Zdefiniuj niszę ekologiczną. Jak rozumiesz określenie „ludzka nisza ekologiczna”?
adaptacyjna substancja zanieczyszczająca środowisko
Nisza ekologiczna to pozycja gatunku, w której się znajduje wspólny system biocenoza, zespół jej biocenotycznych powiązań i wymagań Czynniki abiotyczneśrodowisko. Nisza ekologiczna odzwierciedla udział gatunku w biocenozie. W tym przypadku nie chodzi o jego położenie terytorialne, ale o funkcjonalny przejaw organizmu w zbiorowości. Według Ch. Eltona (1934) nisza ekologiczna to „miejsce w środowisku życia, stosunek gatunku do pożywienia i do wrogów”. Koncepcja niszy ekologicznej okazała się bardzo owocna w zrozumieniu praw żyć razem gatunek. Oprócz C. Eltona nad jego rozwojem pracowało wielu ekologów, m.in. D. Grinnell, G. Hutchinson, Y. Odum i inni.
Każdy gatunek lub jego części (populacje, grupy różnej rangi) zajmują określone miejsce w swoim środowisku. Na przykład, pewien typ zwierzę nie może samowolnie zmieniać swojej racji pokarmowej, pory karmienia, miejsca rozrodu, schronienia itp. W przypadku roślin takie warunkowanie warunków wyraża się np. poprzez umiłowanie światła lub cienia, miejsca w pionowym podziale zbiorowiska (ograniczone do określonego poziomu), czas najaktywniejszego sezonu wegetacyjnego. Na przykład pod okapem lasu niektórym roślinom udaje się zakończyć główny cykl życiowy, kończący się dojrzewaniem nasion, zanim zakwitną liście korony drzew (wiosenne efemerydy). W późniejszym czasie ich miejsce zajmują inne, bardziej tolerancyjne na cień rośliny. Grupa specjalna rośliny są w stanie szybko zająć wolną przestrzeń (rośliny pionierskie), ale mają niską zdolność konkurencyjną i dlatego szybko ustępują miejsca innym (bardziej konkurencyjnym) gatunkom.
Rycina 1 Nisze ekologiczne organizmów żerujących na korzeniach (1), wydzielinach korzeni (2), liściach (3), tkankach łodyg i pnia (4), owocach i nasionach (5, 6), kwiatach i pyłkach (7, 8), soki (9) i nerki (10) (wg I. N. Ponomareva, 1975)
Podane przykłady ilustrują niszę ekologiczną lub jej poszczególne elementy. Przez niszę ekologiczną rozumie się zwykle miejsce organizmu w przyrodzie i cały sposób jego aktywności życiowej, czyli, jak mówią, stan życia, w tym stosunek do czynników środowiskowych, rodzaje pożywienia, czas i sposoby żywienia, miejsca rozrodu , schronienia itp. Koncepcja ta jest znacznie bardziej wszechstronna i znacząca niż koncepcja „siedliska”. Amerykański ekolog Odum w przenośni nazwał siedlisko „adresem” organizmu (gatunku), a niszę ekologiczną „zawódem”. Z reguły żyją w jednym siedlisku duża liczba organizmy różne rodzaje. Na przykład las mieszany jest siedliskiem setek gatunków roślin i zwierząt, ale każdy z nich ma swój własny i tylko jeden „zawód” - niszę ekologiczną. Zatem podobne siedlisko, jak wspomniano powyżej, w lesie zajmują łosie i wiewiórki. Ale ich nisze są zupełnie inne: wiewiórka żyje głównie w koronach drzew, żeruje na nasionach i owocach, rozmnaża się tam itp. Cały cykl życiowy łosia związany jest z przestrzenią podokapową: żeruje na zielonych roślinach lub ich częściach, rozmnażanie się i schronienie w zaroślach itp. itp. Jeśli organizmy zajmują różne nisze ekologiczne, zwykle nie wchodzą w relacje konkurencyjne, ich sfery działania i wpływów są rozdzielone. W takim przypadku związek uważa się za neutralny. Jednocześnie w każdym ekosystemie występują gatunki, które zajmują tę samą niszę lub jej elementy (pożywienie, schronienie itp.). W tym przypadku konkurencja jest nieunikniona, walka o posiadanie niszy. Powiązania ewolucyjne rozwinęły się w taki sposób, że gatunki o podobnych wymaganiach środowiskowych nie mogą długo współistnieć. Schemat ten nie jest pozbawiony wyjątków, jest jednak na tyle obiektywny, że formułuje się go w formie przepisu zwanego „zasadą wykluczenia konkurencyjnego”. Autorem tej reguły jest ekolog G. F. Gause. Brzmi to tak: jeśli dwa gatunki o podobnych wymaganiach wobec środowiska (żywienie, zachowanie, miejsca rozrodu itp.) wchodzą w relację konkurencyjną, to jeden z nich musi umrzeć lub zmienić tryb życia i zająć nową niszę ekologiczną. Czasami, na przykład, aby złagodzić ostre stosunki konkurencyjne, wystarczy, że jeden organizm (zwierzę) zmieni porę karmienia, nie zmieniając samego rodzaju pożywienia (jeśli konkurencja występuje w zawiązku stosunków pokarmowych) lub znajdzie nowe siedlisko (jeśli w oparciu o ten czynnik odbywa się konkurencja) itp.
Wśród innych właściwości nisz ekologicznych zauważamy, że organizm (gatunek) może je zmieniać w ciągu całego swojego życia koło życia. Bardzo świecący przykład pod tym względem - owady. Zatem nisza ekologiczna larw chrabąszcza majowego związana jest z glebą i żerowaniem na systemach korzeniowych roślin. Jednocześnie nisza ekologiczna chrząszczy związana jest ze środowiskiem lądowym, żerującym na zielonych częściach roślin.
Formy życia organizmów są w dużej mierze związane z niszami ekologicznymi. Do tych ostatnich zaliczają się grupy gatunków, które często są systematycznie oddalone od siebie, ale w wyniku życia w podobnych warunkach rozwinęły te same adaptacje morfologiczne. Na przykład podobieństwo form życia charakteryzują delfiny (ssaki) i intensywne przemieszczanie się środowisko wodne ryba drapieżna. W warunkach stepowych podobne formy życia reprezentują skoczki i kangury (skoczki). W flora Poszczególne formy życia reprezentowane są przez liczne gatunki drzew, które zajmują górną warstwę w postaci nitki, krzewy istniejące pod okapem lasu i trawy w runie.
Nieograniczona nisza ekologiczna pozwoliła mu stać się gatunkiem wyjątkowym, zdolnym do podporządkowania sobie innych gatunków i ich zniszczenia. Zjawiska takie są obce gatunkom, które egzystują w granicach ekosystemów i zajmują określone miejsca w łańcuchach pokarmowych, gdyż zniszczenie innych gatunków jest równoznaczne z samozagładą. Jest to jeden z paradoksów rozwoju człowieka jako istoty biospołecznej. Człowiek zapewnił sobie przemianę w hipereurybionta nie poprzez mechanizmy biochogiczne, lecz za pomocą środków technicznych, w związku z czym w dużej mierze utracił potencjał adaptacji biologicznej. Z tego powodu człowiek jest jednym z pierwszych kandydatów do opuszczenia areny życia w wyniku wywołanych przez niego zmian środowiskowych.
Przez niszę ekologiczną rozumie się zwykle miejsce organizmu w przyrodzie i cały sposób jego aktywności życiowej, czyli, jak mówią, stan życia, w tym stosunek do czynników środowiskowych, rodzaje pożywienia, czas i sposoby żywienia, miejsca rozrodu , schronienia itp. Koncepcja ta jest znacznie bardziej wszechstronna i znacząca niż koncepcja „siedliska”. Amerykański ekolog Odum w przenośni nazwał siedlisko „adresem” organizmu (gatunku), a niszę ekologiczną „zawódem”.
Zatem nisza ekologiczna charakteryzuje stopień specjalizacji biologicznej gatunku. Ekologiczną specyfikę gatunków podkreśla aksjomat ekologicznej adaptacji: „Każdy gatunek przystosowany jest do ściśle określonych, specyficznych warunków życia – niszy ekologicznej”.
G. Hutchinson zaproponował koncepcję podstawowej i zrealizowanej niszy ekologicznej.
Podstawowy odnosi się do całego zestawu warunków, w których gatunek może z powodzeniem istnieć i rozmnażać się. W przyrodzie gatunki nie rozwijają jednak wszystkich odpowiednich dla siebie zasobów, przede wszystkim ze względu na stosunki konkurencyjne.
Realizowaną niszą ekologiczną jest pozycja gatunku w określonym zbiorowisku, gdzie jest ona ograniczona złożonymi relacjami biocenotycznymi. Te. nisza podstawowa to potencjalne możliwości gatunku, nisza zrealizowana to ta część, która może zostać zrealizowana w danych warunkach. Zatem zrealizowana nisza jest zawsze mniejsza niż podstawowa.
Z rysunku wynikają trzy ważne zasady.
- 1. 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.
- 2. Połączenie wymagań organizmu na różne czynniki nie jest arbitralne: wszystkie organizmy są przystosowane do reżimów czynników „połączonych”, wzajemnie powiązanych i współzależnych.
- 3. Jeżeli reżim któregokolwiek, przynajmniej jednego, czynnika środowiskowego w siedlisku osobników danego gatunku zmienił się w taki sposób, że jego wartości wykraczają poza granice niszy jako hiperprzestrzeń, to oznacza to zniszczenie nisza, czyli ograniczenie lub niemożność zachowania gatunku w tym siedlisku.
Ponieważ gatunki organizmów są ekologicznie indywidualne, mają również określone nisze ekologiczne. Tak więc, ile jest na Ziemi gatunków organizmów żywych, tyle samo jest nisz ekologicznych.
W przyrodzie również obowiązuje zasada, że nisze ekologiczne są obowiązkowe: „Pusta nisza ekologiczna zawsze i na pewno zostanie zapełniona”. Mądrość ludowa sformułował te dwa postulaty następująco: „Dwa niedźwiedzie nie mogą współistnieć w jednej norze” oraz „Natura nie znosi próżni”.
Jeśli organizmy zajmują różne nisze ekologiczne, zwykle nie wchodzą w relacje konkurencyjne, ich sfery działania i wpływów są rozdzielone. W takim przypadku związek uważa się za neutralny.
Jednocześnie w każdym ekosystemie występują gatunki, które zajmują tę samą niszę lub jej elementy (pożywienie, schronienie itp.). W tym przypadku konkurencja jest nieunikniona, walka o posiadanie niszy. Powiązania ewolucyjne rozwinęły się w taki sposób, że gatunki o podobnych wymaganiach środowiskowych nie mogą długo współistnieć. Schemat ten nie jest pozbawiony wyjątków, jest jednak na tyle obiektywny, że formułuje się go w formie przepisu zwanego „zasadą wykluczenia konkurencyjnego”. Autorem tej reguły jest ekolog G. F. Gause. Brzmi to tak: „jeśli dwa gatunki o podobnych wymaganiach wobec środowiska (żywienie, zachowanie, miejsca rozrodu itp.) wchodzą w relację konkurencyjną, to jeden z nich musi umrzeć lub zmienić tryb życia i zająć nową niszę ekologiczną”. Czasami, na przykład, aby złagodzić ostre stosunki konkurencyjne, wystarczy, że jeden organizm (zwierzę) zmieni porę karmienia, nie zmieniając samego rodzaju pożywienia (jeśli konkurencja występuje w zawiązku stosunków pokarmowych) lub znajdzie nowe siedlisko (jeśli w oparciu o ten czynnik odbywa się konkurencja) itp.
Wśród innych właściwości nisz ekologicznych zauważamy, że organizm (gatunek) może je zmieniać w trakcie swojego cyklu życia.
Zbiorowiska (biocenozy, ekosystemy) powstają zgodnie z zasadą wypełniania nisz ekologicznych. W naturalnie ugruntowanej społeczności zwykle wszystkie nisze są zajęte. To właśnie w takich zbiorowiskach, np. w długowiecznych (rodzimych) lasach, prawdopodobieństwo wprowadzenia nowych gatunków jest bardzo niskie.
Nisze ekologiczne wszystkich żywych organizmów dzielą się na specjalistyczne i ogólne. Podział ten zależy od głównych źródeł pożywienia odpowiednich gatunków, wielkości siedliska i wrażliwości na abiotyczne czynniki środowiska.
Wyspecjalizowane nisze. Większość gatunków roślin i zwierząt jest przystosowana do istnienia jedynie w wąskim zasięgu warunki klimatyczne i inne cechy środowiskożywią się ograniczoną liczbą roślin i zwierząt. Gatunki takie mają wyspecjalizowaną niszę, która określa ich siedlisko środowisko naturalne. Zatem panda wielka ma wysoce wyspecjalizowaną niszę, ponieważ w 99% żeruje na liściach i pędach bambusa. Masowe niszczenie niektórych rodzajów bambusa na obszarach Chin, gdzie żyła panda, doprowadziło do wyginięcia tego zwierzęcia.
Gatunki posiadające wspólne nisze charakteryzują się łatwą adaptacją do zmian czynników środowiskowych. Mogą z powodzeniem egzystować w różnych miejscach, jeść różnorodne pokarmy i wytrzymywać ostre wahania warunków naturalnych. Wspólne nisze ekologiczne znajdują się wśród much, karaluchów, myszy, szczurów, ludzi itp.
W przypadku gatunków posiadających ogólne nisze ekologiczne zagrożenie wyginięciem jest znacznie mniejsze niż w przypadku gatunków posiadających wyspecjalizowane nisze ekologiczne.
Nisza ekologiczna człowieka
Człowiek jest jednym z przedstawicieli królestwa zwierząt, gatunku biologicznego z klasy ssaków. Pomimo tego, że ma wiele specyficznych właściwości (umysł, artykułowana mowa, aktywność zawodowa, biospołeczność itp.), nie straciła swojej esencja biologiczna i wszystkie prawa ekologii obowiązują dla niego w takim samym stopniu, jak dla innych żywych organizmów.
Człowiek ma także swoją, charakterystyczną dla siebie, niszę ekologiczną, czyli zespół wymagań dla wielu czynników środowiskowych, wypracowany w procesie ewolucji. Przestrzeń, w której zlokalizowana jest nisza ludzka (czyli miejsce, w którym reżimy czynnikowe nie wykraczają poza granice tolerancji odziedziczone po przodkach) jest bardzo ograniczona.
Jako gatunek biologiczny człowiek może żyć jedynie na obszarze pasa równikowego (tropiki, subtropiki), skąd wywodzi się rodzina hominidów. W pionie nisza rozciąga się na wysokości około 3,0-3,5 km nad poziomem morza.
Dzięki wspomnianym powyżej specyficznym (przede wszystkim społecznym) właściwościom człowiek poszerzał granice swojego początkowego obszaru (siedliska), osiedlał się na wysokich, średnich i niskich szerokościach geograficznych, opanował głębiny oceanu i przestrzeni kosmicznej. Jednak jego podstawowa nisza ekologiczna pozostała praktycznie niezmieniona i może przetrwać poza swoim pierwotnym zasięgiem, pokonując opór czynników ograniczających nie poprzez adaptację, ale za pomocą specjalnie stworzonych urządzeń i urządzeń ochronnych (ogrzewane mieszkania, ciepła odzież, urządzenia tlenowe itp.), które imitują swoją niszę w taki sam sposób, w jaki robi się to w przypadku egzotycznych zwierząt i roślin w ogrodach zoologicznych, oceanariach i ogrodach botanicznych. Aby jednak w pełni odtworzyć wszystkie czynniki niezbędne dla danej osoby z punktu widzenia prawa tolerancji nie zawsze jest to możliwe. Na przykład w locie kosmicznym nie da się takiego odtworzyć najważniejszy czynnik jak grawitacja, a po powrocie na Ziemię z długiej wyprawy kosmicznej astronauci potrzebują czasu na ponowną adaptację.
W warunkach przedsiębiorstw przemysłowych wiele czynników (hałas, wibracje, temperatura, pola elektromagnetyczne, zanieczyszczenia szeregiem substancji w powietrzu itp.) okresowo lub stale przekraczają granice tolerancji Ludzkie ciało. Ma to na nią negatywny wpływ: tzw choroby zawodowe, okresowy stres. Dlatego istnieje specjalny systemśrodki techniczne i organizacyjne mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa pracy poprzez zmniejszenie poziomu narażenia organizmu na niebezpieczne i szkodliwe dla środowiska czynniki produkcji.
Nie zawsze możliwe jest zapewnienie optymalnych warunków dla takich czynników, dlatego w wielu branżach całkowity staż pracy pracowników jest ograniczony, długość dnia pracy jest zmniejszona (na przykład podczas pracy z substancjami toksycznymi - do czterech godzin). Tworzone są specjalne urządzenia konstrukcyjne mające na celu redukcję drgań i hałasu w kabinach pojazdów trakcyjnych.
Produkcja ludzka i działalność gospodarcza, wykorzystanie (przetwarzanie) zasoby naturalne nieuchronnie prowadzi do powstania przez produkty(„odpady”) rozproszone w środowisku.
Przedostanie się do wody, gleby, atmosfery, przedostanie się do żywności związki chemiczne są czynnikami środowiskowymi, a więc elementami niszy ekologicznej. W stosunku do nich (szczególnie w górnych granicach) odporność organizmu człowieka jest niska, a takie substancje okazują się czynnikami ograniczającymi, niszczącymi niszę.
Z powyższego wynika druga podstawowa zasada ochrony przyrody z punktu widzenia ekologicznego: „Ochrona przyrody (i środowiska) polega na systemie działań mających na celu zachowanie nisz ekologicznych organizmów żywych, w tym człowieka”.
Zatem albo nisza ludzka zostanie zachowana dla obecnych i przyszłych pokoleń, albo człowiek jako gatunek biologiczny jest skazany na wyginięcie.
Nisza ekologiczna
1. Pojęcie „niszy ekologicznej”
2. Nisza ekologiczna i ekosystemy
Wniosek
Literatura
1. Pojęcie „niszy ekologicznej”
Nisza ekologiczna , miejsce zajmowane przez gatunek (a dokładniej jego populację) w zbiorowisku (biocenoza). 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. Grinell (1917). Interpretację niszy ekologicznej jako pozycji gatunku w łańcuchach pokarmowych jednej lub kilku biocenoz podał angielski ekolog C. Elton (1927). Taka interpretacja pojęcia Nisza ekologiczna pozwala nam dać cechy ilościowe Nisza ekologiczna dla każdego gatunku lub jego poszczególnych populacji. W tym celu liczebność gatunku (liczba osobników lub biomasa) porównuje się w układzie współrzędnych ze wskaźnikami 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 jest przystosowany w trakcie rozwoju ewolucyjnego. Miejsce zajmowane przez gatunek (jego populację) w przestrzeni (przestrzenna nisza ekologiczna) częściej nazywane jest siedliskiem.
Nisza ekologiczna - czasoprzestrzenna pozycja organizmu w ekosystemie (gdzie, kiedy i co żeruje, gdzie zakłada gniazdo itp.)
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zwierzęta muszą ze sobą konkurować o pożywienie i schronienie. Jednak zdarza się to rzadko, ponieważ zajmują różne nisze ekologiczne. Przykład: dzięcioły wydobywają larwy spod kory za pomocą ziarna wróbla. I muchołówki i nietoperzełapać muszki, ale w inny czas- dzień i noc. Żyrafa zjada liście z koron drzew i nie stanowi konkurencji dla innych roślinożerców.
Każdy gatunek zwierząt ma swoją niszę, co minimalizuje konkurencję z innymi gatunkami. Dlatego w zrównoważonym ekosystemie obecność jednego gatunku zwykle nie zagraża innemu.
Dostosowanie do różnych nisz wiąże się z działaniem prawa czynnika ograniczającego. Próbując wykorzystać zasoby spoza swojej niszy, zwierzę naraża się na stres, tj. wraz ze wzrostem oporu ośrodka. Innymi słowy, we własnej niszy konkurencyjność jest duża, ale poza nią znacznie słabnie lub całkowicie zanika.
Adaptacja zwierząt do określonych nisz trwała miliony lat i przebiegała inaczej w każdym ekosystemie. Gatunki wprowadzone z innych ekosystemów mogą spowodować wyginięcie lokalnych właśnie w wyniku udanej rywalizacji o ich nisze.
1. Szpaki sprowadzone do Ameryki Północnej z Europy, ze względu na swoje agresywne zachowanie terytorialne, wyparły miejscowe „niebieskie” ptaki.
2. Zdziczałe osły zatruły ekosystemy pustynne, wypierając owce gruborogie.
3. W 1859 roku sprowadzono do Australii z Anglii króliki na polowania sportowe. Warunki naturalne okazały się dla nich sprzyjające, a lokalne drapieżniki nie były groźne. W rezultacie
4. Rolnicy szukają metod zwalczania chwastu, którego wcześniej nie spotykano w Dolinie Nilu. Niska roślina o dużych liściach i potężnych korzeniach od kilku lat atakuje uprawne ziemie Egiptu. Lokalni agronomowie uważają go za niezwykle aktywnego szkodnika. Okazuje się, że roślina ta znana jest w Europie pod nazwą „chrzan wiejski”. Prawdopodobnie sprowadzili go rosyjscy specjaliści budujący zakład metalurgiczny.
Pojęcie niszy ekologicznej dotyczy także roślin. Podobnie jak zwierzęta, ich konkurencyjność jest wysoka tylko w określonych warunkach.
Przykład: Platany rosną wzdłuż brzegów rzek i na terenach zalewowych, a dęby rosną na zboczach. Jawor jest przystosowany do gleby podmokłej. Nasiona jaworu rozprzestrzeniają się w górę zbocza i gatunek ten może tam rosnąć w przypadku braku dębów. Podobnie, gdy żołędzie wpadną do równiny zalewowej, giną z powodu nadmiaru wilgoci i nie są w stanie konkurować z platanami.
Nisza ekologiczna człowieka - skład powietrza, wody, pożywienia, warunki klimatyczne, poziom promieniowania elektromagnetycznego, ultrafioletu, promieniowanie radioaktywne itp.
2. Nisza ekologiczna i ekosystemy
W różnym czasie pojęciu niszy ekologicznej przypisywano różne znaczenia. Początkowo słowo „nisza” oznaczało podstawową jednostkę rozmieszczenia gatunku w przestrzeni ekosystemu, podyktowaną ograniczeniami strukturalnymi i instynktownymi danego gatunku. Na przykład wiewiórki żyją na drzewach, łosie 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.
Wykorzystując koncepcję niszy ekologicznej, regułę Gause'a o wykluczeniu konkurencyjnym można przeformułować w następujący sposób: dwa różne gatunki nie mogą długi czas zajmują tę samą niszę ekologiczną, a nawet są częścią tego samego ekosystemu; jeden z nich musi albo umrzeć, albo zmienić się i zająć nową niszę ekologiczną. Nawiasem mówiąc, konkurencja wewnątrzgatunkowa jest często znacznie zmniejszona właśnie dlatego różne etapy Wiele organizmów w trakcie swojego cyklu życiowego 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. Jednak często 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.
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 szczegółowych nisz, które zajmują każdy konkretny osobnik, co determinuje status tego osobnika w życiu tej populacji.
Czy podobne zróżnicowanie występuje na więcej niskie poziomy hierarchia systemów, na przykład, na poziomie organizmu wielokomórkowego? Tutaj także możemy rozróżnić różne „typy” komórek i mniejsze „ciała”, których budowa determinuje ich budowę cel funkcjonalny wewnątrz ciała. Niektóre z nich są nieruchome, ich kolonie tworzą narządy, których przeznaczenie ma sens tylko w odniesieniu do organizmu jako całości. Istnieją również mobilne organizmy proste, które zdają się żyć własnym „osobistym” życiem, które jednak w pełni zaspokaja potrzeby całego organizmu wielokomórkowego. Na przykład czerwone krwinki robią tylko to, co „mogą” zrobić: wiążą tlen w jednym miejscu i uwalniają go w innym. 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 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 otoczenie zewnętrzne, czyli ich powstawanie podlega wymaganiom nadsystemu, w naszym przypadku - biosfery.
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, 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 wskazuje na obecność pewnego „programu” tworzenia ekosystemów w tych specyficznych warunkach. Cała materia może działać jako „geny” przechowujące ten program, a każda cząsteczka holograficznie przechowuje informacje o całym Wszechświecie. Informacja ta urzeczywistnia się w świecie rzeczywistym w postaci praw natury, które przyczyniają się do tego, że różne elementy przyrody mogą układać się w uporządkowane struktury wcale nie w sposób dowolny, ale w jedyny możliwy sposób lub przynajmniej w sposób kilka sposobów. możliwe sposoby. 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 (pod przestrzenią w w tym przypadku odnosi się do hiperobjętości czynników środowiskowych). Jednym z głównych warunków zapewniających realizację tej zasady jest obecność wystarczającej różnorodności gatunkowej.
Liczba nisz ekologicznych i ich wzajemne powiązania podporządkowane są jednemu celowi, jakim jest funkcjonowanie ekosystemu jako jednej całości, która posiada mechanizmy homeostazy (stabilności), wiązania i uwalniania energii oraz obiegu 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. Dlatego też podana powyżej ogólnie przyjęta definicja niszy ekologicznej najwyraźniej nie jest do końca poprawna. Wynika to ze stanu życiowego konkretnego organizmu (podejście redukcjonistyczne), natomiast potrzeby ekosystemu w realizacji jego żywotności ważne funkcje (podejście holistyczne). Określone typy organizmów mogą wypełnić daną niszę ekologiczną tylko wtedy, gdy odpowiada to ich statusowi życiowemu. Innymi słowy, status życia jest jedynie „prośbą” o niszę ekologiczną, ale jeszcze nie niszę samą w sobie. Zatem przez niszę ekologiczną należy najwyraźniej rozumieć jednostkę strukturalną ekosystemu, charakteryzującą się pewną funkcją niezbędną do zapewnienia żywotności ekosystemu i która w tym celu musi koniecznie zostać wypełniona organizmami o odpowiedniej specjalizacji morfologicznej.
Wniosek
Pozycja populacji w ekosystemie może być różna: od całkowitej dominacji (sosna zwyczajna w lesie sosnowym) po całkowitą zależność i podporządkowanie (światłolubne trawy pod okapem lasu). Jednocześnie z jednej strony stara się jak najpełniej realizować swoje procesy życiowe we własnym interesie, a z drugiej strony automatycznie zapewnia aktywność życiową innym populacjom tej samej biocenozy, będąc składnikiem łańcucha pokarmowego, a także poprzez powiązania tematyczne, adaptacyjne i inne.
Te. każda populacja, jako pełny przedstawiciel gatunku w ekosystemie, ma w nim swoje miejsce. Amerykański ekolog R. McIntosh nazwał to niszą ekologiczną.
Główne składniki nisz ekologicznych:
1. Specyficzne siedlisko ( właściwości fizykochemiczne ekotop i warunki klimatyczne);
2. Rola biocenotyczna (producent, konsument lub niszczyciel materii organicznej);
3. Pozycja wewnątrz siebie poziom troficzny(dominacja, współdominacja, podporządkowanie itp.);
4. Umieść w łańcuchu pokarmowym;
5. Miejsce w systemie stosunków biotycznych.
Inaczej mówiąc, nisza ekologiczna to sfera aktywności życiowej gatunku w ekosystemie. Ponieważ gatunek jest reprezentowany w ekosystemie przez jedną populację, oczywiste jest, że to populacja zajmuje w nim określoną niszę ekologiczną. Gatunek w zasadzie zajmuje swoją niszę ekologiczną w globalnym ekosystemie - biosferze. Bardziej złożone pytanie dotyczy tego, czy jednostka ma swoją własną niszę ekologiczną. Nisza nie tylko jako wycinek terytorium ekotopowego, ale także jako swego rodzaju własna i wyjątkowa rola, zdeterminowana zdolnością do walki o byt. W wielu przypadkach takiej roli nie da się określić ani praktycznie, ani teoretycznie. Na przykład komar w chmurze komarów lub roślina pszenicy dowolnej odmiany w agrocenozie nie różnią się od siebie żadnymi istotnymi parametrami. W innych przypadkach obecność własnej niszy ekologicznej jest oczywista: przywódca w stadzie wilków, królowa pszczół w ulu pszczół itp. Oczywiście im bardziej zróżnicowana lub społeczna jest społeczność (populacja), tym wyraźniej pojawiają się oznaki nisz ekologicznych każdego osobnika. Najwyraźniej różnicują się i zarysowują we wspólnotach ludzkich: prezydent państwa, szef firmy, gwiazda popu itp. i tak dalej.
Tak więc w ekologii ogólnej nisze ekologiczne są uważane za rzeczywistość dla takich taksonów, jak gatunek (podgatunek, odmiana) i populacja, a także dla poszczególnych zbiorowisk heterogenicznych - i dla jednostki. W społecznościach homogenicznych, biorąc pod uwagę miejsce i rolę poszczególnych jednostek, całkiem możliwe jest użycie terminu mikronisza.
Literatura
1. Radkiewicz V.A. Ekologia - Mn.: Vysh.shk., 1997, s. 107-108.
2. Solbrig O., Solbrig D. Biologia i ewolucja populacji. - M.: Mir, 1982.
3. Mirkin B.M. Czym są zbiorowiska roślinne? - M.: Nauka, 1986, s. 38-53.
4. Mamedov N.M., Surovegina I.T. Ekologia. - M.: School-Press, 1996, s. 106-111.
5. Shilov I.A. Ekologia. - M.: Szkoła wyższa, 2000, s. 389-393.
1. Każdy gatunek jest przystosowany do ściśle określonych warunków środowiskowych, a wymagania organizmów odziedziczone od przodków dotyczące składu i reżimów czynników środowiskowych określają granice rozmieszczenia gatunku, do którego należy ten organizm, to znaczy zasięg i w obrębie zasięg specyficznych siedlisk. Każdy rodzaj zwierzęcia, rośliny lub drobnoustroju jest w stanie normalnie żyć, żerować i rozmnażać się tylko w miejscu, w którym ewolucja przekazywała mu to przez wiele tysiącleci, począwszy od jego przodków. Aby oznaczyć to zjawisko, biolodzy zapożyczyli termin z architektury - słowo „nisza” i zaczęli mówić, że każdy typ żywego organizmu zajmuje w przyrodzie własną niszę ekologiczną, dla niego unikalną.
Nisza ekologiczna organizmu- jest to ogół wszystkich jego wymagań dotyczących warunków środowiskowych (skład i reżimy czynników środowiskowych) oraz miejsce, w którym te wymagania są spełnione, lub cały zespół wielu cech biologicznych i parametrów fizycznych środowiska, które determinują warunki istnienia konkretnego gatunku, jego przemianę energii, wymianę informacji z otoczeniem i własnym gatunkiem. Amerykański naukowiec John Grinnello wprowadził termin nisza ekologiczna w 1928 roku. Siedlisko gatunku to ograniczony przestrzennie zespół warunków środowiska abiotycznego i biotycznego, zapewniający cały cykl rozwojowy osobników lub grupy osobników tego samego gatunku.
Nisza ekologiczna charakteryzuje stopień specjalizacji biologicznej gatunku. Według naukowców siedliskiem organizmu jest jego adres, nisza ekologiczna to jego zawód, styl życia lub zawód. Ekologiczną specyfikę gatunku podkreśla aksjomat ekologicznej adaptacji: „każdy gatunek przystosowany jest do ściśle określonego, specyficznego dla niego zespołu warunków bytowania – niszy ekologicznej”. Gatunki organizmów są ekologicznie indywidualne, mają określone nisze ekologiczne. Nisz ekologicznych jest tyle, ile gatunków organizmów żywych na Ziemi. Organizmy prowadzące podobny tryb życia zwykle nie żyją w tych samych miejscach ze względu na konkurencję międzygatunkową. Radziecki biolog Gause w 1934 roku ustanowił zasadę konkurencyjnego wzajemnego wykluczania: dwa gatunki nie zajmują tej samej niszy ekologicznej. W przyrodzie obowiązują również zasady obowiązkowego wypełniania nisz ekologicznych: pusta nisza ekologiczna zawsze i na pewno zostanie wypełniona. Nisze ekologiczne są zawsze wypełniane, chociaż czasami zajmuje to sporo czasu.
Szczególnie ważne jest uwzględnienie naturalnych wzorców, próbując dopasować się do istniejącej sytuacji, aby stworzyć ludziom korzystniejsze warunki. Biolodzy udowodnili: w miastach, przy rosnącym zanieczyszczeniu terytorium Marnowanie jedzenia Liczba wron wzrasta. Próbując poprawić sytuację, w szczególności poprzez fizyczną eksterminację tych wron, ludność może spotkać się z faktem, że opuszczoną przez wrony niszę ekologiczną w środowisku miejskim szybko zasiedli gatunek posiadający podobną niszę ekologiczną, czyli szczury .
2. Nisze specjalistyczne i ogólne.
Nisze ekologiczne wszystkich żywych organizmów dzielą się na specjalistyczne i ogólne. Podział ten zależy od głównego źródła pożywienia danego gatunku, wielkości siedliska i wrażliwości na abiotyczne czynniki środowiska.
Wyspecjalizowane nisze. Większość gatunków roślin i zwierząt jest przystosowana do istnienia jedynie w wąskim zakresie warunków klimatycznych i innych cech środowiska oraz żeruje na ograniczonej gamie roślin i zwierząt. Gatunki takie mają wyspecjalizowaną niszę, która determinuje ich siedlisko w środowisku naturalnym. Panda wielka ma wysoce wyspecjalizowaną niszę, która odżywia 99% liści i pędów bambusa.
Ogólne nisze. Gatunki posiadające wspólne nisze charakteryzują się łatwą adaptacją do zmian czynników środowiskowych. Mogą z powodzeniem egzystować w różnych miejscach, jeść różnorodne pokarmy i wytrzymywać ostre wahania warunków naturalnych. Wspólne nisze ekologiczne znajdują się wśród much, karaluchów, myszy, szczurów i ludzi.
W przypadku gatunków posiadających ogólne nisze ekologiczne zagrożenie wyginięciem jest znacznie mniejsze niż w przypadku gatunków posiadających wyspecjalizowane nisze ekologiczne.
3. Nisza ekologiczna człowieka.
Osoba ma swoją unikalną niszę ekologiczną, czyli zestaw wymagań dla wielu czynników środowiskowych, opracowanych w procesie ewolucji. Przestrzeń, w której zlokalizowana jest nisza ludzka, czyli miejsce, w którym reżimy czynników nie wykraczają poza granice tolerancji odziedziczone po przodkach, jest bardzo ograniczona. Jako gatunek biologiczny człowiek może żyć jedynie na obszarze pasa równikowego, czyli w tropikach i subtropikach, gdzie pierwotnie powstała starożytna rodzina. W pionie nisza ludzka rozciąga się na wysokości około 3–3,5 km nad poziomem morza. Dzięki właściwościom społecznym człowiek rozszerzył granice swojego początkowego obszaru lub siedliska, osiedlił się na wysokich, średnich i niskich szerokościach geograficznych oraz opanował głębiny oceanu i przestrzeni kosmicznej. Jednak jego podstawowa nisza ekologiczna praktycznie się nie zmieniła i poza swoim pierwotnym zasięgiem może przetrwać, pokonując opór czynników ograniczających nie w drodze adaptacji, ale za pomocą specjalnie stworzonych urządzeń i urządzeń ochronnych, w szczególności ogrzewanych mieszkań, ciepłej odzieży i i tak dalej, które imitują jego niszę, jest podobne do tego, co robi się dla egzotycznych zwierząt i roślin w ogrodach zoologicznych, ogrodach botanicznych, oceanariach i tak dalej.
Każdy rodzaj żywego organizmu zajmuje w przyrodzie własną niszę ekologiczną, dla niego unikalną. Nisza ekologiczna organizmu to suma wszystkich jego wymagań dotyczących warunków środowiskowych (skład i reżimy czynników środowiskowych) oraz miejsce, w którym te wymagania są spełnione; lub cały zestaw cech biologicznych i parametrów fizycznych środowiska, które determinują warunki istnienia jednego lub drugiego
typ; ich przemianę energii, wymianę informacji z otoczeniem i własnym rodzajem.
Siedlisko to ograniczony przestrzennie zespół warunków środowiska abiotycznego i biotycznego, zapewniający cały cykl rozwojowy osobników lub grupy osobników tego samego gatunku.
nisza ekologiczna organizmu
Nisza ekologiczna organizmu to miejsce zajmowane przez organizm, a ściślej jego populację w zbiorowisku biocenozowym, zespół jego powiązań biocenotycznych i wymagań dla abiotycznych czynników środowiska. Termin ten został ukuty w 1927 roku przez Charlesa Eltona.
Nisza ekologiczna to suma czynników warunkujących istnienie danego gatunku, z których głównym jest jego miejsce w łańcuchu pokarmowym – nisza ekologiczna człowieka
Nisza ekologiczna człowieka.
Człowiek jest gatunkiem biologicznym należącym do klasy ssaków. Pomimo tego, że ma wiele specyficznych właściwości (umysł, zdolności umysłowe, artykułowaną mowę, zdolność do pracy), nie utracił swojej biologicznej istoty i wszystkie prawa ekologii obowiązują go w takim samym stopniu, jak inne żyjące narządy. Dlatego człowiek ma swego rodzaju niszę ekologiczną, a przestrzeń, w której jest realizowana, jest bardzo ograniczona: granice lądu to bieguny równikowe (tropiki, subtropiki), nisza pionowa rozciąga się 3-3,5 km nad poziomem morza. Dzięki swoim specyficznym świętym ludzie rozszerzyli granice swojego początkowego zasięgu, osiedlili się na wysokich, średnich i niskich szerokościach geograficznych oraz opanowali głębiny oceanu i przestrzeni kosmicznej. Jednak jego podstawowa nisza ekologiczna praktycznie się nie zmieniła i poza swoim pierwotnym zasięgiem może przetrwać, pokonując opór czynników ograniczających nie poprzez adaptację, ale za pomocą specjalnie stworzonych urządzeń ochronnych i urządzeń imitujących jego niszę, tak jak jest wykonywane dla zwierząt egzotycznych w ogrodach zoologicznych, oceanariach, ogrodach botanicznych. Ochrona środowiska to system działań mających na celu zachowanie nisz ekologicznych organizmów żywych, w tym człowieka.
Pojęcie niszy ekologicznej jest ściśle powiązane z ideą tzw. biocenoz nasyconych i nienasyconych. Te pierwsze to ekosystemy, w których najpełniej wykorzystywane są najważniejsze zasoby na każdym etapie konwersji biomasy i energii. Kiedy niezbędne zasoby są częściowo wykorzystane, biocenozy można nazwać nienasyconymi. Charakteryzują się obecnością wolnych nisz ekologicznych. Jest to jednak wysoce warunkowe, ponieważ nisze ekologiczne nie mogą istnieć samodzielnie, niezależnie od zamieszkującego je gatunku.
Niewykorzystane rezerwy, niezrealizowane możliwości intensyfikacji przepływu substancji i energii istnieją w niemal każdej biogeocenozie (w przeciwnym razie nie mógłby nastąpić ich ciągły rozwój w czasie i przestrzeni!), wszystkie biocenozy można warunkowo uznać za nienasycone. Im uboższa biocenoza, tym łatwiej wprowadzają się do jej składu nowe gatunki i tym skuteczniej się aklimatyzują.
Bardzo ważną właściwością biogeocenoz jako układów biologicznych jest ich samoregulacja - zdolność do wytrzymywania dużych obciążeń niekorzystnych wpływów zewnętrznych, zdolność do powrotu do warunkowo pierwotnego stanu po znacznych zakłóceniach w ich strukturze (zasada Le Chateliera). Ale powyżej pewnego progu narażenia mechanizmy samoleczenia nie działają, a biogeocenoza ulega nieodwracalnemu zniszczeniu.
