Nisza ekologiczna organizmów. Co to jest nisza ekologiczna: przykład. Opis niszy ekologicznej organizmu: przykłady Przesłanie na temat nisz ekologicznych zbiorowości

Na każdy organizm w trakcie swojego istnienia wpływają różne warunki środowiskowe. Mogą to być czynniki przyrody ożywionej lub nieożywionej. Pod ich wpływem, poprzez adaptację, każdy gatunek zajmuje swoje miejsce - własną niszę ekologiczną.

ogólna charakterystyka

Ogólna charakterystyka komórki zajmowanej przez zwierzę lub roślinę polega na zdefiniowaniu i opisaniu jej modelu.

Nisza ekologiczna to miejsce zajmowane przez gatunek lub indywidualny organizm w biocenozie. Określa się go biorąc pod uwagę zespół powiązań biocenotycznych, czynniki abiotyczne i biotyczne siedliska. Istnieje wiele interpretacji tego terminu. Według definicji różnych naukowców nisza ekologiczna nazywana jest również przestrzenną lub troficzną. Dzieje się tak dlatego, że osiedlając się w swojej celi, jednostka zajmuje potrzebne mu terytorium i tworzy własne łańcuchy pokarmowe.

Obecnie dominuje model hiperobjętościowy stworzony przez J. E. Hutchence’a. Jest to sześcian, na jego osiach znajdują się czynniki środowiskowe, które mają swój własny zasięg (wartościowość). Naukowiec podzielił nisze na 2 grupy:

• Podstawowe to te, które stwarzają optymalne warunki i są wyposażone w zasoby niezbędne do utrzymania życia populacji.
• Realizowany. Mają szereg właściwości, które są określane przez konkurujące gatunki.

Charakterystyka nisz ekologicznych

Charakterystyka nisz ekologicznych obejmuje trzy główne elementy:

• Charakterystyka behawioralna to sposób, w jaki dany typ reaguje na bodźce. A także sposób, w jaki zdobywa pożywienie, cechy schronienia przed wrogami, zdolność przystosowania się do czynników abiotycznych (na przykład zdolność wytrzymywania zimna lub ciepła).
• Charakterystyka przestrzenna. Są to współrzędne lokalizacji populacji. Na przykład pingwiny żyją na Antarktydzie, Nowej Zelandii i Ameryce Południowej.
• Tymczasowy. Opisuje aktywność gatunków w określonym przedziale czasu: dzień, rok, pora roku.

Zasada wykluczenia konkurencyjnego

Zasada wykluczenia konkurencyjnego głosi, że nisz ekologicznych jest tyle, ile gatunków różnych organizmów. Jego autorem jest słynny naukowiec Gause. Odkrył wzorce podczas pracy z różnymi gatunkami orzęsków. Naukowiec najpierw hodował organizmy w monokulturze, badając ich zagęszczenie i sposób żywienia, a następnie połączył gatunki do hodowli w jednym pojemniku. Zauważono, że liczebność każdego gatunku znacznie się zmniejszyła, a w wyniku walki o pożywienie każdy organizm zajmował własną niszę ekologiczną.

Nie może być tak, że dwa różne gatunki zajmują tę samą komórkę w biocenozie. Aby zostać zwycięzcą w tej rywalizacji, jeden z gatunków musi mieć jakąś przewagę nad drugim, być bardziej przystosowany do czynników środowiskowych, gdyż nawet bardzo podobne gatunki zawsze mają pewne różnice.

Prawo stałości

Prawo stałości opiera się na teorii, że biomasa wszystkich organizmów na planecie powinna pozostać niezmieniona. Oświadczenie to potwierdził V.I. On, twórca doktryny biosfery i noosfery, był w stanie udowodnić, że wraz ze wzrostem lub spadkiem liczby organizmów w jednej niszy jest to koniecznie kompensowane w innej.

Oznacza to, że wymarły gatunek zostaje zastąpiony przez inny, który łatwo i szybko potrafi przystosować się do warunków środowiskowych i zwiększyć swoją liczebność. Lub odwrotnie, wraz ze znacznym wzrostem liczby niektórych organizmów, liczba innych maleje.

Obowiązkowa zasada ukończenia

Obowiązkowa zasada napełniania stanowi, że nisza ekologiczna nigdy nie pozostaje pusta. Kiedy z jakiegoś powodu jakiś gatunek wymiera, inny natychmiast zajmuje jego miejsce. Organizm zamieszkujący komórkę bierze udział w konkurencji. Jeżeli okaże się słabszy, zostaje zmuszony do opuszczenia terytorium i poszukiwania innego miejsca na osiedlenie się.

Sposoby współżycia organizmów

Sposoby współżycia organizmów można podzielić na pozytywne - takie, które przynoszą korzyść wszystkim organizmom, oraz negatywne, które przynoszą korzyść tylko jednemu gatunkowi. Te pierwsze nazywane są „symbiozą”, drugie – „mutualizmem”.

Komensalizm to związek, w którym organizmy nie szkodzą sobie nawzajem, ale też nie pomagają. Może być wewnątrzgatunkowy i międzygatunkowy.

Amensalizm to międzygatunkowy sposób współistnienia, w którym jeden gatunek jest uciskany przez inny. Jednocześnie jeden z nich nie otrzymuje wymaganej ilości składników odżywczych, przez co jego wzrost i rozwój spowalniają.

Drapieżnictwo – gatunki drapieżne stosujące ten sposób współistnienia żerują na ciałach ofiar.

Konkurencja może mieć miejsce w obrębie jednego gatunku lub pomiędzy różnymi gatunkami. Pojawia się, gdy organizmy potrzebują tego samego pożywienia lub terytorium z optymalnymi dla nich warunkami klimatycznymi.

Ewolucja nisz ekologicznych człowieka

Ewolucja ludzkich nisz ekologicznych rozpoczęła się wraz z okresem istnienia archantropów. Prowadzili zbiorowy tryb życia, korzystając jedynie z tych bogactw natury, które były dla nich maksymalnie dostępne. Spożycie pokarmu zwierzęcego w tym okresie istnienia zostało ograniczone do minimum. Aby szukać pożywienia, archantropy musiały zagospodarować duże obszary żerowania.

Po opanowaniu przez człowieka narzędzi pracy ludzie zaczęli polować, wywierając w ten sposób znaczący wpływ na środowisko. Gdy tylko człowiek uzyskał ogień, przechodził do następnego etapu rozwoju. Po wzroście liczby ludności rolnictwo powstało jako jeden ze sposobów przystosowania się do niedoborów żywności w miejscach, gdzie zasoby naturalne zostały niemal wyczerpane w wyniku intensywnego łowiectwa i zbieractwa. W tym samym okresie rozwinęła się hodowla bydła. Doprowadziło to do siedzącego trybu życia.

Następnie narodziła się koczownicza hodowla bydła. W wyniku koczowniczej działalności człowieka wyczerpuje się ogromna ilość pastwisk, co zmusza nomadów do przemieszczania się i zagospodarowywania coraz to nowych ziem.

Nisza ekologiczna człowieka

Nisza ekologiczna człowieka zmienia się wraz ze zmianami w sposobie życia ludzi. Homo sapiens różni się od innych organizmów żywych zdolnością artykułowania mowy, abstrakcyjnym myśleniem oraz wysokim poziomem rozwoju kultury materialnej i niematerialnej.

Człowiek jako gatunek biologiczny był rozmieszczony w tropikach i subtropikach, w miejscach, gdzie wysokość nad poziomem morza dochodziła do 3-3,5 km. Ze względu na pewne cechy człowieka, jego siedlisko znacznie się powiększyło. Natomiast jeśli chodzi o podstawową niszę ekologiczną, to pozostaje ona praktycznie niezmieniona. Życie człowieka poza pierwotną przestrzenią staje się bardziej skomplikowane; musi on stawić czoła różnym niekorzystnym czynnikom. Jest to możliwe nie tylko poprzez proces adaptacji, ale także poprzez wynalezienie różnych mechanizmów i urządzeń ochronnych. Na przykład człowiek wynalazł różne typy systemów grzewczych, aby walczyć z takim czynnikiem abiotycznym, jak zimno.

Można zatem stwierdzić, że nisza ekologiczna jest zajmowana przez każdy organizm po zawodach i przestrzega określonych zasad. Musi mieć optymalną powierzchnię, odpowiednie warunki klimatyczne i być zaopatrzony w organizmy żywe, będące częścią łańcucha pokarmowego gatunku dominującego. Wszystkie żywe istoty znajdujące się w niszy z konieczności wchodzą w interakcję.

Zostawił odpowiedź Gość

Nisza ekologiczna to miejsce zajmowane przez gatunek w biocenozie, obejmujące zespół jego powiązań biocenotycznych i wymagań wobec czynników środowiskowych. Termin ukuł w 1914 r. J. Grinnell, a w 1927 r. Charles Elton.
Nisza ekologiczna to suma czynników istnienia danego gatunku, z których głównym jest jego miejsce w łańcuchu pokarmowym.
Niszą ekologiczną może być:
podstawowy - określony przez kombinację warunków i zasobów, które pozwalają gatunkowi utrzymać żywotną populację;
zrealizowane - o których właściwościach decydują konkurujące gatunki.
Różnica ta podkreśla, że ​​konkurencja międzygatunkowa prowadzi do zmniejszenia płodności i żywotności oraz że może istnieć część podstawowej niszy ekologicznej, w której gatunek w wyniku konkurencji międzygatunkowej nie jest już w stanie pomyślnie żyć i rozmnażać się.

Nisza ekologiczna nie może być pusta. Jeśli w wyniku wyginięcia gatunku nisza opustoszeje, natychmiast zostaje wypełniona przez inny gatunek.
Siedlisko składa się zwykle z odrębnych obszarów („płat”), na których panują korzystne i niekorzystne warunki; miejsca te są często dostępne tylko tymczasowo i pojawiają się w sposób nieprzewidywalny zarówno w czasie, jak i przestrzeni.
W wielu biotopach w sposób nieprzewidywalny pojawiają się puste obszary lub „luki” siedliskowe. Pożary lub osunięcia ziemi mogą prowadzić do powstawania nieużytków w lasach; burza może odsłonić otwarty obszar brzegu morza, a żarłoczne drapieżniki w dowolnym miejscu mogą eksterminować potencjalne ofiary. Te opuszczone obszary są niezmiennie ponownie zaludniane. Jednak pierwszymi osadnikami niekoniecznie będą te gatunki, które będą w stanie skutecznie konkurować z innymi gatunkami i je wypierać w długim okresie czasu. Dlatego możliwe jest współistnienie gatunków przejściowych i konkurencyjnych, o ile z odpowiednią częstotliwością pojawiają się obszary niezamieszkane. Gatunek przejściowy jest zwykle pierwszym, który kolonizuje pusty obszar, kolonizuje go i rozmnaża się. Bardziej konkurencyjny gatunek kolonizuje te obszary powoli, ale gdy kolonizacja się rozpocznie, z czasem pokonuje gatunki przejściowe i rozmnaża się.

Badanie nisz ekologicznych ma ogromne znaczenie praktyczne. Wprowadzając obce gatunki do lokalnej flory i fauny, należy dowiedzieć się, jaką niszę ekologiczną zajmują w swojej ojczyźnie i czy będą miały konkurencję w miejscach introdukcji. Szerokie rozpowszechnienie piżmaków w Europie i Azji tłumaczy się właśnie brakiem gryzoni o podobnym trybie życia w tych regionach.

W przypadku gatunków pokrewnych żyjących razem nisze ekologiczne są bardzo dobrze wytyczone. Zatem kopytne pasące się na afrykańskich sawannach korzystają z pożywienia z pastwisk na różne sposoby: zebry zrywają głównie wierzchołki traw, gnu żywią się tym, co zostawiają dla nich zebry, gazele zrywają najniższe trawy, a antylopy topi zadowalają się suchymi łodygami pozostawionymi przez inne zwierzęta. roślinożercy. Dzięki podziałowi nisz wzrasta całkowita bioproduktywność tak złożonego stada pod względem składu gatunkowego. Stado chłopskie składające się z krów, owiec i kóz wykorzystuje łąki i pastwiska znacznie efektywniej z ekologicznego punktu widzenia niż stado jednogatunkowe jest najmniej efektywnym sposobem gospodarowania.
Dla reprodukcji i długotrwałego istnienia wielu gatunków zwierząt ogromne znaczenie ma wytyczenie nisz na różnych etapach ontogenezy: gąsienice i postacie dorosłe lepidoptera, larwy i chrząszcze chrząszcza majowego, kijanki i dorosłe żaby nie konkurują ze sobą inne, ponieważ różnią się siedliskiem i są częścią różnych łańcuchów pokarmowych.
Konkurencja międzygatunkowa prowadzi do zawężenia niszy ekologicznej i nie pozwala na ujawnienie się jej potencjału. Przeciwnie, konkurencja wewnątrzgatunkowa przyczynia się do poszerzania niszy ekologicznej. Ze względu na wzrost liczby gatunków rozpoczyna się korzystanie z dodatkowego pożywienia, rozwój nowych siedlisk i powstawanie nowych połączeń biocenotycznych

Nisza ekologiczna — miejsce gatunku w biogeocenozie, zdeterminowane jego potencjałem biotycznym i ogółem czynników środowiskowych, do których jest on przystosowany. To nie tylko fizyczna przestrzeń zajmowana przez organizm, ale także jego funkcjonalna rola w społeczeństwie (pozycja w łańcuchu pokarmowym) i jego miejsce względem czynników zewnętrznych.

W strukturze niszy ekologicznej wyróżnia się 3 elementy:

1. Nisza przestrzenna (siedlisko) to „adres” organizmu;
2. Nisza troficzna – charakterystyczne zwyczaje żerowania i rola gatunku w zbiorowisku – „zawód”;
3. Wielowymiarowa (hiperwymiarowa) nisza ekologiczna to zakres wszystkich warunków, w jakich żyje i rozmnaża się jednostka lub populacja.

Wyróżnić podstawowa (potencjalna) nisza, które organizm lub gatunek mógłby zajmować przy braku konkurencji, drapieżniki, w których warunki abiotyczne są optymalne; I zrealizowana nisza- rzeczywisty zakres warunków istnienia organizmu, który jest mniejszy lub równy niszy podstawowej.

Zasada obowiązkowego wypełniania niszy ekologicznej.
Pusta nisza ekologiczna jest zawsze i zawsze naturalnie wypełniona. W nasyconych biogeocenozach zasoby życiowe są wykorzystywane najpełniej - zajęte są w nich wszystkie nisze ekologiczne. W biogeocenozach nienasyconych zasoby życiowe są częściowo wykorzystywane, charakteryzują się one występowaniem wolnych nisz ekologicznych.

Powielanie ekologiczne- zajęcie opuszczonej niszy ekologicznej przez inny gatunek, zdolny do pełnienia w zbiorowisku tych samych funkcji, co gatunek wymarły. Wynika z tego, że znając rozmieszczenie gatunków według nisz ekologicznych w zbiorowisku oraz parametry każdej niszy ekologicznej, można z góry opisać, które gatunki będą mogły zająć daną niszę w przypadku jej opustoszenia.

Dywersyfikacja środowiskowa- zjawisko podziału niszy ekologicznej w wyniku konkurencji międzygatunkowej. Odbywa się to według trzech parametrów:
- według układu przestrzennego
- zgodnie z dietą
- zgodnie z rozkładem aktywności w czasie.
W wyniku dywersyfikacji następuje zmiana cech – osobniki dwóch blisko spokrewnionych gatunków są do siebie bardziej podobne w tych częściach swojego zasięgu, gdzie występują osobno, niż na obszarach, gdzie żyją razem.

Charakterystyka niszy ekologicznej:
1. Szerokość
2. Nakładanie się danej niszy na sąsiednie

Szerokość niszy ekologicznej- parametr względny, który ocenia się poprzez porównanie z szerokością niszy ekologicznej innych gatunków. Eurybionty mają zwykle szersze nisze ekologiczne niż stenobionty. Jednak ta sama nisza ekologiczna może mieć różne szerokości w różnych kierunkach: na przykład w rozmieszczeniu przestrzennym, połączeniach żywnościowych itp.

Nakładanie się niszy ekologicznej występuje, gdy różne gatunki korzystają z tych samych zasobów, żyjąc razem. Nakładanie się może być całkowite lub częściowe, w zależności od jednego lub więcej parametrów niszy ekologicznej.

Jeżeli nisze ekologiczne organizmów dwóch gatunków bardzo się od siebie różnią, to gatunki te, mając to samo siedlisko, nie konkurują ze sobą (ryc. 3).

Jeżeli nisze ekologiczne częściowo się pokrywają (ryc. 2), wówczas ich wspólne współistnienie będzie możliwe dzięki obecności specyficznych adaptacji u każdego gatunku.

Jeśli nisza ekologiczna jednego gatunku obejmuje niszę ekologiczną innego gatunku (ryc. 1), wówczas następuje intensywna konkurencja, a dominujący konkurent wypiera rywala na peryferie strefy przystosowania.

Konkurencja ma istotne konsekwencje dla środowiska. W naturze osobniki każdego gatunku podlegają jednocześnie konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Międzygatunkowy w swoich konsekwencjach jest przeciwieństwem wewnątrzgatunkowego, ponieważ zawęża obszar siedlisk oraz ilość i jakość niezbędnych zasobów środowiska.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa przyczynia się do terytorialnego rozmieszczenia gatunków, czyli poszerzania przestrzennej niszy ekologicznej. Końcowym rezultatem jest stosunek konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Jeżeli konkurencja międzygatunkowa jest większa, wówczas zasięg danego gatunku zmniejsza się do obszaru o optymalnych warunkach i jednocześnie wzrasta specjalizacja gatunku.

2
Wstęp.
W pracy poruszany jest temat „Nisz ekologiczne”. Nisza ekologiczna to miejsce zajmowane przez gatunek (a dokładniej jego populację) w zbiorowisku, zespół jego powiązań biocenotycznych i wymagania wobec abiotycznych czynników środowiskowych. Termin ten został ukuty w 1927 roku przez Charlesa Eltona.
Nisza ekologiczna to suma czynników istnienia danego gatunku, z których głównym jest jego miejsce w łańcuchu pokarmowym.
Celem pracy jest rozpoznanie istoty pojęcia „nisza ekologiczna”.
Cele badania wynikają z postawionego sobie celu:
- podać koncepcję niszy ekologicznej;
- analizować cechy nisz ekologicznych;
- rozważyć nisze ekologiczne gatunków w zbiorowiskach.
Nisza ekologiczna to pozycja zajmowana przez gatunek w zbiorowisku. Wzajemne oddziaływanie danego gatunku (populacji) z partnerami w społeczności, której jest członkiem, determinuje jego miejsce w obiegu substancji wyznaczanym przez pożywienie i stosunki konkurencyjne w biocenozie. Termin „nisza ekologiczna” zaproponował amerykański naukowiec J. Grinnell (1917). Interpretację niszy ekologicznej jako pozycji gatunku w celu żerowania jednej lub kilku biocenoz podał angielski ekolog C. Elton (1927). Taka interpretacja pojęcia niszy ekologicznej pozwala na ilościowy opis niszy ekologicznej dla każdego gatunku lub dla jego poszczególnych populacji. Aby to zrobić, porównaj liczebność gatunku (liczbę osobników lub biomasę).
3
wskaźniki temperatury, wilgotności lub innego czynnika środowiskowego. W ten sposób można określić optymalną strefę oraz granice odchyleń tolerowanych przez typ – maksimum i minimum każdego współczynnika lub zbioru czynników. Z reguły każdy gatunek zajmuje pewną niszę ekologiczną, do której dostosowuje się w trakcie rozwoju ewolucyjnego. Miejsce zajmowane przez gatunek (jego populację) w przestrzeni (przestrzenna nisza ekologiczna) częściej nazywane jest siedliskiem.
Przyjrzyjmy się bliżej niszom ekologicznym.

1. Nisza ekologiczna
Każdy rodzaj organizmu jest przystosowany do określonych warunków życia i nie może dowolnie zmieniać swojego siedliska, diety, czasu karmienia, miejsca rozrodu, schronienia itp. Cały zespół powiązań z tymi czynnikami determinuje miejsce, jakie natura przyznała danemu organizmowi i rolę, jaką musi ona odgrywać w ogólnym procesie życiowym. Wszystko to łączy się w koncepcję nisza ekologiczna.
1.1.Pojęcie niszy ekologicznej.
Przez niszę ekologiczną rozumie się miejsce organizmu w przyrodzie i cały sposób jego życiowej aktywności, jego status życiowy, utrwalony w jego organizacji i adaptacjach.
W różnym czasie pojęciu niszy ekologicznej przypisywano różne znaczenia. Początkowo słowo „nisza” oznaczało podstawową jednostkę rozmieszczenia gatunku w przestrzeni ekosystemu, podyktowaną strukturalnymi i
4
instynktowne ograniczenia tego typu. Na przykład wiewiórki żyją na drzewach, łosie na ziemi, niektóre gatunki ptaków gniazdują na gałęziach, inne w zagłębieniach itp. Tutaj pojęcie niszy ekologicznej jest interpretowane głównie jako siedlisko, czyli nisza przestrzenna. Później terminowi „nisza” nadano znaczenie „stanu funkcjonalnego organizmu w społeczności”. Dotyczyło to głównie miejsca danego gatunku w strukturze troficznej ekosystemu: rodzaju pożywienia, czasu i miejsca żerowania, kto jest drapieżnikiem dla danego organizmu itp. Nazywa się to obecnie niszą troficzną. Następnie wykazano, że niszę można uznać za swego rodzaju hiperobjętość w wielowymiarowej przestrzeni budowanej w oparciu o czynniki środowiskowe. Ta hiperobjętość ograniczała zakres czynników, w których dany gatunek mógłby istnieć (nisza hiperwymiarowa).
Oznacza to, że we współczesnym rozumieniu niszy ekologicznej można wyróżnić co najmniej trzy aspekty: przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm w przyrodzie (siedlisko), jej związek z czynnikami środowiskowymi i sąsiadującymi organizmami żywymi (połączenia), a także jego funkcjonalną rolę w ekosystemie. Wszystkie te aspekty przejawiają się w budowie organizmu, jego adaptacjach, instynktach, cyklach życiowych, „zainteresowaniach” życiowych itp. Prawo organizmu do wyboru swojej niszy ekologicznej ograniczają dość wąskie ramy przypisane mu od urodzenia. Jednak jego potomkowie mogą zająć inne nisze ekologiczne, jeśli zajdą w nich odpowiednie zmiany genetyczne.
1.2. Szerokość i zachodzenie na siebie nisz.
Wykorzystując koncepcję niszy ekologicznej, regułę wykluczenia konkurencyjnego Gause'a można przeformułować w następujący sposób: dwa różne gatunki nie mogą zajmować przez długi czas tej samej niszy ekologicznej ani nawet wejść do tego samego ekosystemu; jedno z nich musi albo umrzeć, albo
5
zmienić i zająć nową niszę ekologiczną. Nawiasem mówiąc, konkurencja wewnątrzgatunkowa jest często znacznie zmniejszona, właśnie dlatego, że na różnych etapach cyklu życiowego wiele organizmów zajmuje różne nisze ekologiczne. Na przykład kijanka jest roślinożercą, a dorosłe żaby żyjące w tym samym stawie są drapieżnikami. Inny przykład: owady w stadium larwalnym i dorosłym.
Na jednym obszarze ekosystemu może żyć duża liczba organizmów różnych gatunków. Mogą to być gatunki blisko spokrewnione, jednak każdy z nich musi zajmować własną, unikalną niszę ekologiczną. W tym przypadku gatunki te nie wchodzą w relacje konkurencyjne i w pewnym sensie stają się wobec siebie neutralne. Często jednak nisze ekologiczne różnych gatunków mogą pokrywać się co najmniej w jednym aspekcie, na przykład siedlisku lub diecie. Prowadzi to do konkurencji międzygatunkowej, która zwykle nie jest ostra i przyczynia się do wyraźnego wytyczenia nisz ekologicznych. Aby scharakteryzować niszę, zwykle stosuje się dwa standardowe pomiary - szerokość niszy i zachodzenie niszy na sąsiednie nisze.
Szerokość niszy odnosi się do gradientów lub zasięgu działania jakiegoś czynnika środowiskowego, ale tylko w obrębie danej hiperprzestrzeni. Szerokość niszy można określić na podstawie intensywności oświetlenia, długości łańcucha troficznego i intensywności działania dowolnego czynnika abiotycznego. Przez nakładanie się nisz ekologicznych rozumiemy zarówno nakładanie się szerokości nisz, jak i nakładanie się hiperobjętości.Szerokość niszy ekologicznej jest parametrem względnym, który ocenia się w porównaniu z szerokością niszy ekologicznej innych gatunków. Eurybionty mają zwykle szersze nisze ekologiczne niż stenobionty. Jednak ta sama nisza ekologiczna może mieć różne szerokości w zależności od różnych
6
kierunki: np. poprzez rozmieszczenie przestrzenne, powiązania żywnościowe itp.
Nakładanie się nisz ekologicznych ma miejsce, gdy różne gatunki żyją razem i korzystają z tych samych zasobów. Nakładanie się może być całkowite lub częściowe, w zależności od jednego lub większej liczby parametrów niszy ekologicznej.

Jeżeli nisze ekologiczne organizmów dwóch gatunków bardzo się od siebie różnią, to gatunki te, mając to samo siedlisko, nie konkurują ze sobą (ryc. 3).

Jeżeli nisze ekologiczne częściowo się pokrywają (ryc. 2), wówczas ich wspólne współistnienie będzie możliwe dzięki obecności specyficznych adaptacji u każdego gatunku.

Jeśli nisza ekologiczna jednego gatunku obejmuje niszę ekologiczną innego gatunku (ryc. 1), wówczas następuje intensywna konkurencja, a dominujący konkurent wypiera rywala na peryferie strefy przystosowania.
Konkurencja ma istotne konsekwencje dla środowiska. W naturze osobniki każdego gatunku podlegają jednocześnie konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Międzygatunkowość w swoich konsekwencjach
7
jest przeciwieństwem wewnątrzgatunkowym, ponieważ zawęża obszar siedlisk oraz ilość i jakość niezbędnych zasobów środowiska. Konkurencja wewnątrzgatunkowa przyczynia się do terytorialnego rozmieszczenia gatunków, czyli poszerzania przestrzennej niszy ekologicznej. Końcowym rezultatem jest stosunek konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Jeżeli konkurencja międzygatunkowa jest większa, wówczas zasięg danego gatunku zmniejsza się do obszaru o optymalnych warunkach i jednocześnie wzrasta specjalizacja gatunku.

1.3. Zróżnicowanie niszowe.
Zatem w ekosystemach realizowane jest prawo podobne do zasady wykluczenia Pauliego w fizyce kwantowej: w danym układzie kwantowym nie może istnieć więcej niż jeden fermion (cząstki o spinie półcałkowitym, takie jak elektrony, protony, neutrony itp.) w tym samym stanie kwantowym). W ekosystemach następuje również kwantyzacja nisz ekologicznych, które są zwykle wyraźnie zlokalizowane w stosunku do innych nisz ekologicznych. W obrębie danej niszy ekologicznej, czyli w obrębie populacji zamieszkującej tę niszę, zróżnicowanie przebiega dalej w kierunku bardziej specyficznych.
8
nisze zajmowane przez każdą konkretną jednostkę, co określa status tej jednostki w życiu danej populacji.
Czy podobne zróżnicowanie zachodzi na niższych poziomach hierarchii ustrojowej, np. na poziomie organizmu wielokomórkowego? Tutaj także możemy rozróżnić różne „typy” komórek i mniejsze „ciała”, których budowa decyduje o ich przeznaczeniu funkcjonalnym w organizmie. Niektóre z nich są nieruchome, ich kolonie tworzą narządy, których przeznaczenie ma sens tylko w odniesieniu do organizmu jako całości. Istnieją również mobilne proste organizmy, które zdają się prowadzić własne „osobiste” życie, co jednak w pełni zaspokaja potrzeby całego organizmu wielokomórkowego. Na przykład czerwone krwinki robią tylko to, co „mogą”: wiążą tlen w jednym miejscu i w innym miejscu jest uwalniany. To jest ich „nisza ekologiczna”. Aktywność życiowa każdej komórki organizmu jest tak skonstruowana, że ​​„żyjąc dla siebie”, jednocześnie działa na korzyść całego organizmu. Taka praca wcale nas nie męczy, tak jak nie męczy nas proces jedzenia czy robienia tego, co kochamy (o ile oczywiście wszystko to odbywa się z umiarem). Komórki są tak zaprojektowane, że po prostu nie mogą żyć inaczej, tak jak pszczoła nie może żyć bez zbierania nektaru i pyłku z kwiatów (zapewne sprawia jej to jakąś przyjemność).
Tym samym cała przyroda „od dołu do góry” zdaje się przesiąknięta ideą zróżnicowania, która w ekologii uformowała się w koncepcji niszy ekologicznej, która w pewnym sensie jest analogiczna do narządu czy podsystemu żywy organizm. Same te „organy” powstają pod wpływem środowiska zewnętrznego, to znaczy ich powstawanie podlega wymaganiom supersystemu, w naszym przypadku - biosfery.

9
1.4. Ewolucja nisz.
Wiadomo, że w podobnych warunkach tworzą się ekosystemy podobne do siebie, posiadające ten sam zestaw nisz ekologicznych, nawet jeśli ekosystemy te są zlokalizowane na 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 australijskich można zidentyfikować nisze funkcjonalne, które są równoważne odpowiednim niszom ekosystemów na innych kontynentach. Nisze te okazują się być zajęte przez te grupy biologiczne, które występują w faunie i florze danego obszaru, ale w podobny sposób wyspecjalizowane są w tych samych funkcjach w ekosystemie, które są charakterystyczne dla danej niszy ekologicznej. Tego typu organizmy nazywane są ekologicznie równoważnymi. Na przykład duże kangury Australii są odpowiednikiem żubrów i antylop Ameryki Północnej (na obu kontynentach zwierzęta te są obecnie zastępowane głównie przez krowy i owce). Takie zjawiska w teorii ewolucji nazywane są paralelizmem. Bardzo często równoległości towarzyszy zbieżność (zbieżność) wielu cech morfologicznych (od greckiego słowa morphe - forma). Tak więc, pomimo tego, że zwierzęta podeszwowe podbiły cały świat, z jakiegoś powodu w Australii prawie wszystkie ssaki są torbaczami, z wyjątkiem kilku gatunków zwierząt sprowadzonych znacznie później, niż ostatecznie ukształtował się żywy świat Australii. Jednak są tu także krety torbacze, wiewiórki torbacze, wilki torbacze itp. Wszystkie te zwierzęta są nie tylko funkcjonalnie, ale także morfologicznie podobne do odpowiednich zwierząt naszych ekosystemów, chociaż nie ma między nimi żadnego związku. Wszystko to świadczy o istnieniu w tych specyficznych „programie” tworzenia ekosystemów
10
warunki. Cała materia może działać jako „geny” przechowujące ten program, którego każda cząstka hologramowo przechowuje informacje o całym Wszechświecie. Informacje te realizowane są w rzeczywistym świecie w postaci praw natury, które przyczyniają się do tego, że różne elementy przyrody mogąformować się w uporządkowane struktury wcale nie w sposób dowolny, ale w jedyny możliwy sposób lub przynajmniej na kilka możliwych sposobów. Przykładowo cząsteczka wody wytworzona z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru ma ten sam kształt przestrzenny, niezależnie od tego, czy reakcja miała miejsce tutaj, czy w Australii, chociaż według obliczeń Isaaca Asimova realizowana jest tylko jedna szansa na 60 milionów. Prawdopodobnie coś podobnego dzieje się w przypadku powstawania ekosystemów.
Zatem 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” danego ekosystemu, zawierającego „wzorzec” jego rzeczywistej (materialnej) struktury. W zasadzie nie ma nawet znaczenia, jaka jest natura tego biopola: elektromagnetyczna, informacyjna, idealna czy inna. Istotny jest sam fakt jego istnienia. W każdym naturalnie utworzonym ekosystemie, który nie doświadczył wpływu człowieka, wszystkie nisze ekologiczne są wypełnione. Nazywa się to zasadą obowiązkowego wypełniania nisz ekologicznych. Jego mechanizm opiera się na właściwości życia polegającego na gęstym wypełnianiu całej dostępnej mu przestrzeni (w tym przypadku przestrzeń rozumiana jest jako hiperobjętość czynników środowiskowych). Jednym z głównych warunków zapewniających realizację tej zasady jest występowanie wystarczającej różnorodności gatunkowej. Liczba nisz ekologicznych i ich wzajemne powiązania podporządkowane są jednemu celowi
11
funkcjonowanie ekosystemu jako jednej całości, posiadającej mechanizmy homeostazy (stabilności), wiązania i uwalniania energii oraz krążenia substancji. Tak naprawdę podsystemy każdego żywego organizmu skupiają się na tych samych celach, co po raz kolejny wskazuje na potrzebę rewizji tradycyjnego rozumienia terminu „istota żywa”. Tak jak żywy organizm nie może normalnie istnieć bez tego czy innego organu, tak ekosystem nie może być zrównoważony, jeśli wszystkie jego nisze ekologiczne nie zostaną wypełnione.
2. Aspekty niszy ekologicznej.

mi Według Yu Oduma nisza ekologiczna to koncepcja , bardziej pojemny. Nisza ekologiczna, jak wykazał angielski naukowiec C. Elton (1927), obejmuje nie tylko przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm, ale także funkcjonalną rolę organizmu w zbiorowości. Elton wyróżnił nisze jako pozycję gatunku zależną od innych gatunków w zbiorowisku. Pomysł Charlesa Eltona, że ​​nisza nie jest synonimem siedliska, stał się powszechnie akceptowany i powszechny. Organizm jest bardzo ważny ze względu na jego pozycję troficzną, styl życia, powiązania z innymi organizmami itp. i jego położenie względem gradientów czynników zewnętrznych, takich jak warunki życia (temperatura, wilgotność, pH, skład i rodzaj gleby itp.).
Wygodnie jest wyznaczyć te trzy aspekty niszy ekologicznej (przestrzeń, rola funkcjonalna organizmu, czynniki zewnętrzne) jako niszę przestrzenną (nisza miejsca), niszę troficzną (nisza funkcjonalna) w rozumieniu Ch nisza wielowymiarowa (uwzględnia się całą objętość oraz zbiór cech biotycznych i abiotycznych, hiperobjętość). Nisza ekologiczna organizmu zależy nie tylko od miejsca jego zamieszkania, ale obejmuje także całkowitą wielkość jego wymagań wobec środowiska.
12
Organizm nie tylko doświadcza skutków czynników środowiskowych, ale także stawia im własne wymagania.

3. Nowoczesna koncepcja niszy ekologicznej.

Powstał on w oparciu o model zaproponowany przez J. Hutchinsona (1957). Według tego modelu nisza ekologiczna to część wyimaginowanej wielowymiarowej przestrzeni (hiperobjętości), której poszczególne wymiary odpowiadają czynnikom niezbędnym do normalnego istnienia i rozmnażania się organizmu. Niszę Hutchinsona, którą nazwiemy wielowymiarową (hiperwymiarową), można opisać za pomocą cech ilościowych i operować za pomocą obliczeń i modeli matematycznych. R. Whittaker (1980) niszę ekologiczną definiuje jako pozycję gatunku w zbiorowisku, sugerując, że zbiorowisko to jest już powiązane z określonym biotopem, tj. z pewnym zestawem parametrów fizycznych i chemicznych. Dlatego nisza ekologiczna to termin używany do określenia specjalizacji populacji gatunku w obrębie społeczności.
Grupy gatunków w biocenozie, które mają podobne funkcje i nisze tej samej wielkości, nazywane są cechami. Gatunki zajmujące podobne nisze na różnych obszarach geograficznych nazywane są ekwiwalentami ekologicznymi.

4. Indywidualność i niepowtarzalność nisz ekologicznych.

Bez względu na to, jak blisko siedliska znajdują się organizmy (lub gatunki w ogóle), niezależnie od tego, jak blisko są ich cechy funkcjonalne w biocenozach, nigdy nie zajmą tej samej niszy ekologicznej. Zatem liczba nisz ekologicznych na naszej planecie jest niezliczona.
13
Możesz w przenośni wyobrazić sobie populację ludzką, z której wszystkie jednostki mają tylko swoją własną, niepowtarzalną niszę. Nie można sobie wyobrazić dwóch absolutnie identycznych ludzi, którzy mają absolutnie identyczne cechy morfofizjologiczne i funkcjonalne, w tym mentalne, stosunek do własnego rodzaju, absolutną potrzebę rodzaju i jakości pożywienia, stosunki seksualne, normy zachowania itp. Jednak poszczególne nisze różnych ludzi mogą nakładać się na siebie pod względem pewnych parametrów środowiskowych. Przykładowo studenci mogą być powiązani ze sobą przez jedną uczelnię, konkretnych nauczycieli, a jednocześnie mogą różnić się zachowaniami społecznymi, wyborem pożywienia, aktywnością biologiczną itp.

5. Rodzaje nisz ekologicznych.

Istnieją dwa główne typy nisz ekologicznych. Po pierwsze, to
nisza podstawowa (formalna) – największa „abstrakcyjnie zaludniona”
hypervolume”, gdzie działanie czynników środowiskowych bez wpływu konkurencji zapewnia maksymalną liczebność i funkcjonowanie gatunku. Jednakże gatunek ten doświadcza 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. Jednoczesne działanie dwóch czynników może zmienić stosunek gatunku do każdego z nich. Ograniczenia biotyczne (drapieżnictwo, konkurencja) zawsze działają w obrębie nisz ekologicznych. Wszystkie te działania prowadzą do tego, że gatunek faktycznie zajmuje przestrzeń ekologiczną znacznie mniejszą niż hiperprzestrzeń niszy podstawowej. W tym przypadku mówimy o zrealizowanej niszy, tj. prawdziwa nisza.

14
6. Niszowa przestrzeń.

Nisze ekologiczne gatunków to coś więcej niż tylko stosunek gatunku do jednego gradientu środowiska. Wiele cech lub osi przestrzeni wielowymiarowej (hiperobjętość) jest bardzo trudnych do zmierzenia lub nie można ich wyrazić za pomocą wektorów liniowych (na przykład zachowanie, uzależnienie itp.). Należy zatem, jak słusznie zauważa R. Whittaker (1980), przejść od koncepcji osi niszy (pamiętać o szerokości niszy według jednego lub kilku parametrów) do koncepcji jej wielowymiarowej definicji, która ujawni naturę powiązań gatunków z pełnym zakresem ich powiązań adaptacyjnych.
Jeśli nisza jest według koncepcji Eltona „miejscem” lub „pozycją” gatunku w zbiorowości, to ma ona prawo nadać jej pewne wymiary. Według Hutchinsona niszę można zdefiniować na podstawie szeregu zmiennych środowiskowych w obrębie społeczności, do której gatunek musi się dostosować. Zmienne te obejmują zarówno wskaźniki biologiczne (na przykład wielkość żywności), jak i wskaźniki niebiologiczne (klimatyczne, orograficzne, hydrograficzne itp.). Zmienne te mogą służyć jako osie, wzdłuż których odtwarzana jest wielowymiarowa przestrzeń, nazywana przestrzenią ekologiczną lub przestrzenią niszową. Każdy gatunek może przystosować się lub być tolerancyjny w stosunku do pewnego zakresu wartości każdej zmiennej. Górne i dolne granice wszystkich tych zmiennych wyznaczają przestrzeń ekologiczną, jaką gatunek jest w stanie zająć. Jest to podstawowa nisza w rozumieniu Hutchinsona. W uproszczonej formie można to traktować jako „pudełko n-stronne” o bokach odpowiadających granicom stabilności
widok na osie wnęki. Stosując wielowymiarowe podejście do przestrzeni niszowej społeczności, możemy wyjaśnić położenie gatunków w przestrzeni, naturę reakcji gatunku na wpływ więcej niż jednej zmiennej, względną
15
rozmiary niszowe.
Wniosek.

18
Bibliografia:

Chernova N.M., Bylova A.M. Ekologia - M.: Edukacja, 1988.
Brodski A.K. Krótki kurs ekologii ogólnej, Podręcznik dla uniwersytetów - St. Petersburg: „Dean”, 2000. - 224 s.
itp.................

Pozycja, jaką gatunek zajmuje w biocenozie, nazywana jest jego niszą ekologiczną. Niszę ekologiczną gatunku charakteryzują granice jego wytrzymałości w odniesieniu do różnych czynników, charakter jego powiązania z innymi gatunkami, sposób życia i rozmieszczenie w przestrzeni.

Często pojęcie „niszy ekologicznej” uważane jest za synonim pojęcia „siedliska”, jednak pojęcie niszy jest znacznie szersze i bardziej znaczące. Amerykański ekolog Odum w przenośni nazwał siedlisko „adresem” organizmu (gatunku), a niszę ekologiczną „zawódem”.

W jednym siedlisku żyje duża liczba organizmów różnych gatunków. Na przykład las mieszany jest siedliskiem setek gatunków roślin i zwierząt, ale każdy z nich ma swój własny i tylko jeden „zawód” - niszę ekologiczną.

W lesie łoś i wiewiórka mają podobne siedliska, ale ich nisze są zupełnie inne: wiewiórka żyje głównie w koronach drzew, żeruje na nasionach i owocach oraz tam się rozmnaża. Z przestrzenią podokapową związany jest cały cykl życiowy łosia: żerowanie na roślinach zielonych lub ich częściach, rozmnażanie i schronienie w zaroślach.

Elementy i zasady niszy ekologicznej

Elementy niszy ekologicznej:

• żywność (rodzaje);
• czas i metody żywienia;
• miejsce rozrodu;
• miejsce schronienia.

Nisze ekologiczne istnieją według pewnych zasad:

• im szersze wymagania (granice tolerancji) gatunku na jeden lub wiele czynników środowiskowych, tym większą przestrzeń może zajmować w przyrodzie, a tym samym szersze jego rozmieszczenie;
• jeśli reżim dowolnego, co najmniej jednego czynnika środowiskowego w siedlisku osobników jednego gatunku zmienił się w taki sposób, że jego wartości wykraczają poza granice niszy, oznacza to zniszczenie niszy, to znaczy , ograniczenie lub niemożność zachowania gatunku w danym siedlisku. Z pojęciem „niszy ekologicznej” wiążą się także inne ważne wzorce – każdy gatunek ma swoją, niepowtarzalną niszę ekologiczną, czyli tyle gatunków na Ziemi, tyle nisz ekologicznych (2,2 mln gatunków organizmów żywych, w tym 1,7 mln gatunków zwierząt). Dwa różne gatunki (nawet bardzo bliskie) nie mogą zajmować tej samej niszy ekologicznej w kosmosie;
• w każdym ekosystemie istnieją gatunki, które zajmują tę samą niszę lub jej elementy (pożywienie, schronienie). W tym przypadku konkurencja jest nieunikniona, walka o posiadanie niszy. Zależności takie odzwierciedla reguła Gause’a: jeśli dwa gatunki o podobnych wymaganiach wobec środowiska (żywienie, zachowanie, miejsca rozrodu) wejdą w relację konkurencyjną, to jeden z nich musi umrzeć lub zmienić tryb życia i zająć nową niszę ekologiczną.

Nisza ekologiczna to ogół wszystkich wymagań gatunku (