Rūšies, kurią ji užima, padėtis bendroje biocenozės sistemoje, jos biocenotinių ryšių kompleksas ir reikalavimai abiotiniams aplinkos veiksniams vadinami. ekologinė niša malonus.
Ekologinės nišos koncepcija pasirodė esanti labai vaisinga norint suprasti rūšių bendro gyvenimo dėsnius. Prie jos kūrimo dirbo daug ekologų: J. Grinnellas, C. Eltonas, G. Hutchinsonas, Y. Odumas ir kt.
Sąvoką „ekologinė niša“ reikėtų skirti nuo „buveinės“ sąvokos. Pastaruoju atveju turima omenyje ta erdvės dalis, kurioje gyvena rūšis ir kuri turi būtinas abiotines sąlygas egzistuoti. ekologinė niša rūšis priklauso ne tik nuo abiotinių aplinkos sąlygų, bet ne mažiau ir nuo jos biocenotinės aplinkos. Užimamos ekologinės nišos pobūdį lemia ir rūšies ekologinės galimybės, ir tai, kiek šios galimybės gali būti realizuojamos konkrečiose biocenozėse. Tai yra gyvenimo būdo, kurį rūšis gali gyventi tam tikroje bendruomenėje, savybė.
G. Hutchinsonas iškėlė fundamentinės ir realizuotos ekologinės nišos koncepcijas. Pagal esminis reiškia visą sąlygų, kuriomis rūšis gali sėkmingai egzistuoti ir daugintis, rinkinį. Tačiau natūraliose biocenozėse rūšys nesukuria visų joms tinkamų išteklių, visų pirma dėl konkurencinių santykių. Realizuota ekologinė niša - tokia yra rūšies padėtis konkrečioje bendrijoje, kur ją riboja sudėtingi biocenotiniai ryšiai. Kitaip tariant, pamatinė ekologinė niša apibūdina potencialias rūšies galimybes, o realizuota niša – tą jų dalį, kuri gali būti realizuojama tam tikromis sąlygomis, esant išteklių prieinamumui. Taigi realizuota niša visada yra mažesnė nei pagrindinė.
Ekologijoje plačiai aptariamas klausimas, kiek ekologinių nišų gali sutalpinti biocenozė ir kiek kurios nors konkrečios grupės rūšių, kurioms taikomi panašūs aplinkos reikalavimai, yra plačiai diskutuojama.
Rūšies specializacija mitybos, erdvės panaudojimo, veiklos laiko ir kitų sąlygų požiūriu apibūdinama kaip jos ekologinės nišos susiaurėjimas, o atvirkštiniai procesai – kaip jos plėtimasis. Konkurentai daro didelę įtaką rūšies ekologinės nišos plėtrai ar susiaurėjimui bendrijoje. konkurencijos pašalinimo taisyklė G.F.Gause suformuluotas ekologiškai artimoms rūšims, gali būti išreikštas taip, kad dvi rūšys neegzistuotų toje pačioje ekologinėje nišoje.
Eksperimentai ir stebėjimai gamtoje rodo, kad visais atvejais, kai rūšys negali išvengti konkurencijos dėl pagrindinių išteklių, silpnesni konkurentai palaipsniui išstumiami iš bendrijos. Tačiau biocenozėse yra daug galimybių bent iš dalies diferencijuoti ekologiškai artimų rūšių ekologines nišas.
Pasitraukimas iš konkurencijos pasiekiamas dėl reikalavimų aplinkai išsiskyrimo, gyvenimo būdo pasikeitimo, o tai, kitaip tariant, yra ekologinių rūšių nišų atribojimas. Tokiu atveju jie įgyja galimybę sugyventi vienoje biocenozėje. Kiekviena rūšis, gyvenanti kartu, nesant konkurento, gali visapusiškiau panaudoti išteklius. Šį reiškinį lengva stebėti gamtoje. Taigi eglės žoliniai augalai gali pasitenkinti nedideliu dirvožemio azoto kiekiu, kuris lieka jį sulaikius medžių šaknims. Tačiau nupjaunant šių eglių šaknis ribotame plote, pagerėja žolių mitybos sąlygos azotu ir jos sparčiai auga, įgauna tankią žalią spalvą. Gyvenimo sąlygų pagerėjimas ir rūšies skaičiaus padidėjimas dėl to, kad iš biocenozės pašalinama kita, artima ekologiniams reikalavimams, vadinama. konkurencinis leidimas.
Ekologinių nišų skirstymas pagal bendrai gyvenančias rūšis su jų daliniu sutapimu yra vienas iš natūralių biocenozių stabilumo mechanizmų. Jei kuri nors rūšis drastiškai sumažina savo skaičių arba iškrenta iš bendruomenės, jos vaidmenį perima kitos. Kuo daugiau rūšių biocenozės sudėtyje, tuo mažesnis kiekvienos iš jų skaičius, tuo ryškesnė jų ekologinė specializacija.Šiuo atveju kalbama apie „tankesnį ekologinių nišų susikaupimą biocenozėje“.
Kartu gyvenančiose glaudžiai susijusiose rūšyse dažniausiai pastebimos labai smulkios ekologinių nišų ribos. Taigi, Afrikos savanose besiganantys kanopiniai gyvūnai ganyklų maistą naudoja įvairiai: zebrai daugiausia nupjauna žolių viršūnes, gnu minta tuo, ką zebrai palieka, pasirinkdami tam tikras augalų rūšis, gazelės išrauna žemiausias žoles, o antilopės tenkinasi. su aukštais sausais stiebais, likusiais nuo kitų žolėdžių. Tokį patį „darbo pasidalijimą“ pietų Europos stepėse kadaise vykdė laukiniai arkliai, kiaunės ir dirvinės voverės (92 pav.).
Ryžiai. 92. Įvairių rūšių žolėdžiai ėda žolę skirtingu aukščiu Afrikos savanose (viršutinėse eilėse) ir Eurazijos stepėse (apatinėse eilėse) (pagal F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturovas, G. V. Kuznecovas, 1973)
Mūsų žiemos miškuose vabzdžiaėdžiai medžiais lesantys paukščiai taip pat vengia konkurencijos tarpusavyje dėl skirtingo paieškų pobūdžio. Pavyzdžiui, riešutai ir pikai renka maistą ant kamienų. Tuo pačiu metu riešutmedžiai greitai apžiūri medį, greitai sugriebdami į akis krentančius vabzdžius ar dideliuose žievės plyšiuose atsidūrusias sėklas, o maži pikeliai kruopščiai ieško mažiausių kamieno paviršiaus plyšių, į kuriuos patenka jų plonas yla. -formos snapas prasiskverbia. Žiemą mišriuose būriuose didžiosios zylės atlieka plačią paiešką medžiuose, krūmuose, kelmuose ir dažnai sniege; zylės zylės tiria daugiausia dideles šakas; ilgauodegės zylės ieško maisto šakų galuose; maži karaliai atidžiai apžiūri viršutines spygliuočių lajų dalis.
Skruzdėlės natūraliomis sąlygomis egzistuoja kelių rūšių asociacijose, kurių nariai skiriasi savo gyvenimo būdu. Maskvos srities miškuose dažniausiai aptinkamas toks rūšių susivienijimas: dominuojanti rūšis (Formica rufa, F. aquilonia arba Lasius fuliginosus) užima kelis sluoksnius, dirvoje aktyvi L. flavus, Myrmica rubra aktyvi miško paklotė, L. niger ir F. fusca, medžiai - Camponotus herculeanus. Gyvybės specializacija skirtingose pakopose atsispindi rūšių gyvybės formoje. Be atsiskyrimo erdvėje, skruzdėlės skiriasi ir maisto gavimo pobūdžiu, kasdienės veiklos laiku.
Dykumose labiausiai išvystytas skruzdžių kompleksas, renkantis maistą dirvos paviršiuje. (herpetobiontai). Tarp jų išsiskiria trijų trofinių grupių atstovai: 1) dieniniai zoonekrofagai – aktyvūs karščiausiu metu, minta vabzdžių lavonais ir mažais gyvais vabzdžiais, aktyviais dieną; 2) naktiniai zoofagai - grobia sėslius vabzdžius minkštais dangalais, kurie paviršiuje pasirodo tik naktį, ir svyruojančius nariuotakojus; 3) karpofagai (dieną ir naktį) – valgykite augalų sėklas.
Kelios rūšys iš tos pačios trofinės grupės gali gyventi kartu. Pasitraukimo iš konkurencijos ir ekologinių nišų atribojimo mechanizmai yra tokie.
1. Matmenų diferenciacija (93 pav.). Pavyzdžiui, trijų dažniausiai Kyzylkum smėlyje esančių zoonekrofagų dirbančių individų svoris yra susijęs su 1:8:120. Maždaug toks pat svorio santykis vidutinio dydžio katei, lūšiui ir tigrui.
Ryžiai. 93.
Lyginamieji keturių rūšių skruzdėlių iš dieninių zoonekrofagų grupės smėlėtoje Centrinio Karakumo dykumoje dydžiai ir trijų rūšių grobio pasiskirstymas pagal svorio klases (pagal G. M. Dlussky, 1981): 1
– vidutinis ir didelis darbininkas Cataglyphis setipes; 2
- C. pallida; 3
– Acantholepis semenovi; 4
– Plagiolepis pallescens
2. Elgesio skirtumai sudaryti skirtingą pašarų ieškojimo strategiją. Skruzdėlės, kurios kuria kelius ir naudoja nešiotojų mobilizaciją, kad rastą maistą neša į lizdą, daugiausia minta gumulėlius formuojančių augalų sėklomis. Skruzdėlės, kurių pašarų ieškotojai dirba pavieniais pašarais, daugiausia renka išsklaidytų augalų sėklas.
3. Erdvinė diferenciacija. Tame pačiame sluoksnyje skirtingų rūšių maistas gali būti renkamas skirtingose vietose, pavyzdžiui, atvirose vietose arba po šalpusniais, smėlio ar molio aikštelėse ir pan.
4. Veiklos laiko skirtumai daugiausia susiję su paros laiku, tačiau kai kurių rūšių veikla skiriasi pagal metų laikus (daugiausia pavasario arba rudens veikla).
Ekologinės rūšių nišos yra įvairios erdvėje ir laike. Priklausomai nuo ontogenezės stadijos, jie gali būti ryškiai atskirti individualioje raidoje, kaip, pavyzdžiui, lepidoptera vikšrai ir suaugusieji, gegužinio vabalo lervos ir vabalai, buožgalviai ir suaugusios varlės. Tokiu atveju keičiasi ir buveinė, ir visa biocenotinė aplinka. Kitose rūšyse jaunų ir suaugusių formų užimamos ekologinės nišos yra artimesnės, tačiau vis dėlto tarp jų visada yra skirtumų. Taigi tame pačiame ežere gyvenantys suaugę ešeriai ir jų mailiaus savo egzistavimui naudoja skirtingus energijos šaltinius ir patenka į skirtingas mitybos grandines. Mailius gyvena iš mažo planktono, suaugusieji yra tipiški plėšrūnai.
Tarprūšinės konkurencijos susilpnėjimas lemia rūšies ekologinės nišos plėtimąsi. Vandenyno salose su skurdžia fauna nemažai paukščių, palyginti su savo giminaičiais žemyne, gyvena įvairesnėse buveinėse ir plečia maisto asortimentą, nes nesusiduria su konkuruojančiomis rūšimis. Salos gyventojams net padidėjęs snapo formos kintamumas pastebimas kaip maisto santykių pobūdžio plėtimosi rodiklis.
Jei tarprūšinė konkurencija susiaurina rūšies ekologinę nišą, neleisdama pasireikšti visoms jos galimybėms, tai tarprūšinė konkurencija, priešingai, prisideda prie ekologinių nišų išplėtimo. Didėjant rūšių skaičiui, naudojant papildomus pašarus, atsiranda naujų buveinių, atsiranda naujų biocenotinių ryšių.
Rezervuaruose augalai, kurie visiškai panirę į vandenį (elodėja, skroblas, urutas) atsiduria skirtingose temperatūros, apšvietimo, dujų režimo sąlygose nei tie, kurie plūduriuoja paviršiuje (telorez, vodokras, ančiukas) arba įsišaknija dugne ir neša lapus. į paviršių (vandens lelija, ąsotis, Viktorija). Jie skiriasi ir savo santykiu su aplinka. Atogrąžų miškų epifitai užima panašias, bet vis tiek ne identiškas nišas, nes šviesos ir vandens atžvilgiu priklauso skirtingoms ekologinėms grupėms (heliofitai ir sciofitai, higrofitai, mezofitai ir kserofitai). Įvairios epifitinės orchidėjos turi labai specializuotus apdulkintojus.
Brandžiame plačialapiame miške pirmos pakopos medžiai – paprastasis ąžuolas, lygioji guoba, plokščiasis klevas, širdlapė liepa, paprastasis uosis – turi panašias gyvybės formas. Jų lajų suformuotas medžių lajos yra tame pačiame horizonte, panašiomis aplinkos sąlygomis. Tačiau kruopšti analizė rodo, kad jie įvairiais būdais dalyvauja bendruomenės gyvenime ir todėl užima skirtingas ekologines nišas. Šie medžiai skiriasi fotofiliškumo ir atspalvio tolerancijos laipsniu, žydėjimo ir derėjimo laiku, apdulkinimo ir vaisių pasiskirstymo būdais, konsortų sudėtimi ir kt. Ąžuolas, guoba ir uosis yra anemofiliniai augalai, tačiau aplinka įvairiu metu yra prisotinta jų žiedadulkių. Klevas ir liepa yra entomofilai, geri medingi augalai, bet žydi skirtingas laikas. Ąžuole – zoochorija, kituose plačialapiuose medžiuose – anemochorija. Konsortų sudėtis kiekvienam skirtinga.
Jei plačialapiame miške medžių vainikai yra tame pačiame horizonte, tai aktyvios šaknų galūnės yra skirtinguose gyliuose. Ąžuolo šaknys skverbiasi giliausiai, klevo šaknys išsidėsčiusios aukščiau, o dar paviršutiniškiau – uosis. šiukšlių skirtingi tipai medžiai šalinami skirtingais tarifais. Liepų, klevų, guobų, uosių lapai iki pavasario beveik visiškai suyra, o ąžuolo lapai net ir pavasarį dar sudaro purią miško paklotę.
Vadovaujantis L. G. Ramensky mintimis apie ekologinį rūšių individualumą ir atsižvelgiant į tai, kad augalų rūšys bendrijoje įvairiais būdais dalyvauja aplinkos kūrime ir transformavime bei energijos transformavime, galima daryti prielaidą, kad fitocenozės kiekviena augalų rūšis turi savo ekologinę nišą .
Ontogenezėje augalai, kaip ir daugelis gyvūnų, keičia savo ekologinę nišą. Senstant jie intensyviau naudoja ir transformuoja savo aplinką. Augalo perėjimas į generacinį periodą žymiai išplečia konsortų spektrą, keičia fitogeninio lauko dydį ir intensyvumą. Senstančių, senatvinių augalų aplinkos formavimo vaidmuo mažėja. Jie praranda daug bendraminčių, tačiau su jais susijusių naikintojų vaidmuo didėja. Gamybos procesai susilpnėja.
Augalai turi persidengiančias ekologines nišas. Ji suintensyvėja tam tikrais laikotarpiais, kai aplinkos ištekliai yra riboti, tačiau kadangi rūšys išteklius naudoja individualiai, selektyviai ir nevienodu intensyvumu, konkurencija stabiliose fitocenozėse susilpnėja.
Ryžiai. 94. Koreliacija tarp lapuočių sluoksnių įvairovės ir paukščių rūšių įvairovės (Shannon indeksai pagal MacArthur iš E. Piank, 1981)
Bibliografija
Šilovas I. A. Ekologija. Maskva: Aukštoji mokykla, 1997 m.
Khristoforova N.K. Ekologijos pagrindai. Vladivostokas: Dalnauka, 1999 m.
Gilyarov A. M. Gyventojų ekologija. M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1990 m.
1. Bet kokia rūšis yra pritaikyta griežtai apibrėžtoms sąlygoms aplinką, paveldėtas iš protėvių organizmų reikalavimų sudėties ir režimų Aplinkos faktoriai nustatyti rūšies, kuriai priklauso šis organizmas, paplitimo ribas, tai yra arealas, o arealo viduje – konkrečias buveines. Bet koks gyvūnas, augalas, mikrobas gali normaliai gyventi, maitintis, daugintis tik toje vietoje, kur jį nulėmė evoliucija per daugelį tūkstantmečių, pradedant nuo protėvių. Šiam reiškiniui apibūdinti biologai pasiskolino iš architektūros terminą – žodį „niša“ ir pradėjo sakyti, kad kiekvienas gyvų organizmų tipas gamtoje užima savo unikalią ekologinę nišą.
Ekologinė organizmo niša- tai visų jos reikalavimų aplinkos sąlygoms (aplinkos veiksnių sudėčiai ir režimams) ir vietoms, kur šie reikalavimai tenkinami, visuma arba aplinkos biologinių charakteristikų ir fizikinių parametrų visuma, lemianti aplinkos sąlygas. tam tikros rūšies egzistavimą, jos energijos transformaciją, keitimąsi informacija su aplinka ir panašiais į save. Amerikiečių mokslininkas Jonanas Grinnelas 1928 metais įvedė terminą ekologinė niša. Rūšies buveinė – erdviškai ribota abiotinės ir biotinės aplinkos sąlygų visuma, užtikrinanti visą tos pačios rūšies individų ar individų grupių vystymosi ciklą.
Ekologinė niša apibūdina rūšies biologinės specializacijos laipsnį. Pasak mokslininkų, organizmo buveinė yra jo adresas, ekologinė niša – užsiėmimas ar gyvenimo būdas, arba profesija. Ekologinį rūšies specifiką pabrėžia ekologinio prisitaikymo aksioma: „kiekviena rūšis yra prisitaikiusi prie griežtai apibrėžto jai būdingų gyvenimo sąlygų visumos – ekologinės nišos“. Organizmų rūšys yra ekologiškai individualios, turi specifines, ekologines nišas. Kiek gyvų organizmų rūšių žemėje, tiek pat ekologinių nišų. Panašų gyvenimo būdą vedantys organizmai, kaip taisyklė, negyvena tose pačiose vietose dėl tarprūšinės konkurencijos. Sovietų biologas Gauzė 1934 metais įtvirtino konkurencinės abipusės atskirties principą: dvi rūšys neužima tos pačios ekologinės nišos. Gamtoje galioja ir privalomo ekologinių nišų užpildymo taisyklės: tuščia ekologinė niša visada ir tikrai bus užpildyta. Ekologinės nišos visada užpildomos, nors tai kartais užtrunka nemažai laiko.
Ypač svarbu atsižvelgti į natūralius dėsningumus, kai stengiamasi įsilieti į esamą situaciją, kad būtų sudarytos palankesnės sąlygos žmogui. Biologai tai įrodė miestuose, kuriuose auga teritorijos tarša maisto atliekos daugėja varnų. Bandydami pagerinti situaciją, ypač fiziškai naikinant šias varnėnas, populiacija gali susidurti su tuo, kad varnų išlaisvintą ekologinę nišą miesto aplinkoje greitai užims rūšis, kuri turi artimą ekologinę nišą, t. žiurkės.
2. Specializuotos ir bendrosios nišos.
Visų gyvų organizmų ekologinės nišos skirstomos į specializuotas ir bendrąsias. Šis skirstymas priklauso nuo pagrindinio atitinkamos rūšies maisto šaltinio, buveinės dydžio ir jautrumo abiotiniams aplinkos veiksniams.
Specializuotos nišos. Dauguma augalų ir gyvūnų rūšių yra prisitaikę egzistuoti tik siaurame diapazone klimato sąlygos ir kitų aplinkos savybių, minta ribotu augalų ar gyvūnų rinkiniu. Tokios rūšys turi specializuotą nišą, kuri lemia jų buveinę natūrali aplinka. Siaurai specializuotoje nišoje yra didžioji panda, kuri 99% minta lapais ir bambuko ūgliais.
Bendrosios nišos. Bendras nišas turinčios rūšys pasižymi lengvu prisitaikymu prie aplinkos aplinkos veiksnių pokyčių. Jie gali sėkmingai egzistuoti įvairiose vietose, valgyti įvairų maistą ir atlaikyti staigius svyravimus natūraliomis sąlygomis. Musės, tarakonai, pelės, žiurkės ir žmonės turi bendras ekologines nišas.
Rūšims, turinčioms bendras ekologines nišas, išnykimo grėsmė yra žymiai mažesnė nei turinčioms specializuotas nišas.
3. Žmogaus ekologinė niša.
Žmogus turi savo unikalią ekologinę nišą, tai yra reikalavimų rinkinį įvairiems aplinkos veiksniams, susidariusiems evoliucijos procese. Erdvė, kurioje yra lokalizuota žmogaus niša, tai yra vieta, kur veiksnių modai neperžengia iš protėvių paveldėtos tolerancijos ribų, yra labai ribota. Kaip biologinė rūšis, žmogus gali gyventi tik pusiaujo juostos žemėje, tai yra tropikuose, subtropikuose, kur iš pradžių atsirado senolių šeima. Vertikaliai žmogaus niša tęsiasi maždaug 3–3,5 km virš jūros lygio. Socialinių savybių dėka žmogus išplėtė savo pradinio arealo ar buveinės ribas, apsigyveno aukštose, vidutinėse ir žemose platumose, įvaldė vandenyno ir kosmoso gelmes. Tačiau jo pagrindinė ekologinė niša praktiškai nepasikeitė ir už savo pradinio diapazono ribų gali išgyventi, įveikdama ribojančių veiksnių pasipriešinimą ne prisitaikydama, o pasitelkdama specialiai sukurtas apsaugos priemones ir priemones, ypač šildomus būstus, šiltus drabužius, ir pan., kurie imituoja savo nišą taip pat, kaip tai daroma su egzotiniais gyvūnais ir augalais zoologijos soduose, botanikos soduose, okeanariumuose ir pan.
Bet kuris gyvas organizmas yra prisitaikęs (prisitaikęs) prie tam tikrų aplinkos sąlygų. Keičiant jo parametrus, jų peržengimas tam tikras ribas slopina gyvybinę organizmų veiklą ir gali sukelti jų mirtį. Vieno ar kito organizmo reikalavimai aplinkos veiksniams nulemia rūšies, kuriai priklauso organizmas, arealą (plitimo ribas), o arealo ribose – konkrečias buveines.
buveinė- erdviškai ribotas aplinkos sąlygų (abiotinių ir biotinių) rinkinys, užtikrinantis visą tos pačios rūšies individų (ar individų grupių) vystymosi ir dauginimosi ciklą. Tai, pavyzdžiui, gyvatvorė, tvenkinys, giraitė, uolėtas krantas ir kt. Tuo pačiu metu buveinėje yra vietos su specialios sąlygos(pvz., po pūvančio medžio kamieno žieve giraitėje), kai kuriais atvejais vadinama mikrobuveines.
Norėdami bendrai apibūdinti rūšies organizmų užimamą fizinę erdvę, jų funkcinį vaidmenį biotinėje buveinėje, įskaitant mitybos būdą (trofinę būklę), gyvenimo būdą ir santykius su kitomis rūšimis, amerikiečių mokslininkas J. Grinnellas 1928 m. buvo įvestas terminas „ekologinė niša“. Jo šiuolaikinis apibrėžimas toks.
Ekologinė niša yra rinkinys
· Visi organizmo reikalavimai aplinkos sąlygoms (aplinkos veiksnių sudėtis ir būdai) ir vieta, kur šie reikalavimai tenkinami;
· Aplinkos biologinių charakteristikų ir fizikinių parametrų visuma, lemianti tam tikros rūšies egzistavimo sąlygas, jos energijos transformaciją, keitimąsi informacija su aplinka ir savo rūšimi.
Taigi ekologinė niša apibūdina rūšies biologinės specializacijos laipsnį. Galima teigti, kad organizmo buveinė yra jo „adresas“, o ekologinė niša – jo „užsiėmimas“, arba „gyvenimo būdas“, arba „profesija“. Pavyzdžiui, strazdo buveinė yra miškai, parkai, pievos, daržai, daržai, kiemai. Jos ekologinė niša apima tokius veiksnius kaip jauniklių lizdas ir inkubacija ant medžių, maitinimasis vabzdžiais, sliekais ir vaisiais, vaisių ir uogų sėklų perkėlimas su jų ekskrementais.
Akcentuojamas ekologinis rūšių specifiškumas ekologinio prisitaikymo aksioma: kiekviena rūšis yra pritaikyta griežtai apibrėžtai, konkrečiai jai egzistavimo sąlygų rinkiniui – ekologinei nišai.
Kadangi organizmų rūšys yra ekologiškai individualios, jos turi ir specifines ekologines nišas.
Taigi Žemėje gyvų organizmų rūšių yra tiek, kiek yra ekologinių nišų.
Panašų gyvenimo būdą vedantys organizmai, kaip taisyklė, negyvena tose pačiose vietose dėl tarprūšinės konkurencijos. Pagal nustatytą 1934 m. Sovietų biologas G. F. Gause (1910-1986) konkurencinės abipusės atskirties principas: dvi rūšys neužima tos pačios ekologinės nišos.
Tai veikia ir gamtoje privalomo ekologinių nišų užpildymo taisyklė: Tuščia ekologinė niša visada ir tikrai bus užpildyta.
Liaudies išmintis šiuos du postulatus suformulavo taip: „Du lokiai negali gyventi viename guolyje“ ir „Gamta netoleruoja tuštumos“.
Šie sistemingi stebėjimai realizuojami formuojantis biotinėms bendruomenėms ir biocenozėms. Ekologinės nišos visada užpildomos, nors tai kartais užtrunka nemažai laiko. Bendras posakis „laisva ekologinė niša“ reiškia, kad tam tikroje vietoje yra nedidelė konkurencija dėl bet kokios rūšies maisto ir nepakankamai išnaudojamos kitos sąlygos tam tikrai rūšiai, kuri yra įtraukta į panašias gamtines sistemas, tačiau jos nėra. vienas svarstomas.
Ypač svarbu atsižvelgti į natūralius dėsningumus bandant įsikišti į esamą (ar tam tikroje vietoje vyraujančią) situaciją, siekiant sukurti žmogui palankesnes sąlygas. Taigi biologai įrodė štai ką: miestuose, didėjant teritorijos užterštumui maisto atliekomis, daugėja varnų. Bandydami pagerinti situaciją, pavyzdžiui, fiziškai jas naikinant, gyventojai gali susidurti su tuo, kad miesto aplinkoje esančią ekologinę nišą, kurią išlaisvins varnai, greitai užims rūšis, kuri turi artimą ekologinę nišą, t. žiurkės. Tokį rezultatą vargu ar galima laikyti pergale.
Kiekviena biologinė rūšis savo ekosistemoje atlieka tam tikrą vaidmenį. Ekologai įrodė, kad kai kurios rūšys, vadinamos pagrindinės rūšys, drastiškai paveikia daugelį kitų ekosistemos organizmų. Pagrindinės rūšies išnykimas iš ekosistemos gali sukelti visą kaskadą aštrūs kritimai populiacijos dydžio ir net tų rūšių, kurios viena ar kita forma nuo jo priklausė, išnykimas.
Pagrindinės rūšies pavyzdys yra žemės vėžlys. Žemės vėžlys gyvena smėlėtose aukštumose Floridoje ir kituose pietiniuose JAV regionuose. Šis lėtas, pietų lėkštės dydžio gyvūnas kasa iki 9 metrų gylio duobę. Karštose, nesvetingose JAV pietų ekosistemose šie urvai suteikia prieglobstį nuo karščio beveik 40 kitų gyvūnų rūšių, pavyzdžiui, pilkajai lapei, oposumui, indigo gyvatei ir daugeliui vabzdžių. Ten, kur daugybė medžiotojų dėl puikios mėsos išnaikino žemės vėžlį arba nustūmė jį prie išnykimo ribos, daugelis nuo vėžlių priklausančių rūšių nustojo egzistuoti.
Visų gyvų organizmų ekologinės nišos skirstomos į specializuotas ir bendrąsias. Šis skirstymas priklauso nuo pagrindinių atitinkamos rūšies maisto šaltinių, buveinės dydžio ir jautrumo abiotiniams aplinkos veiksniams.
Specializuotos nišos. Dauguma augalų ir gyvūnų rūšių yra prisitaikę egzistuoti tik esant siauram klimato sąlygų ir kitų aplinkos savybių diapazonui, minta ribotu augalų ar gyvūnų rinkiniu. Tokios rūšys turi specializuotą nišą, kuri lemia jų buveinę natūralioje aplinkoje.
Taigi, didžioji panda turi labai specializuotą nišą, nes minta 99% lapų ir bambuko ūglių. Masinis tam tikrų bambukų rūšių naikinimas Kinijos vietose, kur gyveno panda, privedė prie šio gyvūno išnykimo.
Įvairių rūšių ir formų floros ir faunos, egzistuojančios šlapioje aplinkoje atogrąžų miškai, yra susijęs su daugybe specializuotų ekologinių nišų kiekvienoje iš aiškiai apibrėžtų miško augmenijos pakopų. Todėl intensyvus šių miškų kirtimas sukėlė milijonų specializuotų augalų ir gyvūnų rūšių išnykimą.
Bendrosios nišos. Bendras nišas turinčios rūšys pasižymi lengvu prisitaikymu prie aplinkos aplinkos veiksnių pokyčių. Jie gali sėkmingai egzistuoti įvairiose vietose, valgyti įvairų maistą ir atlaikyti staigius svyravimus natūraliomis sąlygomis. Bendras ekologines nišas turi musės, tarakonai, pelės, žiurkės, žmonės ir kt.
Rūšims, turinčioms bendras ekologines nišas, išnykimo grėsmė yra žymiai mažesnė nei turinčioms specializuotas nišas.
Kol ekosistema turi pakankamai bendrų išteklių, skirtingos rūšys juos vartoja kartu. Tačiau jei dvi ar daugiau rūšių toje pačioje ekosistemoje pradės vartoti tuos pačius ribotus išteklius, jos susidurs tarprūšinė konkurencija.
Rūšis įgyja pranašumą tarprūšinėje konkurencijoje, jei jai būdinga
Intensyvesnis dauginimasis;
Prisitaikymas prie platesnės temperatūros, šviesos, vandens druskingumo ar
tam tikrų kenksmingų medžiagų koncentracija;
Konkurento prieigos prie išteklių atėmimas.
Tarprūšinės konkurencijos mažinimo būdai:
Persikėlimas į kitą vietą;
Perėjimas prie neprieinamo ar sunkiai virškinamo maisto;
Maitinimosi laiko ir vietos pasikeitimas.
Būdingiausia rūšių sąveikos forma mitybos grandinėse ir tinkluose yra plėšrūnas, kai vienos rūšies individas (plėšrūnas) minta kitos rūšies organizmais (ar jų dalimis), o plėšrūnas gyvena atskirai nuo grobio. Šie du organizmai dalyvauja plėšrūno ir grobio santykiuose.
Grobio rūšys džiaugiasi įvairiais gynybos mechanizmai kad netaptų lengvu plėšrūnų grobiu:
Gebėjimas greitai bėgti ar skristi;
storos odos ar lukšto turėjimas;
Apsauginės spalvos turėjimas arba būdas pakeisti spalvą;
Gebėjimas pabrėžti cheminių medžiagų kvapu ar skoniu, kuris atbaido plėšrūną ar net jį nuodija.
Plėšrūnai taip pat turi keletą būdų, kaip grobti:
Gebėjimas greitai bėgti (pavyzdžiui, gepardas);
Medžioklė būriais (pvz., dėmėtosios hienos, liūtai, vilkai);
Gaudyti aukomis daugiausia sergančius, sužeistus ir kitus žemesnius asmenis;
Ketvirtas būdas aprūpinti save gyvuliniu maistu yra protingo žmogaus kelias, medžioklės įrankių ir spąstų išradimas, taip pat gyvūnų prijaukinimas.
Dažnai atsitinka taip, kad dviejų skirtingų rūšių organizmai tiesiogiai sąveikauja taip, kad vienas kitam duoda abipusės naudos. Tokia abipusiai naudinga tarprūšinė sąveika vadinama abipusiškumu. Pavyzdžiui, gėlės ir apdulkinantys vabzdžiai.
Kommensalizmui būdinga tai, kad vienai iš dviejų rūšių yra naudinga tarprūšinė sąveika, o kita praktiškai niekaip neatsispindi (nei teigiamai, nei neigiamai). Pavyzdžiui, vėžiagyviai banginio nasruose.
Vadinamųjų sočiųjų ir nesočiųjų biocenozių samprata glaudžiai susijusi su ekologinės nišos samprata. Pirmosios yra ekosistemos, kuriose gyvybės ištekliai kiekviename biomasės ir energijos konversijos etape yra naudojami maksimaliai. Iš dalies panaudojus gyvybiškai svarbius išteklius, biocenozes galima vadinti nesočiosiomis. Jiems būdingos laisvos ekologinės nišos. Tačiau tai labai savavališka, nes ekologinės nišos negali egzistuoti pačios, nepaisant jose esančių rūšių.
Nepanaudotos atsargos, nerealizuotos medžiagų ir energijos srauto intensyvinimo galimybės yra beveik bet kurioje biogeocenozėje (kitaip jų nuolatinis vystymasis laike ir erdvėje negalėtų būti vykdomas!), Visos biocenozės sąlyginai gali būti laikomos nesočiomis. Kuo mažesnis biocenozės prisotinimas, tuo lengviau į jo sudėtį įtraukti naujas rūšis ir sėkmingiau aklimatizuotis.
Labai svarbi biogeocenozių savybė, kaip biologines sistemas, yra jų savireguliacija – gebėjimas atlaikyti dideles neigiamų išorinių poveikių apkrovas, gebėjimas grįžti į sąlyginai pradinę būseną po reikšmingų jų struktūros pažeidimų (Le Chatelier principas). Tačiau viršijus tam tikrą įtakos slenkstį savaiminio gydymo mechanizmai neveikia, o biogeocenozė negrįžtamai sunaikinama.
Vykstant evoliucijos procesui, išsiplėtė pasaulinė biosferos ekologinė niša. Kai rūšis išnaudojo genetiškai sąlygotą ekologinės nišos, kurioje ji gimė, plėtros potencialą, ji arba išstūmė kitas rūšis, užkariaudama jų ekologines nišas, arba įsisavino anksčiau negyvą nišą, genetiškai persitvarkydama po ja, galbūt sukurdama. naujos rūšies organizmai.
Tam tikru biosferos vystymosi etapu atsirado Homo sapiens rūšis, kurios atstovai yra visa žmonija, nepaisant visos rasių, tautų, tautybių, genčių įvairovės.
Kiekvienos biologinės rūšies suaugusiųjų vystymosi potencialas visoms individo savybėms yra nulemtas genetiškai, nors gali būti neatskleistas, neužpildytas tikru turiniu, jei aplinkos sąlygos tam nepalankios. Kalbant apie populiaciją, genetinis sąlygojimas ir jo vystymosi potencialas priklauso nuo tikimybinių išankstinių nustatymų, atsispindinčių statistiniuose įvykių modeliuose. Tai yra pilnai Tai galioja ir žmogui – biologinei rūšiai, kuri neša didžiausią absoliutų ir santykinį tūrį (palyginti su kitais Žemės biosferos gyvų organizmų tipais) genetiškai nenulemtos elgesio informacijos, suteikdama didžiausią elgesio lankstumą greitai kintančioje aplinkoje.
ekologinė niša- visų aplinkos veiksnių, kurių ribose galimas rūšies egzistavimas gamtoje, visuma. koncepcija ekologinė niša dažniausiai naudojamas tiriant tam pačiam trofiniam lygiui priklausančių ekologiškai artimų rūšių ryšį. Terminą „ekologinė niša“ pasiūlė J. Grinell (1917), norėdamas apibūdinti erdvinį rūšių pasiskirstymą (t. y. ekologinė niša buvo apibrėžta kaip sąvoka, artima buveinė).
Vėliau Ch.Eltonas (1927) ekologinę nišą apibrėžė kaip rūšies padėtį bendruomenėje, pabrėždamas ypatingą trofinių ryšių svarbą. Dar XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje daugelis tyrinėtojų pastebėjo, kad dvi rūšys, kurios yra ekologiškai artimos ir užima panašią vietą bendruomenėje, negali stabiliai sugyventi toje pačioje teritorijoje. Šis empirinis apibendrinimas buvo patvirtintas dviejų rūšių konkurencijos dėl vieno maisto matematiniame modelyje (V. Volterra) ir eksperimentiniuose G.F. Gause ( Gauso principas).
Šiuolaikinė koncepcija ekologinė niša suformuotas remiantis J. Hutchinson (1957, 1965) pasiūlytu ekologinės nišos modeliu. Pagal šį modelį ekologinė niša gali būti vaizduojama kaip įsivaizduojamos daugiamatės erdvės (hipertūrio) dalis, kurios individualūs matmenys atitinka normaliam rūšies egzistavimui būtinus veiksnius.
Įvairių rūšių ekologinių nišų divergencija per divergenciją atsiranda didžiąja dalimi dėl jų ryšio su skirtingomis buveinėmis, skirtingas maistas ir skirtingi tos pačios buveinės naudojimo laikotarpiai. Sukurti ekologinės nišos pločio ir ekologinių nišų persidengimo laipsnio įvertinimo metodai. Įvairios rūšys. Litras: Gileris P. Bendruomenės struktūra ir ekologinė niša. - M .: 1988 (pagal BES, 1995).
Aplinkos modeliavime sąvoka ekologinė niša apibūdina tam tikrą aplinkos veiksnių erdvės (abstrakčios) dalį, hipertūrį, kuriame nė vienas iš aplinkos veiksnių neperžengia tam tikros rūšies (populiacijos) tolerancijos. Tokių aplinkos veiksnių verčių derinių rinkinys, pagal kurį teoriškai įmanomas rūšies (populiacijos) egzistavimas, vadinamas pagrindinė ekologinė niša.
Realizuota ekologinė nišaįvardykite dalį pagrindinės nišos, tik tuos faktorių reikšmių derinius, kuriems esant galimas stabilus ar klestintis rūšies (populiacijos) egzistavimas. Sąvokos tvarus arba klestintis egzistavimas reikalauja įvesti papildomus formalius modeliavimo apribojimus (pavyzdžiui, mirtingumas neturėtų viršyti gimstamumo).
Jei esant tam tikram aplinkos veiksnių verčių deriniui, augalas gali išgyventi, bet negali daugintis, vargu ar galima kalbėti apie gerovę ar tvarumą. Todėl šis aplinkos veiksnių derinys reiškia pagrindinę ekologinę nišą, bet ne realizuotą ekologinę nišą.
Žinoma, už matematinio modeliavimo rėmų sąvokų apibrėžime tokio griežtumo ir aiškumo nėra. Šiuolaikinėje aplinkosaugos literatūroje galima išskirti keturis pagrindinius ekologinės nišos idėjos aspektus:
1) erdvinė nišaįskaitant palankių aplinkos sąlygų kompleksą. Pavyzdžiui, vabzdžiaėdžiai šilauogių eglių paukščiai gyvena, maitinasi ir peri įvairiuose miško sluoksniuose, o tai iš esmės leidžia išvengti konkurencijos;
2) trofinė niša. Jis ypač išsiskiria tuo, kad maistas turi didelę reikšmę aplinkos veiksniui. Maisto nišų pasiskirstymas organizmuose iš vieno trofinis lygis gyvenimas kartu, leidžia ne tik išvengti konkurencijos, bet ir prisideda prie daugiau pilnas naudojimas maisto išteklius ir, atitinkamai, padidina medžiagos biologinio ciklo intensyvumą.
Pavyzdžiui, triukšmingi „paukščių turgelių“ gyventojai sukuria visiško jokios tvarkos nebuvimo įspūdį. Tiesą sakant, kiekviena paukščių rūšis užima trofinę nišą, kurią griežtai apibrėžia jos biologinės savybės: vieni maitinasi netoli kranto, kiti – dideliu atstumu, vieni žvejoja paviršiuje, kiti – gylyje ir t.t.
Skirtingų rūšių trofinės ir erdvinės nišos gali sutapti (atminkite: ekologinio dubliavimosi principas). Nišos gali būti plačios (nespecializuotos) arba siauros (specializuotos).
3) daugiamatė niša, arba nišą kaip hipertūrį. Daugiamatės ekologinės nišos samprata siejama su matematiniu modeliavimu. Visas aplinkos veiksnių verčių derinių rinkinys laikomas daugiamate erdve. Šiame didžiuliame rinkinyje mus domina tik tokie aplinkos veiksnių verčių deriniai, pagal kuriuos įmanomas organizmo egzistavimas – šis hipertūris atitinka daugiamatės ekologinės nišos sampratą.
4) funkcinis ekologinės nišos idėja. Šis požiūris papildo ankstesnius ir yra pagrįstas įvairių ekologinių sistemų funkciniu panašumu. Pavyzdžiui, kalbama apie žolėdžių, smulkių plėšrūnų, planktonu mintančių gyvūnų ekologinę nišą, besikasančius gyvūnus ir pan. Funkcinė ekologinės nišos samprata pabrėžia vaidmenį organizmus ekosistemoje ir atitinka įprastą „užsiėmimo“ ar net „padėties visuomenėje“ sąvoką. Apie tai kalbama funkcine prasme aplinkosaugos ekvivalentai– rūšys, užimančios funkciniu požiūriu panašias nišas skirtinguose geografiniuose regionuose.
„Organizmo buveinė yra vieta, kur jis gyvena, arba vieta, kur jį paprastai galima rasti. ekologinė niša- talpesnė koncepcija, apimanti ne tik fizinę rūšies (populiacijos) užimamą erdvę, bet ir šios rūšies funkcinį vaidmenį bendruomenėje (pavyzdžiui, jos trofinę padėtį) ir jos padėtį gradientų atžvilgiu. išoriniai veiksniai– temperatūra, drėgmė, pH, dirvožemis ir kitos egzistavimo sąlygos. Šie trys ekologinės nišos aspektai patogiai vadinami erdvine niša, trofine niša ir daugiamačia niša arba hipertūrine niša. Todėl ekologinė organizmo niša priklauso ne tik nuo to, kur jis gyvena, bet ir apima bendrą jo aplinkosaugos poreikių kiekį.
Vadinamos rūšys, kurios skirtingose geografinėse vietovėse užima tą pačią nišą aplinkosaugos ekvivalentai"(Yu. Odum, 1986).
V.D. Fiodorovas ir T.G. Gilmanovas (1980, p. 118-127) pastaba:
„Ekologijoje plačiai taikomas realizuotų nišų tyrimas, aprašant gerovės funkcijos elgseną jų tiesių ir plokštumų atkarpoje, atitinkančioje kai kuriuos pasirinktus aplinkos veiksnius (5.1 pav.). Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į veiksnių, atitinkančių tam tikrą gerovės funkciją, pobūdį, galima išskirti „klimatinę“, „trofinę“, „edafinę“, „hidrocheminę“ ir kitas nišas, t. paskambino privačios nišos.
Teigiama išvada iš konkrečių nišų analizės gali būti priešinga išvada: jei tam tikrų nišų projekcijos ant kai kurių (ypač kai kurių) ašių nesikerta, tai pačios nišos nesikerta aukštesnio matmens erdvėje. ...
Logiškai mąstant, yra trys dviejų tipų nišų tarpusavio išdėstymo aplinkos veiksnių erdvėje variantai: 1) atskyrimas (visiškas neatitikimas); 2) dalinė sankryža (persidengimas); 3) visiškas vienos nišos įtraukimas į kitą. ...
Nišų atskyrimas yra gana nereikšmingas atvejis, atspindintis skirtingoms ekologinėms sąlygoms prisitaikiusių rūšių egzistavimą. Daug didesnį susidomėjimą kelia dalinio nišų susikirtimo atvejai. Kaip minėta aukščiau, projekcijų sutapimas net keliose koordinatėse vienu metu, griežtai tariant, negarantuoja faktinio pačių daugiamačių nišų sutapimo. Tačiau į praktinis darbas tokių susikirtimų buvimas ir duomenys apie rūšių atsiradimą panašioje aplinkoje dažnai laikomi pakankamais argumentais rūšių nišų persidengimo naudai.
Norint kiekybiškai išmatuoti dviejų tipų nišų persidengimo laipsnį, natūralu naudoti aibių susikirtimo tūrio ... ir jų jungties tūrio santykio vertę. ... Kai kuriais ypatingais atvejais įdomu apskaičiuoti nišinių projekcijų susikirtimo matą.
5 TEMO MOKYMOSI TESTAI
Turinys:
Įvadas……………………………………………………………………. 3
1. Ekologinė niša………………………………………………………… 4
1.1. Ekologinės nišos samprata………………………………………. 4
1.2. Nišų plotis ir persidengimas………………………………………. 5
1.3. Nišinė diferenciacija………………………………………………. 8
1.4. Nišų evoliucija…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
2. Ekologinės nišos aspektai………………………………………………….12
3. Šiuolaikinė ekologinės nišos samprata……………………….... 13
4. Ekologinių nišų individualumas ir originalumas………… 13
5. Ekologinių nišų rūšys……………………………………………………… 14
6. Nišinė erdvė………………………………………………………. 15
Išvada………………………………………………………………………… 16
Naudotos literatūros sąrašas………………………………………… 19
2
Įvadas.
Šiame darbe nagrinėjama tema „Ekologinės nišos“. Ekologinė niša – tai rūšies (tiksliau – jos populiacijos) užimama vieta bendrijoje, jos biocenotinių ryšių ir reikalavimų abiotiniams aplinkos veiksniams kompleksas. Šį terminą 1927 metais įvedė Charlesas Eltonas.
Ekologinė niša yra tam tikros rūšies egzistavimo veiksnių suma, iš kurių pagrindinis yra jos vieta maisto grandinėje.
Darbo tikslas – atskleisti „ekologinės nišos“ sąvokos esmę.
Tyrimo tikslai išplaukia iš tikslo:
- pateikti ekologinės nišos sampratą;
- analizuoti ekologinių nišų ypatumus;
- atsižvelgti į ekologines rūšių nišas bendrijose.
Ekologinė niša – tai vieta, kurią bendruomenėje užima rūšis. Tam tikros rūšies (populiacijos) sąveika su partneriais bendruomenėje, kuriai ji priklauso kaip narys, lemia jos vietą medžiagų cikle dėl maisto ir konkurencinių ryšių biocenozėje. Terminą „ekologinė niša“ pasiūlė amerikiečių mokslininkas J. Grinnellas (1917). Ekologinės nišos, kaip rūšies padėties vienos ar kelių biocenozių šėrimo tikslu, aiškinimą pateikė anglų ekologas C. Eltonas (1927). Toks ekologinės nišos sampratos aiškinimas leidžia kiekybiškai apibūdinti ekologinę nišą kiekvienai rūšiai arba atskiroms jos populiacijoms. Tam koordinačių sistemoje rūšies gausumas (individų skaičius arba biomasė) lyginamas su
3
temperatūros, drėgmės ar bet kurio kito aplinkos veiksnio rodikliai. Tokiu būdu galima išskirti optimalią zoną ir rūšies toleruojamų nuokrypių ribas – kiekvieno veiksnio ar veiksnių visumos maksimumą ir minimumą. Paprastai kiekviena rūšis užima tam tikrą ekologinę nišą egzistavimui, kurioje ji yra pritaikyta per visą evoliucinio vystymosi eigą. Rūšies (jos populiacijos) užimama vieta erdvėje (erdvinė ekologinė niša) dažniau vadinama buveine.
Pažvelkime į ekologines nišas iš arčiau.
1. Ekologinė niša
Bet kokios rūšies organizmai yra prisitaikę prie tam tikrų egzistavimo sąlygų ir negali savavališkai keisti buveinės, mitybos, maitinimosi laiko, veisimosi vietos, pastogės ir pan. Visas santykių su tokiais veiksniais kompleksas lemia vietą, kurią gamta skyrė tam tikram organizmui, ir vaidmenį, kurį jis turi atlikti bendrame gyvenimo procese. Visa tai apjungiama koncepcijoje ekologinė niša.
1.1.Ekologinės nišos samprata.
Ekologinė niša suprantama kaip organizmo vieta gamtoje ir visas jo gyvenimo būdas, gyvenimo būklė, fiksuota jo organizacijoje ir prisitaikymais.
Skirtingais laikais ekologinės nišos sampratai buvo suteikiamos skirtingos reikšmės. Iš pradžių žodis „niša“ reiškė pagrindinį rūšies pasiskirstymo ekosistemos erdvėje vienetą, padiktuotą struktūrinių ir
4
instinktyvūs tokio pobūdžio apribojimai. Pavyzdžiui, voverės gyvena medžiuose, briedžiai – ant žemės, vienos paukščių rūšys peri ant šakų, kitos – įdubose ir kt. Čia ekologinės nišos sąvoka daugiausia aiškinama kaip buveinė arba erdvinė niša. Vėliau terminui „niša“ buvo suteikta „organizmo funkcinės būklės bendruomenėje“ reikšmė. Tai daugiausia buvo susijusi su konkrečios rūšies vieta ekosistemos trofinėje struktūroje: maisto rūšis, maitinimosi laikas ir vieta, kas yra šio organizmo plėšrūnas ir kt. Dabar tai vadinama trofine niša. Tada buvo parodyta, kad nišą galima laikyti savotišku hipertūriu daugiamatėje erdvėje, pastatytoje remiantis aplinkos veiksniais. Šis hipertūris apribojo veiksnių, kuriuose gali egzistuoti tam tikra rūšis, spektrą (hipererdvės niša).
Tai yra, šiuolaikiniu ekologinės nišos supratimu, galima išskirti bent tris aspektus: organizmo fizinę erdvę gamtoje (buveinėje), jos ryšį su aplinkos veiksniais ir šalia esančiais gyvais organizmais (ryšiai), taip pat. kaip jos funkcinis vaidmuo ekosistemoje. Visi šie aspektai pasireiškia per organizmo sandarą, jo prisitaikymus, instinktus, gyvenimo ciklus, gyvenimo „interesus“ ir kt. Organizmo teisę pasirinkti savo ekologinę nišą riboja gana siauros nuo gimimo jam priskirtos ribos. Tačiau jos palikuonys gali pretenduoti į kitas ekologines nišas, jei jose buvo atlikti atitinkami genetiniai pokyčiai.
1.2. Nišos plotis ir persidengimas.
Naudojant ekologinės nišos sampratą, Gauso konkurencinės atskirties taisyklę galima perfrazuoti taip: dvi skirtingos rūšys negali ilgą laiką užimti tos pačios ekologinės nišos ir net patekti į tą pačią ekosistemą; vienas iš jų turi arba mirti, arba
5
pasikeisti ir užimti naują ekologinę nišą. Beje, tarprūšinė konkurencija dažnai labai sumažėja, būtent todėl skirtingi etapai gyvavimo ciklas, daugelis organizmų užima skirtingas ekologines nišas. Pavyzdžiui, buožgalvis yra žolėdis, o suaugusios varlės, gyvenančios tame pačiame tvenkinyje, yra plėšrūnai. Kitas pavyzdys: vabzdžiai lervų ir suaugusių stadijose.
Gali gyventi vienoje ekosistemos srityje didelis skaičiusįvairių tipų organizmai. Tai gali būti glaudžiai susijusios rūšys, tačiau kiekviena iš jų turi užimti savo unikalią ekologinę nišą. Šiuo atveju šios rūšys neįstoja į konkurencinius santykius ir tam tikra prasme tampa neutralios viena kitos atžvilgiu. Tačiau dažnai skirtingų rūšių ekologinės nišos gali sutapti bent vienu aspektu, pavyzdžiui, buveine ar mityba. Tai sukelia tarprūšinę konkurenciją, kuri paprastai nėra griežta ir padeda aiškiai apibrėžti ekologines nišas. Nišai apibūdinti dažniausiai naudojami du standartiniai išmatavimai – nišos plotis ir nišos sutapimas su kaimyninėmis nišomis.
Nišos plotis reiškia gradientus arba tam tikro aplinkos veiksnio diapazoną, bet tik tam tikroje hipererdėje. Nišos plotį galima nulemti pagal apšvietimo intensyvumą, pagal trofinės grandinės ilgį, pagal kurio nors abiotinio faktoriaus veikimo intensyvumą. Ekologinių nišų sutapimas reiškia persidengimą išilgai nišų pločio ir hipertūrių persidengimą.Ekologinės nišos plotis yra santykinis parametras, kuris vertinamas lyginant su kitų rūšių ekologinės nišos pločiu. Eurybiontai paprastai turi platesnes ekologines nišas nei stenobiontai. Tačiau ta pati ekologinė niša gali būti skirtingo pločio pagal skirtingus
6
kryptys: pavyzdžiui, pagal erdvinį pasiskirstymą, maisto ryšius ir kt.
Ekologinė niša sutampa, kai skirtingos rūšys gyvena kartu, naudodamos tuos pačius išteklius. Persidengimas gali būti visiškas arba dalinis, atsižvelgiant į vieną ar kelis ekologinės nišos parametrus.
Jei dviejų rūšių organizmų ekologinės nišos labai skiriasi viena nuo kitos, tai šios rūšys, turinčios tą pačią buveinę, tarpusavyje nekonkuruoja (3 pav.).
Jei ekologinės nišos dalinai persidengia (2 pav.), tai jų sambūvis bus įmanomas dėl kiekvienos rūšies specifinių prisitaikymų.
Jeigu vienos rūšies ekologinė niša apima ir kitos rūšies ekologinę nišą (1 pav.), tuomet kyla intensyvi konkurencija, dominuojantis konkurentas nustumia savo varžovą į fitneso zonos periferiją.
Konkurencija turi svarbių pasekmių aplinkai. Gamtoje kiekvienos rūšies individai vienu metu patiria tarprūšinę ir tarprūšinę konkurenciją. Tarprūšinės jos pasekmės
7
jis yra priešingas tarprūšiniam, nes susiaurina buveinių plotą ir būtinų aplinkos išteklių kiekį bei kokybę. Tarprūšinė konkurencija skatina teritorinį rūšių pasiskirstymą, tai yra erdvinės ekologinės nišos plėtimąsi. Galutinis rezultatas yra tarprūšinės ir tarprūšinės konkurencijos santykis. Jei tarprūšinė konkurencija yra didesnė, tam tikros rūšies arealas sumažėja iki teritorijos, kurioje yra optimalios sąlygos, ir kartu didėja rūšies specializacija.
1.3. Nišinė diferenciacija.
Taigi, ekosistemos įgyvendina dėsnį, panašų į Pauli išskyrimo principą kvantinėje fizikoje: tam tikroje kvantinėje sistemoje daugiau nei vienas fermionas (dalelės, kurių sukinys yra pusiau sveikasis skaičius, pvz., elektronai, protonai, neutronai ir kt.) negali būti tame pačiame lygyje. kvantinė būsena.). Ekosistemose taip pat vyksta ekologinių nišų kvantavimas, kurios paprastai yra aiškiai lokalizuotos kitų ekologinių nišų atžvilgiu. Tam tikroje ekologinėje nišoje, ty šią nišą užimančioje populiacijoje, diferenciacija tęsiasi į konkretesnę
8
nišos, kurias užima kiekvienas konkretus individas, o tai lemia šio individo statusą šios populiacijos gyvenime.
Ar tokia diferenciacija atsiranda daugiau žemi lygiai sistemos hierarchija, pavyzdžiui, daugialąsčio organizmo lygyje? Čia taip pat galima išskirti įvairius ląstelių „tipus“ ir mažesnius „kūnus“, kurių struktūra lemia jų funkcinę paskirtį organizmo viduje. Kai kurios iš jų yra nejudančios, jų kolonijos sudaro organus, kurių paskirtis prasminga tik viso organizmo atžvilgiu. Yra ir judrių paprastų organizmų, kurie tarsi gyvena savo „asmeninį“ gyvenimą, kuris vis dėlto visiškai patenkina viso daugialąsčio organizmo poreikius.Pavyzdžiui, raudonieji kraujo kūneliai daro tik tai, ką „gali“: suriša deguonį vienoje vietoje ir išleistas kitur. Tai yra jų „ekologinė niša“. Kiekvienos organizmo ląstelės gyvybinė veikla sukonstruota taip, kad „gyvendama sau“, kartu dirbtų viso organizmo labui. Toks darbas mūsų visai nevargina, kaip nevargina maisto valgymo procesas ar tai, ką mėgstame daryti (nebent visa tai, žinoma, saikingai). Ląstelės išsidėsčiusios taip, kad jos tiesiog negali gyventi kitaip, kaip ir bitė negali gyventi nesurinkusi iš gėlių nektaro ir žiedadulkių (tikriausiai tai jai teikia kažkokį malonumą).
Taigi visa gamta „nuo viršaus iki apačios“ atrodo persmelkta diferenciacijos idėjos, kuri ekologijoje susiformavo ekologinės nišos sampratoje, kuri tam tikra prasme yra analogiška žmogaus organui ar posistemiui. gyvas organizmas. Patys šie „organai“ susidaro veikiami išorinės aplinkos, tai yra, jų formavimuisi taikomi supersistemos, mūsų atveju – biosferos, reikalavimai.
9
1.4. Nišos evoliucija.
Taigi žinoma, kad panašiomis sąlygomis susidaro panašios ekosistemos su ta pačia ekologinių nišų rinkiniu, net jei šios ekosistemos yra skirtingose geografinėse zonose, atskirtose neįveikiamų kliūčių. Ryškiausias pavyzdys šiuo atžvilgiu yra gyvasis Australijos pasaulis, ilgam laikui išsivystė atskirai nuo likusio sausumos pasaulio. Australijos ekosistemose galima nustatyti funkcines nišas, kurios yra lygiavertės atitinkamoms kitų žemynų ekosistemų nišoms. Šias nišas užima tos biologinės grupės, kurios yra tam tikros vietovės faunoje ir floroje, tačiau panašiai specializuotos atlikti tas pačias funkcijas ekosistemoje, kurios būdingos šiai ekologinei nišai. Tokie organizmų tipai vadinami ekologiškai lygiaverčiais. Pavyzdžiui, Australijos didžiosios kengūros prilygsta Šiaurės Amerikos bizonams ir antilopėms (abiejuose žemynuose šiuos gyvūnus dabar daugiausia pakeičia karvės ir avys). Panašūs reiškiniai evoliucijos teorijoje vadinami paralelizmu. Labai dažnai lygiagretumą lydi daugelio morfologinių (iš graikiško žodžio morphe – forma) bruožų suartėjimas (konvergencija). Taigi, nepaisant to, kad visą pasaulį užkariavo augalai, Australijoje kažkodėl beveik visi žinduoliai yra žvėrys, išskyrus kelias gyvūnų rūšis, atvežtas daug vėliau, nei pagaliau susiformavo gyvasis Australijos pasaulis. Tačiau čia taip pat aptinkami dygliakrūmiai, voveraitės, vilkas ir kt. Visi šie gyvūnai ne tik funkciniu, bet ir morfologiniu požiūriu yra panašūs į atitinkamus mūsų ekosistemų gyvūnus, nors tarp jų nėra jokio ryšio. Visa tai liudija tam tikros ekosistemų formavimosi „programos“ buvimą šiose specifinėse
10
sąlygos. Visa materija, kurios kiekviena dalelė galogramoje saugo informaciją apie visą Visatą, gali veikti kaip „genai“, kurie saugo šią programą. Ši informacija realiame pasaulyje realizuojama gamtos dėsnių pavidalu, kurie prisideda prie to, kad įvairūs gamtos elementai galisulankstyti į tvarkingas struktūras visai ne savavališkai, o vieninteliu įmanomu būdu arba bent jau keliais įmanomais būdais. Taigi, pavyzdžiui, vandens molekulė, gauta iš vieno deguonies atomo ir dviejų vandenilio atomų, turi tą pačią erdvinę formą, nepriklausomai nuo to, ar reakcija vyko mūsų šalyje, ar Australijoje, nors Izaoko Asimovo skaičiavimais, yra tik viena galimybė. suprato.iš 60 mln. Tikriausiai kažkas panašaus nutinka ir ekosistemų formavimosi atveju.
Taigi bet kurioje ekosistemoje yra tam tikras potencialiai galimų (virtualių) ekologinių nišų rinkinys, griežtai susietas viena su kita, skirtas užtikrinti ekosistemos vientisumą ir tvarumą. Ši virtuali struktūra yra savotiškas šios ekosistemos „biolaukas“, kuriame yra jos tikrosios (tikrosios) struktūros „standartas“. Ir apskritai net nesvarbu, kokia šio biolauko prigimtis: elektromagnetinis, informacinis, idealus ar dar koks nors. Svarbus pats jo egzistavimo faktas. Bet kurioje natūraliai susiformavusioje ekosistemoje, nepatyrusioje žmogaus poveikio, visos ekologinės nišos yra užpildytos. Tai vadinama prievolės užpildyti ekologines nišas taisykle. Jos mechanizmas pagrįstas gyvybės savybe tankiai užpildyti visą jai prieinamą erdvę (erdve šiuo atveju turime omenyje aplinkos veiksnių hipertūrį). Viena iš pagrindinių sąlygų, užtikrinančių šios taisyklės įgyvendinimą, yra pakankama rūšių įvairovė. Ekologinių nišų skaičius ir jų tarpusavio ryšys priklauso nuo vieno tikslo
11
ekosistemos kaip visumos funkcionavimas, turintis homeostazės (stabilumo), energijos surišimo ir išleidimo bei medžiagų apykaitos mechanizmus. Tiesą sakant, bet kurio gyvo organizmo posistemiai yra orientuoti į tuos pačius tikslus, o tai dar kartą rodo, kad reikia peržiūrėti tradicinį termino „gyva būtybė“ supratimą. Kaip gyvas organizmas negali normaliai egzistuoti be vieno ar kito organo, taip ir ekosistema negali būti stabili, jeigu nėra užpildytos visos jos ekologinės nišos.
2. Ekologinės nišos aspektai.
E ekologinė niša – sąvoka, anot Y. Odumo ,
talpesnis. Ekologinė niša, kaip parodė anglų mokslininkas C. Eltonas (1927), apima ne tik fizinę organizmo užimamą erdvę, bet ir funkcinį organizmo vaidmenį bendruomenėje. Eltonas išskyrė nišas kaip rūšies padėtį kitų rūšių atžvilgiu bendruomenėje. Plačiojo pripažinimo ir paplitimo sulaukė Ch.Eltono mintis, kad niša nėra buveinės sinonimas. Organizmui labai svarbi trofinė padėtis, gyvenimo būdas, ryšiai su kitais organizmais ir kt. ir jo padėtis išorinių veiksnių, kaip egzistavimo sąlygų, gradientų (temperatūra, drėgmė, pH, dirvožemio sudėtis ir tipas ir kt.) atžvilgiu.
Šiuos tris ekologinės nišos aspektus (erdvė, funkcinis organizmo vaidmuo, išoriniai veiksniai) Ch. Eltonas, ir daugiamatė niša (atsižvelgiama į visą biotinių ir abiotinių charakteristikų tūrį ir rinkinį). , hipertūris). Ekologinė organizmo niša priklauso ne tik nuo to, kur jis gyvena, bet ir apima bendrą jo aplinkosaugos poreikių kiekį.
12
Kūnas ne tik patiria aplinkos veiksnių veikimą, bet ir kelia jiems savo reikalavimus.
3. Šiuolaikinė ekologinės nišos samprata.
Jis buvo suformuotas remiantis J. Hutchinson (1957) pasiūlytu modeliu. Pagal šį modelį ekologinė niša – tai įsivaizduojamos daugiamatės erdvės (hipertūrio) dalis, kurios atskiri matmenys atitinka normaliai organizmo egzistavimui ir dauginimuisi būtinus veiksnius. Hačinsono nišą, kurią vadinsime daugiamačia (hipererdve), galima apibūdinti naudojant kiekybines charakteristikas ir su ja operuoti naudojant matematinius skaičiavimus ir modelius. R. Whittaker (1980) ekologinę nišą apibrėžia kaip rūšies padėtį bendrijoje, o tai reiškia, kad bendrija jau yra susieta su tam tikru biotopu, t.y. su tam tikru fizikinių ir cheminių parametrų rinkiniu. Todėl ekologinė niša yra terminas, apibūdinantis rūšies populiacijos specializaciją bendruomenėje.
Biocenozėje esančių rūšių grupės, turinčios panašias funkcijas ir vienodo dydžio nišas, vadinamos gildijomis. Rūšys, užimančios tas pačias nišas skirtingose geografinėse vietovėse, vadinamos ekologiniais atitikmenimis.
4. Ekologinių nišų individualumas ir originalumas.
Kad ir kaip arti buveinėse būtų organizmai (ar rūšys apskritai), kad ir kokios artimos būtų jų funkcinės charakteristikos biocenozėse, jie niekada neužims tos pačios ekologinės nišos. Taigi ekologinių nišų mūsų planetoje skaičius nesuskaičiuojamas.
13
Vaizdžiai tariant, galima įsivaizduoti žmonių populiaciją, kurios visi individai turi tik savo unikalią nišą. Neįmanoma įsivaizduoti dviejų absoliučiai identiškų žmonių, turinčių absoliučiai identiškas morfofiziologines ir funkcines savybes, įskaitant tokias kaip psichinis, požiūris į savo rūšį, absoliutus poreikis maisto rūšiai ir kokybei, seksualiniai santykiai, elgesio normos ir kt. Bet atskiros nišos įvairių žmonių gali sutapti dėl atskirų aplinkos parametrų. Pavyzdžiui, studentus gali sieti vienas universitetas, konkretūs dėstytojai, o tuo pačiu jie gali skirtis savo elgesiu visuomenėje, maisto pasirinkimu, biologine veikla ir pan.
5. Ekologinių nišų rūšys.
Yra du pagrindiniai ekologinių nišų tipai. Pirma, tai
fundamentalioji (formalioji) niša – didžiausia „abstrakčiai apgyvendinta
hipertūris“, kur aplinkos veiksnių veikimas be konkurencijos įtakos užtikrina maksimalų rūšies gausumą ir funkcionavimą. Tačiau rūšis patiria nuolatinius aplinkos veiksnių pokyčius savo arealo ribose. Be to, kaip jau žinome, vieno veiksnio veikimo padidėjimas gali pakeisti rūšies santykį su kitu veiksniu (Libigo dėsnio pasekmė), gali pasikeisti jo arealas. Dviejų veiksnių veikimas vienu metu gali pakeisti rūšies požiūrį į kiekvieną iš jų konkrečiai. Ekologinėse nišose visada yra biotinių apribojimų (plėšrūnų, konkurencijos). Visi šie veiksmai lemia tai, kad rūšis iš tikrųjų užima ekologinę erdvę, kuri yra daug mažesnė nei pagrindinės nišos hipererdvė. Šiuo atveju kalbama apie realizuotą nišą, t.y. tikra niša.
14
6.
nišos erdvė.
Ekologinės rūšių nišos yra daugiau nei rūšies santykis su vienu aplinkos gradientu. Daugelį daugiamatės erdvės ženklų ar ašių (hipertūrio) labai sunku išmatuoti arba jų negalima išreikšti tiesiniais vektoriais (pavyzdžiui, elgesys, priklausomybė ir pan.). Todėl būtina, kaip teisingai pastebėjo R. Whittaker (1980), nuo nišos ašies sampratos (prisiminkime nišos plotį pagal vieną ar daugiau parametrų) prie daugiamačio jos apibrėžimo sampratos, kuri atskleis rūšių santykių pobūdį su visu jų adaptacinių ryšių spektru .
Jei pagal Eltono sampratą niša yra rūšies „vieta“ ar „padėtis“ bendrijoje, tai teisinga jai suteikti tam tikrus išmatavimus. Pasak Hutchinsono, nišą gali apibrėžti daugybė bendruomenės aplinkos kintamųjų, prie kurių rūšis turi būti pritaikyta. Šie kintamieji apima ir biologinius rodiklius (pavyzdžiui, maisto dydį), ir nebiologinius (klimatinius, orografinius, hidrografinius ir kt.). Šie kintamieji gali tarnauti kaip ašys, pagal kurias atkuriama daugiamatė erdvė, vadinama ekologine erdve arba nišine erdve. Kiekviena rūšis gali prisitaikyti arba būti atspari tam tikram kiekvieno kintamojo verčių diapazonui. Visų šių kintamųjų viršutinė ir apatinė ribos nusako ekologinę erdvę, kurią rūšis gali užimti. Tai yra pagrindinė Hutchinsono supratimo niša. Supaprastinta forma tai gali būti įsivaizduojama kaip „n-pusė dėžutė“, kurios šonai atitinka stabilumo ribas.
vaizdas ant nišos ašių. Taikant daugiamatį požiūrį į bendruomenės nišos erdvę, galime sužinoti rūšių padėtį erdvėje, rūšies reakcijos pobūdį veikiant daugiau nei vienam kintamajam, santykiniam
15
nišiniai dydžiai.
Išvada.
18
Bibliografija:
- Černova N.M., Bylova A.M. Ekologija.- M.: Švietimas, 1988.
Brodskis A.K. Trumpas kursas bendroji ekologija, vadovėlis universitetams.- Sankt Peterburgas: "Dekanas", 2000. - 224 p.
ir tt................
