1. Postanowienia ogólne. Istoty żywe, zarówno rośliny, jak i zwierzęta, są liczne i różnorodne. Nie ma wątpliwości, że o tej różnorodności i obfitości organizmów decydują czynniki środowiskowe. Każdy gatunek zajmuje więc ściśle przypisane miejsce w przestrzeni geograficznej o określonym zestawie parametrów fizykochemicznych. Jednak pozycja gatunku zależy nie tylko od abiotycznych czynników środowiskowych, ale także od relacji danego organizmu z innymi organizmami, zarówno w obrębie własnego gatunku, jak iz przedstawicielami innych gatunków. Wilk nie będzie żył na tych obszarach geograficznych, nawet jeśli zestaw czynników abiotycznych jest dla niego całkiem akceptowalny, jeśli nie ma tu dla niego zasobów pożywienia. Dlatego miejsce, jakie gatunek zajmuje w konkretnym siedlisku, musi być determinowane nie tylko terytorium, ale także wiązać się z potrzebą pokarmową i funkcją rozmnażania. Każdy z gatunków, a także określony organizm w zbiorowisku (biocenoza) ma swój czas przebywania i miejsce, które odróżnia go od innych gatunków.
Spotykamy się więc z różnymi koncepcjami. Po pierwsze, to zakres gatunek – rozmieszczenie gatunku w przestrzeni geograficznej (aspekt geograficzny gatunku), po drugie, siedlisko gatunku(siedlisko lub biotop) to rodzaj przestrzeni geograficznej pod względem zestawu parametrów fizykochemicznych i (lub) cech biotycznych, w których gatunek żyje i, po trzecie, nisza ekologiczna, co oznacza coś więcej niż tylko miejsce, w którym żyje ten gatunek. Gatunek może zajmować wiele różnych siedlisk w różnych częściach swojego zasięgu.
Najlepszą i najdokładniejszą definicję porównawczą niszy ekologicznej i środowiska podali francuscy ekolodzy R. Wiebert i C. Lagler: Środa to adres, pod którym znajduje się dany organizm, natomiast nisza dodatkowo wskazuje rodzaj wykonywanego zawodu w tym miejscu, wykonywany zawód.
Niektórzy ekolodzy chętniej używają terminu „siedlisko”, który jest prawie równoznaczny z „siedliskiem”, a te dwa terminy często się pokrywają, ale pamiętaj, że „siedlisko” odnosi się tylko do przestrzeni, w której występuje gatunek. W tym sensie termin ten jest bardzo bliski pojęciu zasięgu gatunku.
2. siedlisko. Jest to kawałek ziemi lub zbiornik zajęty przez populację jednego gatunku lub jego część i posiadający wszystkie niezbędne warunki do jego istnienia (klimat, ukształtowanie terenu, gleba, składniki pokarmowe). Siedlisko gatunku to zespół miejsc spełniających jego wymagania ekologiczne w zakresie gatunku. Siedlisko jest więc tylko elementem niszy ekologicznej. W zależności od zakresu użytkowania siedlisk rozróżniają stenotopowy I eurytopia organizmy, tj. organizmy zajmujące określone przestrzenie z określonym zestawem czynników środowiskowych oraz organizmy, które istnieją w szerokim zakresie czynników środowiskowych (kosmopolici). Jeśli mówimy o siedlisku zbiorowiska organizmów lub miejscu biocenozy, częściej używa się terminu „biotop”. Lokalizacja ma inny synonim ekotop– przestrzeń geograficzna charakteryzująca się określonym zestawem parametrów środowiskowych. W tym przypadku populację dowolnego gatunku żyjącego w danej przestrzeni nazywamy ekotyp.
Termin „siedlisko” można odnosić zarówno do określonych organizmów, jak i do zbiorowości jako całości. Możemy wskazać łąkę jako pojedyncze siedlisko różnych ziół i zwierząt, chociaż zarówno zioła, jak i zwierzęta zajmują różne nisze ekologiczne. Ale ten termin nigdy nie powinien zastępować pojęcia „niszy ekologicznej”.
Siedlisko może odnosić się do zespołu powiązanych ze sobą pewnych żywych i nieożywionych cech przestrzeni geograficznej. Na przykład siedliskiem owadów wodnych pluskwiaka i pływaka są płytkie obszary jezior porośniętych roślinnością. Owady te zajmują to samo siedlisko, ale mają różne łańcuchy troficzne (gładka jest aktywnym drapieżnikiem, spławik zjada rozkładającą się roślinność), co wyróżnia nisze ekologiczne tych dwóch gatunków.
Siedlisko może również odnosić się wyłącznie do środowiska biotycznego. W ten sposób prątki i bakterie żyją w innych organizmach. Wszy żyją w linii włosów żywiciela. Niektóre grzyby kojarzą się z określonym rodzajem lasu (borowikiem). Ale siedlisko może być również reprezentowane przez środowisko czysto fizyczno-geograficzne. Możesz wskazać na pływowe wybrzeże morza, gdzie żyją tak różnorodne organizmy. Może to być pustynia i osobna góra, wydmy, strumień i rzeka, jezioro itp.
3. nisza ekologiczna koncepcja, zgodnie z Y. Oduma, bardziej pojemny. Nisza ekologiczna pokazana przez angielskiego naukowca C. Elton(1927) obejmuje nie tylko fizyczną przestrzeń zajmowaną przez organizm, ale także funkcjonalną rolę organizmu w społeczności. Elton wyróżnił nisze jako pozycję gatunku w stosunku do innych gatunków w społeczności. Idea Ch.Eltona, że nisza nie jest synonimem siedliska, zyskała szerokie uznanie i rozpowszechnienie. Pozycja troficzna, sposób życia, powiązania z innymi organizmami itp. są bardzo ważne dla organizmu. oraz jego położenie względem gradientów czynników zewnętrznych jako warunków istnienia (temperatura, wilgotność, pH, skład i rodzaj gleby itp.).
Te trzy aspekty niszy ekologicznej (przestrzeń, funkcjonalna rola organizmu, czynniki zewnętrzne) można wygodnie określić jako nisza przestrzenna(niszowe miejsce) nisza troficzna(nisza funkcjonalna), w rozumieniu Ch.Eltona, oraz wielowymiarowy nisza(uwzględnia się całą objętość i zestaw cech biotycznych i abiotycznych, nadmierna objętość). Ekologiczna nisza organizmu zależy nie tylko od tego, gdzie żyje, ale obejmuje również całkowitą ilość jego wymagań środowiskowych. Organizm nie tylko doświadcza działania czynników środowiskowych, ale także stawia im własne wymagania.
4. Nowoczesna koncepcja niszy ekologicznej utworzony na podstawie zaproponowanego modelu J. Hutchinson(1957). Zgodnie z tym modelem nisza ekologiczna jest częścią wyobrażonej przestrzeni wielowymiarowej (hiperobjętości), której poszczególne wymiary odpowiadają czynnikom niezbędnym do normalnego istnienia i reprodukcji organizmu. Nisza Hutchinsona, którą nazwiemy wielowymiarową (hiperprzestrzeń), można opisać za pomocą cech ilościowych i operować nią za pomocą obliczeń matematycznych i modeli. R. Whittaker(1980) definiuje niszę ekologiczną jako pozycję gatunku w zbiorowisku, sugerując, że zbiorowisko jest już powiązane z określonym biotopem, tj. z określonym zestawem parametrów fizycznych i chemicznych. Dlatego nisza ekologiczna to termin używany do oznaczenia specjalizacji populacji gatunku w obrębie społeczności. Nazywa się grupy gatunków w biocenozie o podobnych funkcjach i niszach tej samej wielkości gildie. Gatunki, które zajmują tę samą niszę w różnych obszarach geograficznych, nazywane są ekwiwalenty środowiskowe.
5. Indywidualność i oryginalność nisz ekologicznych. Bez względu na to, jak blisko znajdują się organizmy w środowisku (lub ogólnie gatunki), bez względu na to, jak bliskie są ich cechy funkcjonalne w biocenozach, nigdy nie zajmą tej samej niszy ekologicznej. Tak więc ilość nisz ekologicznych na naszej planecie jest niepoliczalna. W przenośni można sobie wyobrazić populację ludzką, której wszystkie jednostki mają tylko własną, unikalną niszę. Nie sposób wyobrazić sobie dwóch absolutnie identycznych ludzi o absolutnie identycznych cechach morfofizjologicznych i funkcjonalnych, w tym takich jak: mentalność, stosunek do własnego gatunku, bezwzględna potrzeba rodzaju i jakości jedzenia, stosunki seksualne, normy zachowania itp. Ale poszczególne nisze różnych ludzi mogą się pokrywać w pewnych parametrach ekologicznych. Na przykład studentów może łączyć jedna uczelnia, konkretni nauczyciele, a jednocześnie mogą różnić się zachowaniem w społeczeństwie, wyborem żywności, aktywnością biologiczną itp.
6. Pomiar nisz ekologicznych. Aby scharakteryzować niszę, zwykle stosuje się dwa standardowe pomiary - szerokość niszy I niszowe nakładanie się z sąsiednimi niszami.
Szerokość niszy odnosi się do gradientów lub zasięgu jakiegoś czynnika środowiskowego, ale tylko w obrębie danej hiperprzestrzeni. Szerokość niszy może być określona przez intensywność oświetlenia, długość łańcucha troficznego, intensywność działania jakiegoś czynnika abiotycznego. Nakładanie się nisz ekologicznych oznacza zarówno nakładanie się szerokości nisz, jak i nakładanie się hiperwoluminów.
7. Rodzaje nisz ekologicznych. Istnieją dwa główne rodzaje nisz ekologicznych. Po pierwsze, to fundamentalny(formalna) nisza – największy „abstrakt” hiperwolumen zaludniony”, gdzie działanie czynników środowiskowych bez wpływu konkurencji zapewnia maksymalną liczebność i funkcjonowanie gatunku. Gatunek doświadcza jednak ciągłych zmian czynników środowiskowych w swoim zasięgu. Ponadto, jak już wiemy, zwiększenie działania jednego czynnika może zmienić stosunek gatunku do innego czynnika (konsekwencja prawa Liebiga), a jego zasięg może się zmienić. Działanie dwóch czynników jednocześnie może zmienić nastawienie gatunku do każdego z nich. W niszach ekologicznych zawsze istnieją ograniczenia biotyczne (drapieżnictwo, konkurencja). Wszystkie te działania prowadzą do tego, że w rzeczywistości gatunek zajmuje znacznie mniejszą przestrzeń ekologiczną niż hiperprzestrzeń podstawowej niszy. W tym przypadku mówimy o wdrożone nisza, czyli prawdziwy nisza.
8 . Zasada VanderMeer I Gause. J.H. Vandermeer (1972) znacznie rozszerzył koncepcję zrealizowanej niszy Hutchinsona. Doszedł do wniosku, że jeśli w danym siedlisku współistnieje N oddziałujących ze sobą gatunków, to zajmą one zupełnie inne zrealizowane nisze ekologiczne, których liczba będzie równa N. Ta obserwacja nazywa się zasada Vandermeera.
Interakcja konkurencyjna może dotyczyć zarówno przestrzeni, składników odżywczych, wykorzystania światła (drzewa w lesie), jak i procesu walki o samicę, o pokarm, a także uzależnienia od drapieżnika, podatności na choroby itp. Zwykle najtrudniejsza konkurencja jest obserwowana na poziomie międzygatunkowym. Może prowadzić do zastąpienia populacji jednego gatunku populacją innego gatunku, ale może również prowadzić do równowagi między dwoma gatunkami (zwykle jest to równowaga w naturze ustalana jest w systemie drapieżnik-ofiara). Skrajne przypadki to przemieszczenie jednego gatunku przez inny poza dane siedlisko. Zdarzają się przypadki, gdy jeden gatunek wypiera inny w łańcuchu troficznym i zmusza go do przestawienia się na stosowanie innego pokarmu. Obserwacja zachowania blisko spokrewnionych organizmów o podobnym sposobie życia i podobnej morfologii pokazuje, że takie organizmy starają się nigdy nie żyć w tym samym miejscu. Ta obserwacja została poczyniona Józefa Grinella w latach 1917-1928, który badał życie przedrzeźniaczy kalifornijskich. Grinell faktycznie przedstawił tę koncepcję "nisza", ale nie wprowadził do tej koncepcji rozróżnienia między niszą a siedliskiem.
Jeśli blisko spokrewnione organizmy żyją w tej samej wodzie i w tym samym miejscu, to albo będą korzystać z innych zasobów żywności, albo prowadzić aktywny tryb życia w inny czas(noc dzień). Ta ekologiczna separacja blisko spokrewnionych gatunków nazywa się zasada wykluczenia konkurencyjnego lub Zasada gause nazwany na cześć rosyjskiego biologa, który eksperymentalnie zademonstrował działanie tej zasady w 1932 roku. W swoich wnioskach Gause wykorzystał koncepcję Eltona dotyczącą pozycji gatunku w społeczności zależnej od innych gatunków.
9. niszowa przestrzeń. Nisze ekologiczne gatunków to coś więcej niż stosunek gatunku do pojedynczego gradientu środowiskowego. Bardzo wiele znaków lub osi przestrzeni wielowymiarowej (hiperobjętości) jest bardzo trudnych do zmierzenia lub nie można ich wyrazić za pomocą wektorów liniowych (np. zachowanie, uzależnienie itp.). Dlatego konieczne jest, jak słusznie zauważył R. Whittaker (1980), przejście od koncepcji osi niszy (pamiętaj o szerokości niszy w ujęciu jednego lub kilku parametrów) do koncepcji jej wielowymiarowej definicji, która ujawni naturę relacji gatunkowych wraz z ich pełnym zakresem powiązań adaptacyjnych.
Jeśli nisza jest „miejscem” lub „pozycją” gatunku w społeczności zgodnie z koncepcją Eltona, to dobrze jest podać jej pewne pomiary. Według Hutchinsona niszę można zdefiniować za pomocą szeregu zmiennych środowiskowych w obrębie społeczności, do których gatunek musi być przystosowany. Zmienne te obejmują zarówno wskaźniki biologiczne (na przykład wielkość żywności), jak i niebiologiczne (klimatyczne, orograficzne, hydrograficzne itp.). Zmienne te mogą służyć jako osie, wzdłuż których odtwarzana jest wielowymiarowa przestrzeń, która nazywa się przestrzeń ekologiczna lub niszowa przestrzeń. Każdy z gatunków może przystosować się lub być odporny na pewien zakres wartości każdej zmiennej. Górne i dolne granice wszystkich tych zmiennych wyznaczają przestrzeń ekologiczną, jaką gatunek może zajmować. To jest podstawowa nisza w rozumieniu Hutchinsona. W uproszczonej formie można to sobie wyobrazić jako „pudełko n-boczne” o bokach odpowiadających granicom stabilności widoku na osie niszy.
Stosując wielowymiarowe podejście do przestrzeni niszy zbiorowiska, możemy poznać położenie gatunków w przestrzeni, charakter reakcji gatunku na ekspozycję na więcej niż jedną zmienną, względne rozmiary nisz.
Nisze ekologiczne
nisza ekologiczna nazwijmy pozycję gatunku, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ oi zajmuje w ogólnym systemie biocenozy, kompleksie jej biocenotycznych powiązań i wymagań dla abiotycznych czynników środowiskowych. Nisza ekologiczna odzwierciedla udział gatunku w biocenozie. Nie oznacza to jego położenia terytorialnego, ale funkcjonalną manifestację organizmu w społeczności. Jak mówi C. Elton (1934), nisza ekologiczna to „to miejsce w środowisku życia, stosunek gatunku do pokarmu i do wrogów”. Koncepcja niszy ekologicznej okazała się bardzo owocna dla zrozumienia praw współżycia gatunków. Oprócz C. Eltona nad jego rozwojem pracowało wielu ekologów, m.in. D. Grinnell, G. Hutchinson, Y. Odum i inni.
O istnieniu gatunku w zbiorowisku decyduje połączenie i działanie wielu czynników, ale przy określaniu przynależności organizmów do jakiejkolwiek niszy wynikają one z charakteru odżywiania się tych organizmów, z ich zdolności do pozyskiwania lub dostarczania pożywienia . Tak więc roślina zielona, biorąca udział w tworzeniu biocenozy, zapewnia istnienie szeregu nisz ekologicznych. Są to nisze, które pokrywają organizmy żywiące się tkankami korzeni lub tkankami liści, kwiatami, owocami, wydzielinami korzeni itp. (ryc. 11.11).
Ryż. 11.11. Umieszczenie nisz ekologicznych dedykowanych dla zakładu:
1 - chrząszcze korzeniowe; 2 - jedzenie wydzielin korzeniowych; 3 - chrząszcze liściowe; 4 - chrząszcze łodygowe, 5 - chrząszcze owocowe; 6 - zjadacze nasion; 7 - chrząszcze kwiatowe; 8 - zjadacze pyłku; 9 - zjadacze soku; 10 - pączki
(według I. N. Ponomarevy, 1975)
Każda z tych nisz obejmuje grupy organizmów o niejednorodnym składzie gatunkowym. Ekologiczna grupa chrząszczy obejmuje więc zarówno nicienie, jak i larwy niektórych chrząszczy (krzak, chrząszcz majowy), a chrząszcze i mszyce wkraczają w niszę roślin wysysających soki. Nisze ekologiczne „chrząszczy szypułkowych” czy „chrząszczy łodygowych” obejmują dużą grupę zwierząt, wśród których szczególnie licznie występują owady (świdery, korniki, korniki, brzany itp.).
Należy zauważyć, że wśród nich są takie, które żywią się tylko drewnem żywych roślin lub tylko korą – obie należą do różnych nisz ekologicznych. Specjalizacja gatunków w stosunku do zasobów pokarmowych ogranicza konkurencję i zwiększa stabilność struktury zbiorowisk.
Istnieją różne rodzaje udostępniania zasobów.
1. Specjalizacja morfologii i zachowania w zależności od rodzaju pożywienia: np. dziób ptaków musi być przystosowany do łapania owadów, dłutowania dziur, rozłupywania orzechów, rozrywania mięsa itp.
2. Pionowa separacja, na przykład między mieszkańcami baldachimu a dnem lasu.
3. Separacja pozioma, na przykład pomiędzy mieszkańcami różnych mikrosiedlisk. Każdy z tych typów lub ich kombinacja prowadzi do podziału organizmów na grupy, które są ze sobą mniej konkurencyjne, ponieważ każdy z nich zajmuje własną niszę. Na przykład istnieje podział ptaków na grupy ekologiczne ze względu na miejsce ich żerowania: powietrze, liście, pień, gleba. Dalszy podział tych grup w oparciu o główny rodzaj żywności pokazano na ryc. 11.12.
Ryż. 11.12. Podział ptaków na grupy ekologiczne na podstawie:
w miejscu ich pożywienia: powietrze, liście, pień, ziemia
(według N. Greena i in., 1993)
Specjalizacja gatunku w zakresie odżywiania, wykorzystania przestrzeni, czasu aktywności i innych uwarunkowań charakteryzuje się zawężeniem jego niszy ekologicznej, a procesy odwrotne – ekspansją.
Na zawężenie lub rozszerzenie niszy ekologicznej gatunku w społeczności duży wpływ mają konkurenci. Sformułowana przez G. F. Gausa reguła wykluczenia konkurencyjnego dla gatunków bliskich ekologicznie powinna być wyrażona w taki sposób, aby dwa gatunki nie współistniały w tej samej niszy ekologicznej. Wyjście z konkurencji osiągane jest przez rozbieżność wymagań wobec środowiska, zmianę stylu życia, czyli inaczej wytyczenie nisz ekologicznych gatunków. W tym przypadku nabywają zdolność współistnienia w jednej biocenozie. Tak więc w namorzynach u wybrzeży południowej Florydy żyją różne czaple, a często nawet dziewięć różnych gatunków żywi się rybami na tej samej ławicy. Jednocześnie praktycznie nie przeszkadzają sobie nawzajem, gdyż w ich zachowaniu - na jakich terenach łowieckich preferują i jak łowią, wykształciły się adaptacje, które pozwalają im zajmować różne nisze na tej samej płyciźnie. Ślepowron biernie czeka na ryby, siedząc na wystających z wody korzeniach drzew namorzynowych. Czapla z Luizjany wykonuje gwałtowne ruchy, ubijając wodę i odstraszając ukrytą rybę. Czapla śnieżna przemieszcza się powoli z miejsca na miejsce w poszukiwaniu zdobyczy.
Najbardziej wyrafinowaną metodą łowienia jest czapla ruda, która najpierw wzburza wodę, a następnie szeroko rozpościera skrzydła, tworząc cień. Jednocześnie, po pierwsze, ona sama dobrze widzi wszystko, co dzieje się w wodzie, a po drugie, przestraszone ryby biorą cień za schronienie, pędzą do niego, wpadając bezpośrednio w dziób wroga. Wielkość czapli błękitnej pozwala jej na polowanie w miejscach niedostępnych dla jej mniejszych i krótkonogich krewnych. Ptaki owadożerne w zimowych lasach Rosji, żywiące się drzewami, również unikają konkurencji ze względu na inny charakter poszukiwania pożywienia. Kowaliki i szczupaki zbierają pożywienie na pniach. Kowaliki szybko badają drzewa, szybko chwytając owady, nasiona znalezione w dużych pęknięciach w korze, a małe szczupaki ostrożnie grzebią w najmniejszych pęknięciach na powierzchni pnia, w które wnika ich cienki dziób w kształcie szydła. W europejskiej części Rosji występują bliskie gatunki sikory, których izolacja od siebie wynika z różnic w siedliskach, miejscach żerowania i wielkości ofiar. Różnice ekologiczne znajdują również odzwierciedlenie w szeregu drobnych detali konstrukcji zewnętrznej, m.in. w zmianach długości i grubości dzioba (ryc. 11.13).
W okresie zimowym w mieszanych stadach sikory bogatki prowadzą szeroko zakrojone poszukiwania pożywienia na drzewach, krzewach, pniach, a często na śniegu. Sikorki badają głównie duże gałęzie. Sikorki długoogoniaste szukają pożywienia na końcach gałęzi, a małe króliczki dokładnie badają górne części koron drzew iglastych.
Liczne rzędy trawiastych zwierząt obejmują biocenozy stepowe. Wśród nich jest wiele dużych i małych ssaków, takich jak kopytne (konie, owce, kozy, saigas) oraz gryzonie (wiewiórki ziemne, świstaki, myszopodobne). Wszystkie tworzą jedną dużą grupę funkcjonalną biocenozy (ekosystemu) - roślinożerców. Jednocześnie badania pokazują, że rola tych zwierząt w konsumpcji masy roślinnej nie jest taka sama, ponieważ w swojej diecie wykorzystują one różne składniki okrywy trawiastej.
Ryż. 11.13. Fusy pokarmowe w różnych gatunkach sikorek
(według E.A. Kriksunova i in., 1995)
Tak więc duże kopytne (obecnie są to zwierzęta domowe i saigi, a przed rozwojem człowieka stepów - tylko gatunki dzikie) tylko częściowo selektywnie zjadają pokarm, głównie wysokie, najbardziej odżywcze trawy, odgryzając je na znacznej wysokości (4-7 cm ) z powierzchni gleby. Żyjące tu świstaki wybierają pokarm wśród muraw, przerzedzanych i zmienianych przez zwierzęta kopytne, zjadając je dla nich niedostępne. Świstaki osiedlają się i żerują tylko tam, gdzie nie ma wysokiej trawy. Mniejsze zwierzęta - wiewiórki ziemne - wolą żerować tam, gdzie ziele jest jeszcze bardziej naruszone. Tutaj zbierają to, co zostało z żerowania zwierząt kopytnych i świstaków. Pomiędzy tymi trzema grupami roślinożerców tworzących zoocenozę istnieje podział funkcji w użytkowaniu biomasy runa trawiastego. Relacje, jakie wykształciły się między tymi grupami zwierząt, nie mają charakteru konkurencyjnego. Wszystkie te gatunki zwierząt wykorzystują różne składniki szaty roślinnej, „zjadając” to, co nie jest dostępne dla innych roślinożerców. Odmiennej jakości udział w jedzeniu traw czy umieszczaniu organizmów w różnych niszach ekologicznych zapewnia bardziej złożoną strukturę biocenozy na danym obszarze, zapewniając pełniejsze wykorzystanie warunków życia w naturalnych ekosystemach i maksymalne spożycie jej produktów. Wspólna egzystencja tych zwierząt charakteryzuje się nie tylko brakiem więzów konkurencyjnych, ale wręcz przeciwnie, zapewnia ich wysoką liczebność. Tak więc wzrost wiewiórek ziemnej odnotowany w ostatnich dziesięcioleciach i ich przesiedlenie jest wynikiem zwiększonego wypasu zwierząt domowych w regionach stepowych ze względu na wzrost inwentarza żywego. W miejscach pozbawionych wypasu (np. na terenach chronionych) zmniejsza się liczebność świstaków i wiewiórek. Na obszarach o szybkim wzroście traw (zwłaszcza na obszarach trawiastych) świstaki całkowicie odchodzą, a wiewiórki ziemne pozostają w niewielkiej liczbie.
U roślin żyjących w tej samej warstwie nisze ekologiczne są podobne, co przyczynia się do osłabienia konkurencji między roślinami różnych warstw i warunkuje rozwój przez nie różnych nisz ekologicznych. W biocenozie różne gatunki roślin zajmują różne nisze ekologiczne, co osłabia międzygatunkowe napięcie konkurencyjne. Te same gatunki roślin na różnych obszarach przyrodniczych mogą zajmować różne nisze ekologiczne. Tak więc sosna i jagody w lesie jagodowym, rośliny wodne (chwasty, strąki jaj, akwarele, rzęsy) osiedlają się razem, ale są rozmieszczone w różnych niszach. W lasach umiarkowanych borówki i jagody są typowymi formami cienistymi, natomiast w lasach-tundrach i tundrach rosną na otwartej przestrzeni i stają się jasne. Na niszę ekologiczną gatunku wpływa konkurencja międzygatunkowa i międzygatunkowa.
W przypadku konkurencji z blisko spokrewnionymi lub ekologicznie podobnymi gatunkami obszar siedliska zmniejsza się do: otsch małe granice (ryc. 11.14), tj. gatunek jest najbardziej rozpowszechniony< 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.
Ryż. 11.14. Podział siedlisk ze względu na konkurencję
(według E. A. Kriksunowa, 1995)
Nisze ekologiczne – pojęcie i rodzaje. Klasyfikacja i cechy kategorii „Nisze ekologiczne” 2017, 2018.
Niszą ekologiczną może być:
- fundamentalny- określana przez kombinację warunków i zasobów, która pozwala gatunkowi utrzymać żywotną populację;
- wdrożone- których właściwości zawdzięczają konkurującym gatunkom.
Założenia modelu:
- Reakcja na jeden czynnik nie zależy od wpływu innego czynnika;
- Niezależność czynników od siebie;
- Przestrzeń wewnątrz niszy jest jednorodna z tym samym stopniem uprzywilejowania.
n-wymiarowy model niszowy
Ta różnica podkreśla, że konkurencja międzygatunkowa prowadzi do zmniejszenia płodności i żywotności oraz że może istnieć część podstawowej niszy ekologicznej, której gatunek w wyniku konkurencji międzygatunkowej nie może już żyć i pomyślnie się rozmnażać. Tej części podstawowej niszy gatunku brakuje w zrealizowanej niszy. Tak więc zrealizowana nisza jest zawsze zawarta w niszy podstawowej lub jej równa.
Zasada wykluczenia konkurencyjnego
Istota zasady wykluczenia konkurencyjnego, znanej również jako Zasada gause jest to, że każdy gatunek ma swoją własną niszę ekologiczną. Żadne dwa różne gatunki nie mogą zajmować tej samej niszy ekologicznej. Tak sformułowana zasada Gausa została skrytykowana. Na przykład jedną z dobrze znanych sprzeczności z tą zasadą jest „paradoks planktonu”. Wszystkie rodzaje organizmów żywych związanych z planktonem żyją na bardzo ograniczonej przestrzeni i zużywają zasoby tego samego rodzaju (głównie energię słoneczną i morskie związki mineralne). Współczesne podejście do problemu dzielenia niszy ekologicznej przez kilka gatunków wskazuje, że w niektórych przypadkach dwa gatunki mogą dzielić tę samą niszę ekologiczną, aw niektórych przypadkach takie połączenie prowadzi do wyginięcia jednego z gatunków.
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli mówimy o konkurencji o określony zasób, tworzenie biocenoz wiąże się z rozbieżnością nisz ekologicznych i spadkiem poziomu konkurencji międzygatunkowej: s.423. W tej opcji reguła wykluczenia konkurencyjnego zakłada przestrzenną (czasem funkcjonalną) separację gatunków w biocenozie. Bezwzględne przemieszczenie, ze szczegółowym badaniem ekosystemów, jest prawie niemożliwe do naprawienia: s.423
Prawo stałości V. I. Vernadsky
Ilość żywej materii w przyrodzie (dla danego okresu geologicznego) jest stała.
Zgodnie z tą hipotezą, każda zmiana ilości żywej materii w jednym z regionów biosfery musi być kompensowana w innym regionie. To prawda, zgodnie z postulatami wyczerpywania się gatunków, wysoko rozwinięte gatunki i ekosystemy będą najczęściej zastępowane obiektami ewolucyjnymi niższego poziomu. Ponadto nastąpi proces ruderalizacji składu gatunkowego ekosystemów, a gatunki „przydatne” dla człowieka zostaną zastąpione mniej pożytecznymi, neutralnymi, a nawet szkodliwymi.
Konsekwencją tego prawa jest zasada obowiązkowego wypełniania nisz ekologicznych. (Rosenberg i in., 1999)
Zasada obowiązkowego wypełniania niszy ekologicznej
Nisza ekologiczna nie może być pusta. Jeśli nisza jest pusta w wyniku wyginięcia gatunku, to natychmiast wypełnia się ją innym gatunkiem.
Siedlisko składa się zwykle z wydzielonych obszarów („plam”) o warunkach korzystnych i niekorzystnych; miejsca te są często dostępne tylko tymczasowo i występują nieprzewidywalnie zarówno w czasie, jak i przestrzeni.
Luki lub luki siedliskowe występują w sposób nieprzewidywalny w wielu siedliskach. Pożary lub osuwiska mogą prowadzić do powstawania nieużytków w lasach; burza może odsłonić otwarty odcinek wybrzeża, a żarłoczne drapieżniki mogą eksterminować potencjalne ofiary w dowolnym miejscu. Te wolne działki są niezmiennie ponownie zaludniane. Jednak pierwszymi osadnikami niekoniecznie będą te gatunki, które przez długi czas potrafią z powodzeniem konkurować z innymi gatunkami i je wypierać. Dlatego współistnienie gatunków przejściowych i konkurencyjnych jest możliwe, o ile obszary niezamieszkane pojawiają się z odpowiednią częstotliwością. Gatunek przejściowy zwykle najpierw zasiedla wolny obszar, rozwija go i rozmnaża. Gatunki bardziej konkurencyjne powoli zasiedlają te tereny, ale jeśli osadnictwo się rozpoczęło, to z czasem pokonuje gatunki przemijające i rozmnaża się. (Bigon i in., 1989)
Nisza ekologiczna człowieka
Człowiek jako gatunek biologiczny zajmuje własną niszę ekologiczną. Człowiek może żyć w tropikach i subtropikach, na wysokościach do 3-3,5 km n.p.m. W rzeczywistości obecnie człowiek mieszka w znacznie większych przestrzeniach. Człowiek poszerzył wolną niszę ekologiczną poprzez zastosowanie różnych urządzeń: mieszkania, odzieży, ognia itp.
Źródła i notatki
| Ziemia | ||
|---|---|---|
| Historia Ziemi | Wiek Ziemi Geologiczna historia Ziemi Geologiczna skala czasu Historia życia na Ziemi Zlodowacenie Ziemi Paradoks słabego młodego Słońca Teoria gigantycznego wpływu Kalendarium ewolucji |  |
| Geografia i geologia |
Australia Azja Antarktyda Afryka Europa Ameryka Północna Ameryka Południowa Ocean Atlantycki Ocean Indyjski Ocean Arktyczny Ocean Spokojny Ocean Południowy Atmosfera Hydrosfera Dryf kontynentalny Skorupa ziemska Kontynent Skorupa Ocean Płaszcz Struktura Ziemi Superkontynent Tektonika płyt Figura jądra Ziemi | |
| Środowisko Środa |
Biomowa Bioróżnorodność Biosfera Dzikość ( język angielski) Klimat Przyroda Obszar przyrodniczy Ochrona różnorodności biologicznej ( język angielski) nisza ekologiczna Ekosystem Ekologiczny | |
| Zobacz też | Przyszłość Ziemi Hipotetyczne naturalne satelity Ziemi Dzień Ziemi Światowy Katastrofa naturalna Dzienny obrót Ziemi Pierścienie Ziemi | |
Fundacja Wikimedia. 2010 .
nisza ekologiczna
1. Pojęcie „niszy ekologicznej”
2. Nisza ekologiczna i ekosystemy
Wniosek
Literatura
1. Pojęcie „niszy ekologicznej”
nisza ekologiczna , miejsce zajmowane przez gatunek (a dokładniej przez jego populację) w zbiorowisku (biocenoza). Interakcja danego gatunku (populacji) z partnerami w społeczności, do której należy jako członek, determinuje jego miejsce w cyklu substancji ze względu na powiązania pokarmowe i konkurencyjne w biocenozie. Termin „nisza ekologiczna” zaproponował amerykański naukowiec J. Grinell (1917). Interpretację niszy ekologicznej jako pozycji gatunku w łańcuchach pokarmowych jednej lub więcej biocenoz podał angielski ekolog C. Elton (1927). Taka interpretacja pojęcia niszy ekologicznej pozwala na ilościowe określenie niszy ekologicznej dla każdego gatunku lub dla jego poszczególnych populacji. W tym celu liczebność gatunków (liczba osobników lub biomasy) jest porównywana w układzie współrzędnych ze wskaźnikami temperatury, wilgotności lub dowolnego innego czynnika środowiskowego. W ten sposób można wyodrębnić strefę optymalną i granice odchyleń tolerowanych przez gatunek – maksimum i minimum każdego czynnika lub zestawu czynników. Z reguły każdy gatunek zajmuje określoną niszę ekologiczną, do której jest przystosowany w trakcie rozwoju ewolucyjnego. Miejsce zajmowane przez gatunek (jego populację) w przestrzeni (przestrzenna nisza ekologiczna) jest częściej nazywane siedliskiem.
Nisza ekologiczna - przestrzenno-czasowa pozycja organizmu w ekosystemie (gdzie, kiedy i co je, gdzie gnieździ się itp.)
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zwierzęta muszą konkurować ze sobą o pożywienie i schronienie. Jednak rzadko się to zdarza, ponieważ. zajmują różne nisze ekologiczne. Przykład: dzięcioły wyciągają larwy spod kory, ziarno wróbla. Zarówno muchołówki, jak i nietoperze łapią muszki, ale o różnych porach – w dzień iw nocy. Żyrafa zjada liście z wierzchołków drzew i nie konkuruje z innymi roślinożercami.
Każdy gatunek zwierząt ma swoją własną niszę, co minimalizuje konkurencję z innymi gatunkami. Dlatego w zrównoważonym ekosystemie obecność jednego gatunku zwykle nie zagraża innemu.
Adaptacja do różnych nisz wiąże się z prawem czynnika ograniczającego. Próbując wykorzystać zasoby spoza swojej niszy, zwierzę napotyka na stres, tj. ze wzrostem odporności ośrodka. Innymi słowy, we własnej niszy jej konkurencyjność jest duża, a poza nią znacznie słabnie lub całkowicie zanika.
Adaptacja zwierząt do pewnych nisz zajęła miliony lat i przebiegała w każdym ekosystemie na swój własny sposób. Gatunki importowane z innych ekosystemów mogą spowodować lokalne wyginięcie właśnie w wyniku udanej rywalizacji o swoje nisze.
1. Szpaki, sprowadzone do Ameryki Północnej z Europy, ze względu na swoje agresywne zachowania terytorialne, wypędziły miejscowe „niebieskie” ptaki.
2. Dzikie osły zatruły ekosystemy pustynne, wypierając stamtąd owce.
3. W 1859 roku do Australii przywieziono króliki z Anglii na sportowe polowania. Warunki naturalne okazały się dla nich sprzyjające, a miejscowe drapieżniki nie były groźne. W rezultacie
4. Rolnicy szukają sposobów na zwalczanie chwastów, których nigdy wcześniej nie widziano w Dolinie Nilu. Niska roślina o dużych liściach i potężnym korzeniu od kilku lat rozwija się na ziemiach uprawnych Egiptu. Lokalni agronomowie uważają go za niezwykle aktywnego szkodnika. Okazuje się, że roślina ta znana jest w Europie pod nazwą „chrzan wiejski”. Prawdopodobnie przywieźli go rosyjscy specjaliści, którzy zbudowali zakład metalurgiczny.
Pojęcie niszy ekologicznej dotyczy również roślin. Podobnie jak zwierzęta, ich konkurencyjność jest wysoka tylko w określonych warunkach.
Przykład: platany rosną wzdłuż brzegów rzek i na terenach zalewowych, dęby na zboczach. Platan przystosowany jest do gleb podmokłych. Nasiona jawora rozprzestrzeniają się w górę zbocza i ten gatunek może tam rosnąć bez dębów. Podobnie żołędzie, wpadając w tereny zalewowe, giną z powodu nadmiernej wilgoci i nie są w stanie konkurować z platanami.
Nisza ekologiczna człowieka to skład powietrza, wody, żywności, warunki klimatyczne, poziom promieniowania elektromagnetycznego, ultrafioletowego, radioaktywnego itp.
2. Nisza ekologiczna i ekosystemy
W różnym czasie pojęciu niszy ekologicznej przypisywano różne znaczenia. Początkowo słowo „nisza” oznaczało podstawową jednostkę rozmieszczenia gatunku w przestrzeni ekosystemu, podyktowaną ograniczeniami strukturalnymi i instynktownymi danego gatunku. Na przykład wiewiórki żyją na drzewach, łosie żyją na ziemi, niektóre gatunki ptaków gnieżdżą się na gałęziach, inne w dziuplach itp. Tutaj pojęcie niszy ekologicznej interpretowane jest głównie jako siedlisko, czyli nisza przestrzenna. Później terminowi „nisza” nadano znaczenie „statusu funkcjonalnego organizmu w społeczności”. Dotyczyło to głównie miejsca danego gatunku w strukturze troficznej ekosystemu: rodzaju pokarmu, czasu i miejsca żerowania, kto jest dla tego organizmu drapieżnikiem itp. Nazywa się to teraz niszą troficzną. Następnie pokazano, że niszę można uznać za rodzaj hiperwolumenu w wielowymiarowej przestrzeni zbudowanej w oparciu o czynniki środowiskowe. Ta hiperwolumen ograniczał zakres czynników, w których dany gatunek mógłby istnieć (nisza hiperprzestrzenna).
Oznacza to, że we współczesnym rozumieniu niszy ekologicznej można wyróżnić co najmniej trzy aspekty: fizyczną przestrzeń zajmowaną przez organizm w przyrodzie (siedlisko), jego związek z czynnikami środowiskowymi i sąsiadującymi z nim organizmami żywymi (połączenia) jako jego funkcjonalną rolę w ekosystemie. Wszystkie te aspekty przejawiają się w budowie organizmu, jego adaptacjach, instynktach, cyklach życiowych, życiowych „zainteresowaniach” itp. Prawo organizmu do wyboru swojej niszy ekologicznej jest ograniczone dość wąskimi limitami, które są mu przypisane od urodzenia. Jednak jego potomkowie mogą zająć inne nisze ekologiczne, jeśli przeszli odpowiednie zmiany genetyczne.
Wykorzystując koncepcję niszy ekologicznej, regułę wykluczenia konkurencyjnego Gausa można sformułować w następujący sposób: dwa różne gatunki nie mogą zajmować tej samej niszy ekologicznej przez długi czas, a nawet wejść do tego samego ekosystemu; jeden z nich musi albo umrzeć, albo zmienić się i zająć nową niszę ekologiczną. Nawiasem mówiąc, konkurencja międzygatunkowa jest często znacznie zmniejszona właśnie dlatego, że na różnych etapach cyklu życia wiele organizmów zajmuje różne nisze ekologiczne. Na przykład kijanka jest roślinożercą, podczas gdy dorosłe żaby żyjące w tym samym stawie to drapieżniki. Inny przykład: owady w stadium larwalnym i dorosłym.
W jednym obszarze ekosystemu może żyć duża liczba organizmów różnych gatunków. Mogą to być gatunki blisko spokrewnione, ale każdy z nich musi zajmować swoją unikalną niszę ekologiczną. W tym przypadku gatunki te nie wchodzą w relacje konkurencyjne iw pewnym sensie stają się wobec siebie neutralne. Jednak często nisze ekologiczne różnych gatunków mogą się pokrywać w przynajmniej jednym aspekcie, takim jak siedlisko lub dieta. Prowadzi to do konkurencji międzygatunkowej, która zwykle nie jest trudna i przyczynia się do wyraźnego wytyczenia nisz ekologicznych.
W ten sposób ekosystemy wdrażają prawo podobne do zasady wykluczania Pauliego w fizyce kwantowej: w danym układzie kwantowym więcej niż jeden fermion (cząstki o spinie połówkowym, takie jak elektrony, protony, neutrony itp.) nie mogą być w tym samym stan kwantowy. W ekosystemach zachodzi również kwantyzacja nisz ekologicznych, które zazwyczaj są wyraźnie zlokalizowane w stosunku do innych nisz ekologicznych. W obrębie danej niszy ekologicznej, to znaczy w populacji, która tę niszę zajmuje, następuje zróżnicowanie na bardziej prywatne nisze zajmowane przez każdą jednostkę, co determinuje status tej jednostki w życiu tej populacji.
Czy takie zróżnicowanie zachodzi na niższych poziomach hierarchii ustrojowej, na przykład na poziomie organizmu wielokomórkowego? Można tu również wyróżnić różne „typy” komórek i mniejsze „ciała”, których budowa determinuje ich funkcjonalne przeznaczenie wewnątrz organizmu. Niektóre z nich są nieruchome, ich kolonie tworzą narządy, których przeznaczenie ma sens tylko w odniesieniu do organizmu jako całości. Istnieją również mobilne organizmy proste, które zdają się żyć własnym „osobistym” życiem, które jednak w pełni zaspokaja potrzeby całego organizmu wielokomórkowego. Na przykład czerwone krwinki robią tylko to, co „mogą”: wiążą tlen w jednym miejscu i uwalniają go w innym. To jest ich „nisza ekologiczna”. Aktywność życiowa każdej komórki ciała jest zbudowana w taki sposób, że „żyjąc dla siebie”, działa jednocześnie na korzyść całego organizmu. Taka praca wcale nas nie męczy, tak jak nie męczy nas proces jedzenia, czy robienia tego, co kochamy (chyba, że to wszystko z umiarem). Komórki są ułożone w taki sposób, że po prostu nie mogą żyć inaczej, tak jak pszczoła nie może żyć bez zbierania nektaru i pyłku z kwiatów (prawdopodobnie sprawia jej to jakąś przyjemność).
Tak więc cała natura „od góry do dołu” zdaje się być przesiąknięta ideą zróżnicowania, która w ekologii ukształtowała się w pojęciu niszy ekologicznej, która w pewnym sensie jest podobna do narządu lub podsystemu jakiegoś żyjący organizm. Te „organy” same powstają pod wpływem środowiska zewnętrznego, to znaczy, że ich tworzenie podlega wymogom supersystemu, w naszym przypadku biosfery.
Wiadomo więc, że w podobnych warunkach tworzą się podobne ekosystemy z tym samym zestawem nisz ekologicznych, nawet jeśli te ekosystemy znajdują się w różnych obszarach geograficznych oddzielonych przeszkodami nie do pokonania. Najbardziej uderzającym przykładem w tym względzie jest żywy świat Australii, który przez długi czas rozwijał się oddzielnie od reszty świata lądowego. W ekosystemach Australii można zidentyfikować nisze funkcjonalne, które odpowiadają odpowiadającym im niszom ekosystemów na innych kontynentach. Nisze te są zajmowane przez te grupy biologiczne, które są obecne w faunie i florze danego obszaru, ale są podobnie wyspecjalizowane w tych samych funkcjach ekosystemu, które są charakterystyczne dla tej niszy ekologicznej. Takie typy organizmów nazywane są ekologicznie równoważnymi. Na przykład duże kangury z Australii są odpowiednikami bizonów i antylop z Ameryki Północnej (na obu kontynentach zwierzęta te są obecnie zastępowane głównie przez krowy i owce).
Podobne zjawiska w teorii ewolucji nazywamy paralelizmem. Bardzo często paralelizmowi towarzyszy zbieżność (zbieżność) wielu cech morfologicznych (od greckiego słowa morphe – forma). Tak więc pomimo tego, że cały świat został podbity przez zwierzęta roślinne, w Australii z jakiegoś powodu prawie wszystkie ssaki to torbacze, z wyjątkiem kilku gatunków zwierząt sprowadzonych znacznie później niż ukształtował się żywy świat Australii. Jednak spotyka się tu również kret torbacza, wiewiórkę torbacza, wilk torbacza itp. Wszystkie te zwierzęta są nie tylko funkcjonalnie, ale także morfologicznie podobne do odpowiadających im zwierząt naszych ekosystemów, chociaż nie ma między nimi związku.
Wszystko to świadczy na korzyść istnienia pewnego „programu” tworzenia ekosystemów w tych specyficznych warunkach. Cała materia, każda cząsteczka, której hologram przechowuje informacje o całym Wszechświecie, może działać jako „geny” przechowujące ten program. Informacja ta realizowana jest w świecie rzeczywistym w postaci praw przyrody, które przyczyniają się do tego, że różne elementy przyrody można łączyć w uporządkowane struktury wcale nie w dowolny sposób, ale w jedyny możliwy lub przynajmniej w kilka możliwych sposobów. Czyli np. cząsteczka wody, uzyskana z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru, ma taki sam kształt przestrzenny, niezależnie od tego, czy reakcja miała miejsce w naszym kraju, czy w Australii, choć według obliczeń Isaaca Asimova szansa jest tylko jedna. zrealizowanych z 60 mln. Prawdopodobnie coś podobnego dzieje się w przypadku tworzenia ekosystemów.
Tak więc w każdym ekosystemie istnieje pewien zestaw potencjalnie możliwych (wirtualnych) nisz ekologicznych ściśle ze sobą powiązanych, zaprojektowanych w celu zapewnienia integralności i trwałości ekosystemu. Ta wirtualna struktura jest rodzajem „biopola” tego ekosystemu, zawierającego „standard” jego rzeczywistej (rzeczywistej) struktury. I ogólnie rzecz biorąc, nie ma nawet znaczenia, jaka jest natura tego biopola: elektromagnetyczna, informacyjna, idealna czy inna. Ważny jest sam fakt jego istnienia.
W każdym naturalnie uformowanym ekosystemie, który nie doświadczył wpływu człowieka, wszystkie nisze ekologiczne są wypełnione. Nazywa się to zasadą obowiązku wypełniania nisz ekologicznych. Jego mechanizm opiera się na właściwości życia do gęstego wypełniania całej dostępnej mu przestrzeni (przez przestrzeń rozumiemy w tym przypadku hiperwolumen czynników środowiskowych). Jednym z głównych warunków zapewniających realizację tej zasady jest obecność wystarczającej różnorodności gatunkowej.
Liczba nisz ekologicznych i ich wzajemne powiązanie podporządkowane jest jednemu celowi funkcjonowania ekosystemu jako jednej całości, która posiada mechanizmy homeostazy (stabilności), wiązania i uwalniania energii oraz obiegu substancji. W rzeczywistości podsystemy każdego żywego organizmu skupiają się na tych samych celach, co po raz kolejny wskazuje na potrzebę zrewidowania tradycyjnego rozumienia terminu „istota żywa”. Tak jak żywy organizm nie może normalnie istnieć bez tego czy innego organu, tak ekosystem nie może być stabilny, jeśli wszystkie jego nisze ekologiczne nie są wypełnione. Dlatego ogólnie przyjęta definicja niszy ekologicznej podana powyżej najwyraźniej nie jest całkowicie poprawna. Wynika ona ze stanu życiowego danego organizmu (podejście redukcjonistyczne), podczas gdy na pierwszym miejscu należy postawić potrzeby ekosystemu w realizacji jego funkcji życiowych (podejście holistyczne). Określone gatunki organizmów mogą zapełnić daną niszę ekologiczną tylko wtedy, gdy odpowiada to ich stanowi życia. Innymi słowy, status życia to tylko „prośba” o niszę ekologiczną, ale jeszcze nie samą niszę. Tak więc niszę ekologiczną należy najwyraźniej rozumieć jako jednostkę strukturalną ekosystemu charakteryzującą się pewną funkcją niezbędną do zapewnienia żywotności ekosystemu i która w tym celu musi być koniecznie wypełniona organizmami o odpowiedniej specjalizacji morfologicznej.
Wniosek
Pozycja populacji w ekosystemie może być różna: od całkowitej dominacji (sosna zwyczajna w lesie sosnowym) do całkowitej zależności i podporządkowania (światłolubne trawy pod okapem lasu). Jednocześnie z jednej strony dąży do jak najpełniejszego przeprowadzenia swoich procesów życiowych we własnym interesie, a z drugiej strony automatycznie zapewnia żywotną aktywność innych populacji tej samej biocenozy, będąc jej składnikiem łańcucha pokarmowego, a także poprzez powiązania miejscowe, adaptacyjne i inne.
Tych. każda populacja, jako pełnoprawny przedstawiciel gatunku w ekosystemie, ma w nim swoje miejsce. Amerykański ekolog R. McIntosh nazwał to niszą ekologiczną.
Główne składniki nisz ekologicznych:
1. Specyficzne siedlisko (właściwości fizykochemiczne ekotopu i warunki klimatyczne);
2. Rola biocenotyczna (producent, konsument lub niszczyciel materii organicznej);
3. Pozycja na własnym poziomie troficznym (dominacja, współdominacja, podporządkowanie itp.);
4. Miejsce w łańcuchu pokarmowym;
5. Pozycja w systemie relacji biotycznych.
Innymi słowy, nisza ekologiczna to sfera żywotnej aktywności gatunku w ekosystemie. Ponieważ gatunek jest reprezentowany w ekosystemie przez jedną populację, oczywiste jest, że jest to populacja, która zajmuje w nim tę lub inną niszę ekologiczną. Gatunek w zasadzie zajmuje swoją niszę ekologiczną w globalnym ekosystemie - biosferze. Trudniejsze jest pytanie, czy dana osoba ma własną niszę ekologiczną. Nisza nie tylko jako część terytorium ekotopu, ale także jako swoista, własna i niepowtarzalna rola, determinowana jego zdolnością do walki o byt. W wielu przypadkach, ani praktycznie, ani teoretycznie, taką rolę można wyróżnić. Na przykład komar w chmurze komarów lub roślina pszenicy dowolnej odmiany w agrocenozie nie różnią się od siebie żadnymi istotnymi parametrami. W innych przypadkach obecność własnej niszy ekologicznej jest oczywista: lider w stadzie wilków, królowa pszczół w ulu pszczół itp. Oczywiste jest, że im bardziej zróżnicowana lub społecznie społeczność (populacja), tym wyraźniej ujawniają się oznaki nisz ekologicznych każdego osobnika. Najwyraźniej wyróżniają się i zarysowują we wspólnotach ludzkich: prezydent państwa, szef firmy, gwiazda muzyki pop i tak dalej. itp.
Tak więc w ogólnej ekologii nisze ekologiczne są uważane za rzeczywistość dla takich taksonów jak gatunek (podgatunek, odmiana) i populacja, a dla oddzielnych heterogenicznych zbiorowisk - dla osobnika. W zbiorowiskach jednorodnych, biorąc pod uwagę miejsce i rolę jednostek, całkiem możliwe jest użycie terminu mikronisza.
Literatura
1. Radkiewicz V.A. Ekologia.- Mn.: Wysz.szk., 1997, s. 107-108.
2. Solbrig O., Solbrig D. Biologia i ewolucja populacji. - M.: Mir, 1982.
3. Mirkin B.M. Czym są zbiorowiska roślinne. - M.: Nauka, 1986, s. 38-53.
4. Mamedov N.M., Surovegina I.T. Ekologia. - M.: School-Press, 1996, s. 106-111.
5. Szyłow I.A. Ekologia. - M.: Szkoła Wyższa, 2000, s. 389-393.
Synekologia zajmuje się badaniem relacji między osobnikami populacji różnych gatunków i ich zdolnością przystosowania się do warunków środowiskowych. Ekolodzy ustalili, że organizmy tworzące żywe społeczności są powiązane z pewnymi współrzędnymi przestrzennymi, w których oddziałują ze sobą oraz z częściami biosfery: wodą, glebą, atmosferą.
To miejsce w biogeocenozach ma nazwę - nisza ekologiczna. Przykłady rozważane w naszym artykule mają na celu udowodnienie, że jest on nieodłączny dla każdego gatunku biologicznego i jest konsekwencją interakcji organizmu z innymi osobnikami i czynnikami środowiskowymi.
Ekologiczne cechy gatunku
Wszyscy bez wyjątku w procesie filogenezy dostosowują się do określonych czynników abiotycznych. Ograniczają siedlisko populacji. Sposób, w jaki zbiorowisko organizmów oddziałuje ze środowiskiem i innymi populacjami, stanowi jego cechę ekologiczną, zwaną niszą ekologiczną. Przykładami zwierząt, których cykl życiowy występuje w różnych obszarach przestrzennych i troficznych biogeocenozy, są ważki należące do typu Stawonogi, klasa Owady. Dorosłe osobniki dorosłe, będące aktywnymi drapieżnikami, opanowały powłokę powietrzną, a ich larwy - najady oddychające skrzelami to hydrobionty.
Charakterystyka niszy ekologicznej gatunku
Autor klasycznej pracy „Podstawy ekologii” Y. Odum zaproponował termin „nisza ekologiczna”, którego używa do badania biotycznych relacji populacji na wszystkich poziomach jej organizacji. Według naukowca pozycja jednostki w dzikiej przyrodzie, czyli jej stan życia, jest niszą ekologiczną. Przykładem ilustrującym tę definicję jest zbiorowisko roślin zwane pionierami. Posiadają specjalne właściwości fizjologiczne i wegetatywne, które pozwalają im z łatwością podbijać wolne terytoria. Należą do nich perz rozłogowy. Tworzą pierwotne biocenozy, które zmieniają się w czasie. Odum miejsce organizmu w przyrodzie nazwał swoim adresem, a sposób życia - zawodem.
Model J. Hutchinson
Powróćmy ponownie do definicji terminu „nisza ekologiczna”. Przykładem ilustrującym to jest jeleń bielik, którego cykl życiowy związany jest z przestrzenią podkoronową - zaroślami wieloletnich krzewów. Służą zwierzęciu nie tylko jako źródło pożywienia, ale także jako ochrona. Model hiperwoluminowy obszaru biogeocenozy stworzony przez Hutchinsona jest komórką podtrzymującą życie dla jednostki populacji. Organizmy mogą w nim żyć przez długi czas, unikając środowiska zewnętrznego. Przeprowadzone przez niego badania naukowca na podstawie stworzonego modelu matematycznego dają wyobrażenie o optymalnych granicach istnienia zbiorowisk organizmów żywych w ekosystemach.
Zasada gause
Nazywana jest również regułą konkurencyjnego wykluczenia i jest używana do opisania dwóch form walki o byt - wewnątrzgatunkowej i międzygatunkowej, badanej jeszcze w XIX wieku przez Karola Darwina. Jeżeli populacje mają pokrywające się potrzeby, np. troficzne (czyli wspólne źródło pokarmu) lub przestrzenne (nakładające się siedliska – zasięgi), od których zależy ich liczebność, to czas współistnienia takich zbiorowisk jest ograniczony. Doprowadzi to ostatecznie do wypędzenia (wyparcia się z mniej przystosowanej populacji) i przesiedlenia bardziej przystosowanych i szybko rozmnażających się organizmów innego gatunku.
Na przykład osobniki tego gatunku stopniowo zastępowały populacje czarnych szczurów. Obecnie jest ich niewiele i żyją w pobliżu zbiorników wodnych. Pojęcie „niszy ekologicznej” charakteryzują trzy parametry. Przykład wyjaśniający to stwierdzenie rozważaliśmy już wcześniej, a mianowicie: gatunek szczura szarego osiadły wszędzie (rozmieszczenie przestrzenne), jest wszystkożerny (racja pokarmowa) i poluje zarówno w dzień, jak iw nocy (rozdzielenie czynności w czasie).
Kolejny przykład charakteryzujący zasadę wykluczenia konkurencyjnego: pierwsi osadnicy, którzy przybyli do Australii, przywieźli ze sobą populacje europejskich pszczół. W związku z rozwojem pszczelarstwa liczebność tych owadów gwałtownie wzrosła i stopniowo zastępowały one rodzimą pszczołę australijską z obszarów jej stałego siedliska, co postawiło ten gatunek na skraju wyginięcia.
Podobny przypadek miał miejsce z populacjami królika domowego, wprowadzonymi przez tych samych odkrywców kontynentów. Obfitość pożywienia, doskonałe warunki klimatyczne i brak konkurencji sprawiły, że osobniki tego gatunku zaczęły chwytać siedliska innych populacji i rozmnażać się w takich ilościach, że zaczęły niszczyć uprawy.
Miejsce gatunku biologicznego w ekosystemie
Kontynuujmy odpowiadanie na pytanie, czym jest nisza ekologiczna. Przykładem, który daje najbardziej kompletną odpowiedź, jest stan życia rośliny koniczyny czerwonej. Jej obszarem dystrybucji jest Europa, Afryka Północna, Azja Środkowa. Populacje rozwijają się optymalnie na dostatecznie wilgotnych łąkach, w temperaturach +12...+21 °С. Tworzą wieloletnie zioła lub ściółkę leśną i są producentami w łańcuchach pokarmowych biogeocenozy.
Doktryna nisz ekologicznych
Optymalna i realna przestrzeń dla istnienia populacji
Przypomnijmy, że całość powiązań organizmów z osobnikami innych populacji oraz z warunkami środowiskowymi jest niszą ekologiczną. Przykład glebowych bakterii saprotroficznych, które żywią się martwą materią organiczną i oczyszczają ziemię, a także poprawiają jej właściwości agrochemiczne, potwierdza powstawanie dużej liczby wiązań biotycznych z innymi mieszkańcami gleby: larwami owadów, korzeniami roślin, grzybami. Aktywność życiowa bakterii glebowych zależy bezpośrednio od temperatury i wilgotności gleby, jej składu fizycznego i chemicznego.
Pozostali mieszkańcy - nitryfikacyjne bakterie chemotroficzne - tworzą stabilne z populacjami roślin z rodziny motylkowatych: lucerna, wyka siewna, łubin. Wszystkie powyższe parametry, zarówno biotyczne, jak i środowiskowe, składają się na realizowaną niszę ekologiczną bakterii. Jest to część potencjalnej (fundamentalnej niszy) biogeocenozy, która jest zespołem optymalnych warunków, w których gatunek mógłby istnieć w nieskończoność.
Zasady obowiązkowego wypełniania wielowymiarowego obszaru ekosystemu
Jeśli biogeocenoza przeszła ostry wpływ ekstremalnych zjawisk abiotycznych, na przykład pożarów, powodzi, trzęsień ziemi czy negatywnej działalności człowieka, niektóre jej obszary stają się wolne, czyli pozbawione żyjących tu wcześniej populacji roślinnych i zwierzęcych. Pojawienie się nowych form życia – sukcesja – prowadzi do zmiany tej części biogeocenozy, której nazwa to ekologiczna nisza roślin. Przykłady jego zasiedlenia po pożarze wskazują, że las liściasty jest zastępowany jednoletnimi roślinami zielnymi o wysokiej energii wegetatywnej: wierzbowcem, wierzbowcem, podbiałem i innymi, czyli opuszczona część przestrzeni jest natychmiast zasiedlana przez populacje nowych gatunków.
W tym artykule szczegółowo przeanalizowaliśmy taką koncepcję, jak ekologiczna nisza ciała. Rozważane przez nas przykłady potwierdzają, że jest to wielowymiarowy kompleks przystosowany do optymalnych warunków życia populacji roślin i zwierząt.
