразвитите видове и екосистеми най-често ще бъдат заменени от еволюционни обекти от по-ниско ниво. Освен това ще се осъществи процесът на рудерализация на видовия състав на екосистемите и видовете, „полезни“ за човека, ще бъдат заменени с по-малко полезни, неутрални или дори вредни.
Последица от този закон е правилото за задължително запълване на екологичните ниши. (Розенберг и др., 1999)
Правилото за задължително запълване на екологичната ниша
Екологичната ниша не може да бъде празна. Ако дадена ниша е празна в резултат на изчезването на даден вид, тя веднага се запълва с друг вид.
Местообитанието обикновено се състои от отделни зони („петна“) с благоприятни и неблагоприятни условия; тези петна често са само временно достъпни и се появяват непредвидимо както във времето, така и в пространството.
Пропуски в местообитанията или пропуски възникват непредвидимо в много местообитания. Пожари или свлачища могат да доведат до образуване на пустоши в горите; буря може да оголи открит участък от морския бряг и ненаситните хищници могат да унищожат потенциалните жертви навсякъде. Тези празни парцели неизменно се заселват отново. Въпреки това, първите заселници не е задължително да бъдат онези видове, които дълго време могат успешно да се конкурират с други видове и да ги изместят. Следователно съвместното съществуване на преходни и конкурентни видове е възможно, стига да се появяват необитаеми райони с подходяща честота. Преходен вид обикновено първо населява свободна зона, развива я и се възпроизвежда. По-конкурентоспособен вид населява тези райони бавно, но ако заселването е започнало, то с течение на времето побеждава преходните видове и се размножава. (Bigon et al., 1989)
Екологична ниша на човека
Човекът като биологичен вид заема своя собствена екологична ниша. Човек може да живее в тропиците и субтропиците, на височини до 3-3,5 км над морското равнище. Реално в момента човек живее в много по-големи пространства. Човекът е разширил свободна екологична ниша чрез използването на различни устройства: жилище, облекло, огън и т.н.
Източници и бележки
| Земята | ||
|---|---|---|
| История на Земята | Възрастта на Земята Геологична история на Земята Геологическа времева скала История на живота на Земята Заледяване на Земята Слабо младо Слънце парадокс Теория за гигантски удар Хронология на еволюцията |  |
| География и геология |
Австралия Азия Антарктида Африка Европа Северна Америка Южна Америка Атлантически океан Индийски ледовит океан Тихия океан Южен океан Атмосфера Хидросфера Континентален дрейф Земна кора Континент Кора Мантия Океан Структура на Земята Суперконтинент Тектоника на плочите Фигура на земното ядро | |
| Заобикаляща среда сряда |
Биоми Биоразнообразие Биосферна пустиня ( Английски) Климат Природа Природна зона Опазване на биологичното разнообразие ( Английски) екологична нишаЕкология Екосистема | |
| Вижте също | Бъдещето на Земята Хипотетично Естествени спътници на Земята Ден на Земята Световно природно бедствие Ежедневно въртене на Земята Пръстени на Земята | |
Фондация Уикимедия. 2010 г.
екологична ниша
1. Концепцията за "екологична ниша"
2. Екологична ниша и екосистеми
Заключение
литература
1. Концепцията за "екологична ниша"
екологична ниша , мястото, заемано от даден вид (по-точно от неговата популация) в общност (биоценоза). Взаимодействието на даден вид (популация) с партньори в общността, към която принадлежи като член, определя мястото му в кръговрата на веществата поради хранителни и конкурентни връзки в биоценозата. Терминът "екологична ниша" е предложен от американския учен Дж. Гринел (1917). Интерпретацията на екологичната ниша като позицията на вида в хранителните вериги на една или повече биоценози е дадена от английския еколог К. Елтън (1927). Подобна интерпретация на концепцията за екологична ниша дава възможност да се определи количествено екологичната ниша за всеки вид или за отделните му популации. За да направите това, изобилието на вида (брой индивиди или биомаса) се сравнява в координатната система с показатели за температура, влажност или друг фактор на околната среда. По този начин е възможно да се отделят оптималната зона и границите на толерираните от вида отклонения – максимумът и минимумът на всеки фактор или набор от фактори. По правило всеки вид заема определена екологична ниша, към която е адаптиран в хода на еволюционното развитие. Мястото, заето от даден вид (неговата популация) в пространството (пространствена екологична ниша), по-често се нарича местообитание.
Екологична ниша - пространствено-времевата позиция на организма в рамките на екосистемата (къде, кога и с какво се храни, къде гнезди и др.)
На пръв поглед изглежда, че животните трябва да се състезават помежду си за храна и подслон. Това обаче рядко се случва, т.к. те заемат различни екологични ниши. Пример: кълвачите извличат ларви изпод кората, врабче зърно. И мухоловките, и прилепите ловят мухи, но по различно време – ден и нощ. Жирафът яде листа от върховете на дърветата и не се конкурира с други тревопасни животни.
Всеки животински вид има своя собствена ниша, което свежда до минимум конкуренцията с други видове. Следователно в една балансирана екосистема присъствието на един вид обикновено не застрашава друг.
Адаптирането към различни ниши е свързано със закона за ограничаващия фактор. Опитвайки се да използва ресурси извън своята ниша, животното се сблъсква със стрес, т.е. с увеличаване на съпротивлението на средата. С други думи, в собствената си ниша нейната конкурентоспособност е голяма, а извън нея значително отслабва или изчезва напълно.
Адаптирането на животните към определени ниши отне милиони години и протича във всяка екосистема по свой собствен начин. Видовете, внесени от други екосистеми, могат да причинят местно изчезване именно в резултат на успешна конкуренция за техните ниши.
1. Скорците, пренесени в Северна Америка от Европа, поради агресивното си териториално поведение, изтласкаха местните „сини” птици.
2. Дивите магарета отровиха пустинни екосистеми, измествайки от там едророгите овце.
3. През 1859 г. в Австралия са донесени зайци от Англия за спортен лов. Природните условия се оказаха благоприятни за тях, а местните хищници не бяха опасни. Като резултат
4. Земеделските производители търсят методи за борба с плевел, който никога досега не е виждан в долината на Нил. Ниско растение с големи листа и мощен корен от няколко години напредва по обработваните земи на Египет. Местните агрономи го смятат за изключително активен вредител. Оказва се, че това растение е известно в Европа под името "селски хрян". Вероятно е донесен от руски специалисти, които са построили металургичния завод.
Концепцията за екологична ниша важи и за растенията. Подобно на животните, тяхната конкурентоспособност е висока само при определени условия.
Пример: Чинарите растат по бреговете на реките и в заливни низини, дъбове по склоновете. Чинарът е приспособен към преовлажнена почва. Семената на явор се разпространяват нагоре и този вид може да расте там при липса на дъбове. По същия начин жълъдите, попадащи в заливната низина, умират поради излишната влага и не могат да се конкурират с чинари.
Екологичната ниша на човек е съставът на въздуха, водата, храната, климатичните условия, нивото на електромагнитно, ултравиолетово, радиоактивно излъчване и др.
2. Екологична ниша и екосистеми
В различно време на концепцията за екологична ниша се приписват различни значения. Първоначално думата „ниша“ означаваше основната единица на разпространение на даден вид в пространството на екосистемата, продиктувана от структурните и инстинктивни ограничения на даден вид. Например катериците живеят на дървета, лосовете живеят на земята, някои видове птици гнездят по клони, други в хралупи и т.н. Тук понятието за екологична ниша се тълкува главно като местообитание или пространствена ниша. По-късно на термина „ниша“ е дадено значението на „функционалния статус на организма в дадена общност“. Това се отнася основно за мястото на даден вид в трофичната структура на екосистемата: вида на храната, времето и мястото на хранене, кой е хищникът за този организъм и др. Това сега се нарича трофична ниша. Тогава беше показано, че нишата може да се разглежда като вид хиперобем в многоизмерно пространство, изградено на базата на фактори на околната среда. Този хиперобем ограничава набора от фактори, в които даден вид може да съществува (хиперпространствената ниша).
Тоест в съвременното разбиране на екологичната ниша могат да се разграничат най-малко три аспекта: физическото пространство, заето от даден организъм в природата (местообитание), връзката му с факторите на околната среда и живите организми, съседни на него (връзки), както и като неговата функционална роля в екосистемата. Всички тези аспекти се проявяват чрез структурата на организма, неговите адаптации, инстинкти, жизнени цикли, жизнени „интереси“ и т.н. Правото на организма да избира своята екологична ниша е ограничено от доста тесни граници, определени за него от раждането. Въпреки това, неговите потомци могат да претендират за други екологични ниши, ако са претърпели подходящи генетични промени.
Използвайки концепцията за екологична ниша, правилото на Гаузе за конкурентно изключване може да бъде префразирано по следния начин: два различни вида не могат да заемат една и съща екологична ниша за дълго време и дори да влязат в една и съща екосистема; един от тях трябва или да умре, или да се промени и да заеме нова екологична ниша. Между другото, вътрешновидовата конкуренция често е силно намалена именно защото на различни етапи от жизнения цикъл много организми заемат различни екологични ниши. Например, попова лъжица е тревопасно, докато възрастните жаби, които живеят в едно и също езерце, са хищници. Друг пример: насекоми в стадий на ларва и възрастен.
Голям брой организми от различни видове могат да живеят в една област в една екосистема. Това може да са тясно свързани видове, но всеки от тях трябва да заема своя собствена уникална екологична ниша. В този случай тези видове не влизат в конкурентни отношения и в известен смисъл стават неутрални един към друг. Въпреки това, често екологичните ниши на различните видове могат да се припокриват в поне един от аспектите, като местообитание или диета. Това води до междувидова конкуренция, която обикновено не е тежка и допринася за ясното очертаване на екологичните ниши.
По този начин екосистемите прилагат закон, подобен на принципа на изключване на Паули в квантовата физика: в дадена квантова система повече от един фермион (частици с половин цяло число, като електрони, протони, неутрони и т.н.) не могат да бъдат в една и съща. квантово състояние.). В екосистемите се случва и квантуването на екологичните ниши, които са склонни да бъдат ясно локализирани по отношение на други екологични ниши. В рамките на дадена екологична ниша, тоест в рамките на популация, която заема тази ниша, диференциацията продължава в по-частни ниши, заети от всеки индивид, което определя статуса на този индивид в живота на тази популация.
Случва ли се такава диференциация на по-ниски нива на системната йерархия, например на ниво многоклетъчен организъм? Тук можете също да различите различни „видове“ клетки и по-малки „тела“, чиято структура определя функционалното им предназначение вътре в тялото. Някои от тях са неподвижни, колониите им образуват органи, чието предназначение има смисъл само по отношение на организма като цяло. Има и подвижни прости организми, които сякаш живеят свой собствен "личен" живот, който въпреки това напълно задоволява нуждите на целия многоклетъчен организъм. Например червените кръвни клетки правят само това, което „могат“: свързват кислорода на едно място и го освобождават на друго място. Това е тяхната „екологична ниша“. Жизнената дейност на всяка клетка на тялото е изградена по такъв начин, че, „живейки за себе си“, тя едновременно работи в полза на целия организъм. Такава работа изобщо не ни уморява, както не ни уморява процесът на хранене или правене на това, което обичаме (освен ако, разбира се, всичко това е в умерени количества). Клетките са подредени по такъв начин, че просто не могат да живеят по друг начин, както пчелата не може да живее без събиране на нектар и прашец от цветя (вероятно това й носи някакво удоволствие).
Така цялата природа „от горе до долу” изглежда е проникната с идеята за диференциация, която в екологията се оформи в концепцията за екологична ниша, която в известен смисъл е подобна на орган или подсистема на жив организъм. Самите тези „органи“ се формират под въздействието на външната среда, тоест тяхното образуване е подчинено на изискванията на суперсистемата, в нашия случай биосферата.
Така че е известно, че при сходни условия се формират сходни екосистеми с еднакъв набор от екологични ниши, дори ако тези екосистеми са разположени в различни географски зони, разделени от непреодолими препятствия. Най-яркият пример в това отношение е живият свят на Австралия, който дълго време се развива отделно от останалата част от земния свят. В екосистемите на Австралия могат да бъдат идентифицирани функционални ниши, които са еквивалентни на съответните ниши на екосистеми на други континенти. Тези ниши са заети от онези биологични групи, които присъстват във фауната и флората на дадена област, но по подобен начин са специализирани за същите функции в екосистемата, които са характерни за тази екологична ниша. Такива видове организми се наричат екологично еквивалентни. Например, големите кенгура в Австралия са еквивалентни на бизоните и антилопите от Северна Америка (и на двата континента тези животни сега са заменени главно от крави и овце).
Подобни явления в теорията на еволюцията се наричат паралелизъм. Много често паралелизмът е придружен от сближаване (сближаване) на много морфологични (от гръцката дума morphe - форма) признаци. И така, въпреки факта, че целият свят беше завладян от плантарни животни, в Австралия по някаква причина почти всички бозайници са торбести, с изключение на няколко вида животни, донесени много по-късно, отколкото живият свят на Австралия най-накрая се оформи. Тук обаче се срещат и торбеста къртица, и торбеста катерица, и торбест вълк и др. Всички тези животни са не само функционално, но и морфологично подобни на съответните животни от нашите екосистеми, въпреки че няма връзка между тях.
Всичко това свидетелства в полза на наличието на определена „програма” за формиране на екосистеми в тези специфични условия. Цялата материя, всяка частица от която холограма съхранява информация за цялата Вселена, може да действа като „гени“, които съхраняват тази програма. Тази информация се реализира в реалния свят под формата на природни закони, които допринасят за това, че различни природни елементи могат да се комбинират в подредени структури не съвсем произволно, а по единствения възможен начин или поне по няколко възможни начина. Така например молекула на водата, получена от един кислороден атом и два водородни атома, има една и съща пространствена форма, независимо дали реакцията е протекла у нас или в Австралия, въпреки че според изчисленията на Исак Азимов има само един шанс реализиран.от 60 милиона. Вероятно нещо подобно се случва в случай на формиране на екосистеми.
Така във всяка екосистема има определен набор от потенциално възможни (виртуални) екологични ниши, строго свързани помежду си, предназначени да осигурят целостта и стабилността на екосистемата. Тази виртуална структура е своеобразно "биополе" на тази екосистема, съдържащо "стандарта" на нейната действителна (реална) структура. И като цяло, дори няма значение каква е природата на това биополе: електромагнитно, информационно, идеално или някакво друго. Важен е самият факт на неговото съществуване.
Във всяка естествено формирана екосистема, която не е изпитала човешкото въздействие, всички екологични ниши са запълнени. Това се нарича правило за задължение за запълване на екологични ниши. Механизмът му се основава на свойството на живота да запълва плътно цялото налично му пространство (под пространство в този случай имаме предвид хиперобема на факторите на околната среда). Едно от основните условия, гарантиращи прилагането на това правило, е наличието на достатъчно видово разнообразие.
Броят на екологичните ниши и тяхната взаимосвързаност са подчинени на единната цел за функционирането на екосистемата като единно цяло, което притежава механизмите на хомеостаза (стабилност), свързване и освобождаване на енергия и циркулация на веществата. Всъщност подсистемите на всеки жив организъм са фокусирани върху едни и същи цели, което още веднъж показва необходимостта от преразглеждане на традиционното разбиране на термина „живо същество“. Както живият организъм не може да съществува нормално без този или онзи орган, така и екосистемата не може да бъде стабилна, ако не са запълнени всички нейни екологични ниши. Следователно общоприетото определение за екологична ниша, дадено по-горе, очевидно не е напълно правилно. Изхожда от жизнения статус на конкретен организъм (редукционистки подход), като на първо място трябва да се отделят нуждите на екосистемата при осъществяване на нейните жизнени функции (холистичен подход). Конкретни видове организми могат да запълнят дадена екологична ниша само ако това съответства на техния жизнен статус. С други думи, жизненият статус е само „заявка“ за екологична ниша, но не и самата ниша. Следователно под екологична ниша очевидно трябва да се разбира структурна единица на екосистема, характеризираща се с определена функция, необходима за осигуряване на жизнеспособността на екосистемата, и която за това непременно трябва да бъде запълнена с организми с подходяща морфологична специализация.
Заключение
Положението на популацията в екосистемата може да бъде различно: от пълно господство (бели бор в борова гора) до пълна зависимост и подчинение (светлолюбиви треви под покривката на гората). В същото време, от една страна, той се стреми да осъществява своите жизнени процеси възможно най-пълно в собствените си интереси, а от друга страна, автоматично осигурява жизнената активност на други популации от същата биоценоза, като е компонент на хранителната верига, както и чрез локални, адаптивни и други връзки.
Тези. всяка популация, като пълноправен представител на вида в екосистемата, има своето място в нея. Американският еколог Р. Макинтош го нарече екологична ниша.
Основните компоненти на екологичните ниши:
1. Специфично местообитание (физико-химични свойства на екотопа и климатични условия);
2. Биоценотична роля (производител, консуматор или унищожител на органична материя);
3. Позиция в рамките на собственото трофично ниво (доминиране, съвместно доминиране, подчинение и т.н.);
4. Място в хранителната верига;
5. Позиция в системата на биотичните отношения.
С други думи, екологичната ниша е сфера на жизнена дейност на даден вид в една екосистема. Тъй като видът е представен в екосистемата от една популация, очевидно е, че именно популацията заема една или друга екологична ниша в нея. Видът като цяло заема своята екологична ниша в глобалната екосистема - биосферата. По-труден е въпросът дали даден индивид има своя собствена екологична ниша. Ниша не само като част от територията на екотопа, но и като своеобразна собствена и уникална роля, обусловена от способността му да се бори за съществуване. В редица случаи, нито практически, нито теоретично, такава роля не може да бъде отделена. Например, комар в облак от комари или пшенично растение от всякакъв сорт в агроценоза не се различават един от друг по никакви значими параметри. В други случаи е очевидно наличието на собствена екологична ниша: водач в глутница вълци, пчелна майка в пчелен кошер и т.н. Очевидно е, че колкото по-диференцирана или социално е общността (популацията), толкова по-ясно се проявяват признаците на екологичните ниши на всеки индивид. Те са най-ясно обособени и очертани в човешките общности: президент на държавата, ръководител на фирма, поп звезда и т.н. и т.н.
Така че, в общата екология, екологичните ниши се разглеждат като реалност за такива таксони като вид (подвид, сорт) и популация, а за отделни хетерогенни общности - за индивид. В хомогенни общности, като се има предвид мястото и ролята на индивидите, е напълно възможно да се използва терминът микрониша.
литература
1. Радкевич В.А. Екология.- Мн.: Виш.шк., 1997, с.107-108.
2. Солбриг О., Солбриг Д. Популационна биология и еволюция. - М.: Мир, 1982.
3. Миркин Б.М. Какво представляват растителните съобщества. - М.: Наука, 1986, с. 38-53.
4. Мамедов Н.М., Суровегина И.Т. екология. - М.: Школа-Прес, 1996, стр. 106-111.
5. Шилов И.А. екология. - М.: Висше училище, 2000, стр. 389-393.
Синекологията изучава връзката между индивидите от популации от различни видове и тяхната адаптивност към условията на околната среда. Еколозите са установили, че организмите, изграждащи живите общности, са обвързани с определени пространствени координати, в които взаимодействат помежду си и с части от биосферата: вода, почва, атмосфера.
Това място в биогеоценозите има име - екологична ниша. Разгледаните в нашата статия примери имат за цел да докажат, че той е присъщ на всеки биологичен вид и е следствие от взаимодействието на организма с други индивиди и фактори на околната среда.
Екологични характеристики на вида
Всички, без изключение, в процеса на филогенезата се адаптират към специфични абиотични фактори. Те ограничават местообитанията на популацията. Начинът, по който общност от организми взаимодейства с околната среда и с други популации, представлява нейната екологична характеристика, която се нарича екологична ниша. Примери за животни, чийто жизнен цикъл протича в различни пространствени и трофични зони на биогеоценозата са водни кончета, принадлежащи към типа Членестоноги, клас Насекоми. Възрастните - възрастните, като активни хищници, са усвоили въздушната обвивка, докато техните ларви - наяди, дишащи с хриле, са хидробионти.
Характеристики на екологичната ниша на видовете
Авторът на класическия труд „Основи на екологията“ Й. Одум предложи термина „екологична ниша“, който използва за изследване на биотичните взаимоотношения на една популация на всички нива на нейната организация. Според учения позицията на индивида в дивата природа, тоест жизненият му статус, е екологична ниша. Пример, илюстриращ това определение, е общност от растения, наречени пионери. Те имат специални физиологични и вегетативни свойства, които им позволяват лесно да завладяват свободни територии. Те включват пълзяща кушетка, Те образуват първични биоценози, които се променят с течение на времето. Одум нарече мястото на организма в природата свой адрес, а начина на живот – професия.
Модел Дж. Хътчинсън
Нека се обърнем отново към дефиницията на понятието „екологична ниша”. Пример, който го илюстрира, е белоопашатият елен, чийто жизнен цикъл е свързан с пространството под навеса – гъсталаци от многогодишни храсти. Те служат на животното не само като източник на храна, но и като защита. Създаден от Хътчинсън хиперобемният модел на зона на биогеоценоза е клетка за поддържане на живота на индивид от популация. Организмите могат да живеят в него дълго време, избягвайки външната среда. Изследванията на учения, извършени от него на базата на създадения математически модел, дават представа за оптималните граници за съществуване на общности от живи организми в екосистемите.
Принцип на Гауза
Нарича се още правилото за конкурентно изключване и се използва за описание на две форми на борба за съществуване – вътрешновидова и междувидова, изследвани още през 19 век от Чарлз Дарвин. Ако популациите имат припокриващи се нужди, например трофични (тоест общо снабдяване с храна) или пространствени (припокриващи се местообитания - ареали), от които зависи техният брой, тогава времето на съвместно съществуване на такива общности е ограничено. Това в крайна сметка ще доведе до експулсиране (изтласкване на по-малко адаптираната популация) и презаселване на по-адаптирани и бързо възпроизвеждащи се организми от друг вид.
Например, индивиди от вида постепенно заменят популациите на черни плъхове. В момента те са малко на брой и живеят в близост до водоеми. Три параметъра характеризират понятието "екологична ниша". Пример, обясняващ това твърдение, беше разгледан от нас по-рано, а именно: сивият вид плъх се заселва навсякъде (пространствено разпределение), той е всеяден (хранителна дажба) и ловува както ден, така и нощ (разделяне на дейността във времето).
Друг пример, който характеризира правилото за конкурентно изключване: първите заселници, които дойдоха в Австралия, донесоха със себе си популации от европейски пчели. Във връзка с развитието на пчеларството броят на тези насекоми се увеличи рязко и те постепенно изместиха местната австралийска пчела от районите на нейното постоянно местообитание, което постави този вид на ръба на изчезване.
Подобен случай се случи и с популациите на домашния заек, въведени от същите откриватели на континентите. Изобилието от храна, отличните климатични условия и липсата на конкуренция доведоха до факта, че индивидите от този вид започнаха да улавят местообитанията на други популации и се размножиха в такъв брой, че започнаха да унищожават културите.
Мястото на биологичния вид в екосистемата
Нека продължим да отговаряме на въпроса какво е екологична ниша. Пример, който дава най-пълния отговор, е жизненият статус на растението червена детелина. Ареалът му на разпространение е Европа, Северна Африка, Централна Азия. Популациите растат оптимално в достатъчно влажни ливади, при температури от +12...+21 °C. Те образуват многогодишни билки или горска постеля и са производители в хранителните вериги на биогеоценозата.
Доктрина за екологична ниша
Оптимално и реално пространство за съществуване на население
Припомнете си, че съвкупността от връзки на организмите с индивиди от други популации и с условията на околната среда е екологична ниша. Пример за почвени сапротрофни бактерии, които се хранят с мъртва органична материя и пречистват земята, както и подобряват нейните агрохимични свойства, потвърждава образуването на голям брой биотични връзки с други обитатели на почвата: ларви на насекоми, корени на растения, гъби. Жизнената активност на почвените бактерии пряко зависи от температурата и съдържанието на влага в почвата, нейния физичен и химичен състав.
Други обитатели - нитрифициращи хемотрофни бактерии - образуват стабилни с растителни популации от семейство бобови: люцерна, обикновен фий, лупина. Всички горепосочени параметри, както биотични, така и екологични условия, съставляват реализираната екологична ниша на бактериите. Той е част от потенциална (фундаментална ниша) биогеоценоза, която представлява комплекс от оптимални условия, при които даден вид може да съществува неограничено.
Правила за задължително запълване на многоизмерна област на екосистемата
Ако биогеоценозата е претърпяла рязко въздействие на екстремни абиотични явления, например пожари, наводнения, земетресения или негативна човешка дейност, някои от нейните зони стават свободни, тоест лишени от растителни и животински популации, които преди това са живели тук. Появата на нови форми на живот - последователност - води до промяна в тази част от биогеоценозата, чието име е екологичната ниша на растенията. Примери за заселването му след пожар показват, че широколистната гора се заменя с едногодишни тревисти растения с висока вегетативна енергия: огнена трева, върба, подбел и други, тоест освободената част от пространството веднага се заселва от популации на нови видове.
В тази статия разгледахме подробно такава концепция като екологичната ниша на тялото. Разгледаните от нас примери потвърждават, че това е многоизмерен комплекс, пригоден за оптимални условия на живот на растителни и животински популации.
