Imenuje se položaj vrste, ki jo zaseda v splošnem sistemu biocenoze, kompleks njenih biocenotskih povezav in zahtev za abiotske okoljske dejavnike. ekološka niša prijazen.
Koncept ekološke niše se je izkazal za zelo plodnega za razumevanje zakonitosti sobivanja med vrstami. Na njegovem razvoju so delali številni ekologi: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum in drugi.
Pojem "ekološka niša" je treba razlikovati od pojma "habitat". V slednjem primeru mislimo na tisti del prostora, ki ga vrsta naseljuje in ima potrebne abiotske pogoje za svoj obstoj. Ekološka niša vrste ni odvisna le od abiotskih okoljskih pogojev, ampak nič manj tudi od njenega biocenotičnega okolja. Narava zasedene ekološke niše je določena tako z ekološkimi zmožnostmi vrste kot z obsegom, v katerem se te zmožnosti lahko uresničijo v določenih biocenozah. To je značilnost življenjskega sloga, ki ga vrsta lahko vodi v dani skupnosti.
G. Hutchinson je predstavil koncepte temeljne in realizirane ekološke niše. Spodaj temeljni se nanaša na celoten sklop pogojev, pod katerimi lahko vrsta uspešno obstaja in se razmnožuje. V naravnih biocenozah pa vrste ne razvijejo vseh zanje primernih virov, predvsem zaradi konkurenčnih odnosov. Realizirana ekološka niša - to je položaj vrste v določeni združbi, kjer je omejena s kompleksnimi biocenotskimi odnosi. Z drugimi besedami, temeljna ekološka niša označuje potencialne zmožnosti vrste, uresničena pa označuje tisti del le-teh, ki jih je mogoče realizirati pod danimi pogoji, glede na razpoložljivost vira. Tako je realizirana niša vedno manjša od temeljne.
V ekologiji se veliko razpravlja o tem, koliko ekoloških niš lahko sprejme biocenoza in koliko vrst katere koli skupine, ki imajo podobne okoljske zahteve, lahko živi skupaj.
Specializacija vrste v prehrani, rabi prostora, času aktivnosti in drugih pogojih je označena kot zoženje njene ekološke niše, obratni procesi pa kot njeno širjenje. Na širjenje ali zoženje ekološke niše vrste v združbi velik vpliv imajo tekmeci. Pravilo konkurenčne izključitve ki ga je oblikoval G. F. Gause za ekološko podobne vrste, se lahko izrazi tako, da dve vrsti ne sobivata v isti ekološki niši.
Poskusi in opazovanja v naravi kažejo, da v vseh primerih, ko se vrste ne morejo izogniti tekmovanju za osnovne vire, so šibkejši konkurenti postopoma izrinjeni iz skupnosti. Vendar pa je v biocenozah veliko možnosti za vsaj delno razmejitev ekoloških niš ekološko podobnih vrst.
Izhod iz konkurence je dosežen zaradi razhajanja zahtev po okolju, sprememb v življenjskem slogu, kar je z drugimi besedami razmejitev ekoloških niš vrst. V tem primeru pridobijo sposobnost sobivanja v isti biocenozi. Vsaka vrsta, ki živi skupaj, je sposobna bolj popolno izkoristiti vire v odsotnosti tekmeca. Ta pojav je v naravi enostavno opaziti. Tako se zelnate rastline v smrekovem gozdu lahko zadovoljijo z majhno količino dušika v tleh, ki ostane, ko ga prestrežejo korenine dreves. Če pa tem smrekam na omejenem območju odrežemo korenine, se travam izboljšajo dušikove prehranske razmere in se hitro razrastejo ter dobijo gosto zeleno barvo. Izboljšanje življenjskih pogojev in povečanje števila vrst zaradi odstranitve iz biocenoze druge, podobne okoljskim zahtevam, se imenuje konkurenčna izdaja.
Delitev ekoloških niš po sobivajočih vrstah z njihovim delnim prekrivanjem je eden od mehanizmov stabilnosti naravnih biocenoz. Če katera od vrst močno zmanjša svoje število ali izpade iz skupnosti, njeno vlogo prevzamejo druge. Več kot je vrst v biocenozi, manjše kot je število vsake izmed njih, bolj izrazita je njihova ekološka specializacija. V tem primeru govorijo o »gostejšem pakiranju ekoloških niš v biocenozi«.
Tesno sorodne vrste, ki živijo skupaj, imajo običajno zelo fine razmejitve ekoloških niš. Tako parkljarji, ki se pasejo v afriških savanah, uporabljajo hrano za pašnike na različne načine: zebre trgajo predvsem vrhove trav, gnuji se hranijo s tistim, kar jim pustijo zebre, pri čemer izbirajo določene vrste rastlin, gazele trgajo najkrajše trave, top antilope pa se zadovoljijo z visokimi. suhe, stebla, ki jih pustijo druge rastlinojede živali. Enako »delitev dela« v južnoevropskih stepah so nekoč opravljali divji konji, svizci in goferji (slika 92).
riž. 92. Različne vrste rastlinojedih jedo travo na različnih višinah v afriških savanah (zgornje vrstice) in v evrazijskih stepah (spodnje vrstice) (po F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturov, G. V. Kuznetsov, 1973)
V naših zimskih gozdovih se žužkojede ptice, ki se prehranjujejo z drevesi, izogibajo medsebojnemu tekmovanju tudi zaradi različnih vzorcev iskanja. Na primer, orehe in pike zbirajo hrano na drevesnih deblih. Ob tem drevo hitro pregledajo drevo, hitro zgrabijo žuželke ali semena, ki se ujamejo v velike razpoke v lubju, majhne pike pa skrbno preiščejo površino debla najmanjše razpoke, v katere prodre njihov tanek šilast kljun. Pozimi v mešanih jatah velike sinice na široko iščejo po drevesih, grmovju, štorih in pogosto v snegu; Čikarice pregledujejo predvsem velike veje; dolgorepe sinice iščejo hrano na koncih vej; majhni kraljčki skrbno preiskujejo zgornje dele krošenj iglavcev.
Mravlje v naravnih razmerah obstajajo v združenjih več vrst, katerih člani se razlikujejo po življenjskem slogu. V gozdovih moskovske regije najpogosteje najdemo naslednjo združbo vrst: prevladujoča vrsta (Formica rufa, F. aquilonia ali Lasius fuliginosus) zaseda več plasti, L. flavus je aktivna v tleh, Myrmica rubra je aktivna v gozdna stelja, prizemno plast poseljujeta L. niger in F. fusca, drevesa – Camponotus herculeanus. Specializacija za življenje v različnih nivojih se odraža v življenjski obliki vrst. Poleg ločevanja v prostoru se mravlje razlikujejo tudi po naravi pridobivanja hrane in po času dnevne aktivnosti.
V puščavah najbolj razvit kompleks mravelj zbira hrano na površini zemlje (herpetobionti). Med njimi izstopajo predstavniki treh trofičnih skupin: 1) dnevni zoonekrofagi - aktivni v najbolj vročem času, hranijo trupla žuželk in majhne žive žuželke, aktivne čez dan; 2) nočni zoofagi - lovijo sedeče žuželke z mehkimi pokrovi, ki se na površini pojavijo le ponoči, in členonožce, ki se talijo; 3) karpofagi (dan in noč) - jedo semena rastlin.
Več vrst iz iste trofične skupine lahko živi skupaj. Mehanizmi za izstop iz konkurence in začrtanje ekoloških niš so naslednji.
1. Diferenciacija velikosti (Slika 93). Na primer, povprečne teže delovnih posameznikov treh najpogostejših dnevnih zoonekrofagov v pesku Kyzylkum so v razmerju 1:8:120. Približno enako razmerje teže imajo srednje velika mačka, ris in tiger.
riž. 93.
Primerjalne velikosti štirih vrst mravelj iz skupine dnevnih zoonekrofagov v peščeni puščavi osrednjega Karakuma in porazdelitev plena treh vrst po utežnem razredu (po G. M. Dlussky, 1981): 1
– srednje in velike delavke Cataglyphis setipes; 2
– S. pallida; 3
– Acantholepis semenovi; 4
– Plagiolepis pallescens
2. Vedenjske razlike sestavljajo različne strategije iskanja hrane. Mravlje, ki ustvarjajo ceste in uporabljajo mobilizacijo nosilcev za prenašanje odkrite hrane v gnezdo, se hranijo predvsem s semeni rastlin, ki tvorijo kepe. Mravlje, katerih iskalci krme delujejo kot samotarji, nabirajo predvsem semena rastlin, ki so razpršeno razširjene.
3. Prostorska diferenciacija. Znotraj istega sloja je lahko nabiranje hrane različnih vrst omejeno na različna območja, na primer na odprtih območjih ali pod grmovjem pelina, na peščenih ali ilovnatih območjih itd.
4. Razlike v času aktivnosti se nanašajo predvsem na čas dneva, pri nekaterih vrstah pa obstajajo odstopanja v aktivnosti med letnimi časi (predvsem spomladanska ali jesenska aktivnost).
Ekološke niše vrst se v prostoru in času razlikujejo. V individualnem razvoju se lahko močno razlikujejo glede na stopnjo ontogeneze, kot na primer pri gosenicah in odraslih lepidoptera, ličink in majskih hroščev, paglavcev in odraslih žab. V tem primeru se spremeni tako življenjski prostor kot celotno biocenotično okolje. Pri drugih vrstah so ekološke niše, ki jih zasedajo mlade in odrasle oblike, bližje, a kljub temu med njimi vedno obstajajo razlike. Tako odrasli ostrižniki in njihovi mladiči, ki živijo v istem jezeru, za svoj obstoj uporabljajo različne vire energije in so del različnih prehranjevalnih verig. Mladice živijo od majhnega planktona, odrasli pa so značilni plenilci.
Oslabitev medvrstne konkurence vodi v širjenje ekološke niše vrste. Na oceanskih otokih z revno favno številne ptice v primerjavi s svojimi sorodniki na celini naseljujejo bolj raznolike habitate in širijo ponudbo hrane, saj ne srečujejo konkurenčnih vrst. Med otoškimi prebivalci je celo povečana variabilnost oblike kljuna kot pokazatelja širjenja narave prehranjevalnih povezav.
Če medvrstna konkurenca zožuje ekološko nišo vrste in preprečuje manifestacijo vsega njenega potenciala, potem intraspecifična konkurenca, nasprotno, prispeva k širjenju ekoloških niš. S povečanim številom vrst se začne uporaba dodatne hrane, razvoj novih habitatov in nastajanje novih biocenotskih povezav.
V rezervoarjih se rastline, ki so popolnoma potopljene v vodo (elodea, hornwort, urut), znajdejo v drugačnih pogojih temperature, osvetlitve in plina kot tiste, ki plavajo na površini (telores, akvarel, vodna leča) ali se ukoreninijo na dnu in prinašajo listi na površje (lokvanj, jajčna kapsula, viktorija). Razlikujejo se tudi v odnosih z okoljem. Epifiti tropskih gozdov zavzemajo podobne, a še vedno ne enake niše, saj pripadajo različnim ekološkim skupinam glede na svetlobo in vodo (heliofiti in sciofiti, higrofiti, mezofiti in kserofiti). Različne epifitske orhideje imajo visoko specializirane opraševalce.
V zrelem listnatem gozdu imajo drevesa prvega reda - navadni hrast, gladki brest, javor platana, srčasta lipa in navadni jesen - podobne življenjske oblike. Drevesna krošnja, ki jo tvorijo njihove krošnje, konča v istem horizontu, pod podobnimi okoljskimi pogoji. Toda natančna analiza pokaže, da so v življenju skupnosti udeleženi na različne načine in zato zasedajo različne ekološke niše. Ta drevesa se razlikujejo po stopnji tolerance svetlobe in sence, času cvetenja in plodov, načinih opraševanja in porazdelitve plodov, sestavi sorodnikov itd. Hrast, brest in jesen so anemofilne rastline, vendar se nasičenost okolja z njihovim cvetnim prahom zgodi ob različnih časih. Javor in lipa sta entomofili, dobri medoviti rastlini, a cvetita v drugačen čas. Hrast ima zoohorijo, druga širokolistna drevesa pa anemohorijo. Sestava soprog je za vsakogar drugačna.
Če se v listnatem gozdu krošnje dreves nahajajo v istem obzorju, potem so aktivni koreninski konci na različnih globinah. Najgloblje prodrejo korenine hrasta, višje so korenine javorja, jesena pa še bolj površinsko. Razpad različni tipi drevesa se uporabljajo z različnimi stopnjami. Listje lipe, javorja, bresta in jesena do pomladi skoraj popolnoma razpade, listi hrasta pa še spomladi tvorijo sipko gozdno steljo.
V skladu s predstavami L. G. Ramenskega o ekološki individualnosti vrst in ob upoštevanju dejstva, da rastlinske vrste v združbi na različne načine sodelujejo pri razvoju in preoblikovanju okolja ter preoblikovanju energije, lahko domnevamo, da v obstoječih fitocenozah vsaka rastlinska vrsta ima svojo ekološko nišo.
Med ontogenezo rastline, tako kot mnoge živali, spremenijo svojo ekološko nišo. S staranjem intenzivneje uporabljajo in preoblikujejo svoje okolje. Prehod rastline v generativno obdobje bistveno razširi nabor sorodnikov ter spremeni velikost in intenzivnost fitogenega polja. Vloga starajočih se senilnih rastlin pri oblikovanju okolja se zmanjša. Izgubljajo številne partnerje, vendar se vloga destruktorjev, povezanih z njimi, povečuje. Proizvodni procesi so oslabljeni.
Rastline imajo prekrivajoče se ekološke niše. V določenih obdobjih, ko so okoljski viri omejeni, se okrepi, ker pa vrste vire uporabljajo individualno, selektivno in različno intenzivno, je tekmovalnost v stabilnih fitocenozah oslabljena.
riž. 94. Korelacija med raznolikostjo listne plasti in raznolikostjo vrst ptic (indeksi Shannon MacArthur iz E. Pianka, 1981)
Bibliografija
Shilov I. A. Ekologija. M.: Višja šola, 1997.
Hristoforova N.K. Osnove ekologije. Vladivostok: Dalnauka, 1999.
Gilyarov A. M. Ekologija prebivalstva. M.: Založba Moskovske državne univerze, 1990.
1. Vsaka vrsta je prilagojena strogo določenim pogojem okolju, zahteve organizmov po sestavi in režimih, ki so jih podedovali od svojih prednikov okoljski dejavniki določi meje razširjenosti vrste, ki ji ta organizem pripada, torej areal in znotraj areala specifične habitate. Vsaka vrsta živali, rastline ali mikroba je sposobna normalno živeti, se prehranjevati in razmnoževati le tam, kjer ji je evolucija predpisala več tisočletij, začenši s svojimi predniki. Za označevanje tega pojava so si biologi iz arhitekture izposodili izraz - besedo "niša" in začeli govoriti, da vsaka vrsta živega organizma zaseda svojo lastno ekološko nišo v naravi, ki je edinstvena zanj.
Ekološka niša organizma- to je celota vseh njegovih zahtev glede okoljskih pogojev (sestava in režimi okoljskih dejavnikov) in kraj, kjer so te zahteve izpolnjene, ali celoten niz številnih bioloških značilnosti in fizičnih parametrov okolja, ki določajo pogoje obstoja posamezna vrsta, njena transformacija energije, izmenjava informacij z okoljem in lastno vrsto. Ameriški znanstvenik John Grinnello je leta 1928 uvedel izraz ekološka niša. Habitat vrste je prostorsko omejen sklop pogojev abiotskega in biotskega okolja, ki zagotavlja celoten razvojni cikel osebkov ali skupine osebkov iste vrste.
Ekološka niša označuje stopnjo biološke specializacije vrste. Po mnenju znanstvenikov je življenjski prostor organizma njegov naslov, ekološka niša je njegov poklic ali življenjski slog ali poklic. Ekološka specifičnost vrste je poudarjena z aksiomom ekološke prilagodljivosti: “vsaka vrsta je prilagojena na strogo določen niz zanjo značilnih obstojnih pogojev – ekološko nišo.” Vrste organizmov so ekološko individualne, imajo določene ekološke niše. Ekoloških niš je toliko, kot je vrst živih organizmov na zemlji. Organizmi, ki vodijo podoben način življenja, običajno ne živijo na istih mestih zaradi medvrstnega tekmovanja. Sovjetski biolog Gause je leta 1934 vzpostavil načelo konkurenčnega medsebojnega izključevanja: dve vrsti ne zasedata iste ekološke niše. V naravi veljajo tudi pravila obvezne zapolnitve ekoloških niš: prazna ekološka niša bo vedno in zagotovo zapolnjena. Ekološke niše so vedno zapolnjene, čeprav včasih traja kar nekaj časa.
Še posebej pomembno je upoštevati naravne vzorce, ko se skušamo vklopiti v obstoječe razmere, da ustvarimo ugodnejše pogoje za človeka. Biologi so dokazali: v mestih, z naraščajočo onesnaženostjo ozemlja odpadna hranaŠtevilo vran narašča. Pri poskusu izboljšanja stanja, predvsem s fizičnim iztrebljanjem teh vran, se lahko prebivalstvo sooči z dejstvom, da bo ekološko nišo v urbanem okolju, ki jo bodo zapustile vrane, hitro zavzela vrsta, ki ima podobno ekološko nišo, namreč podgane. .
2. Specializirane in splošne niše.
Ekološke niše vseh živih organizmov delimo na specializirane in splošne. Ta delitev je odvisna od glavnega vira hrane ustrezne vrste, velikosti habitata in občutljivosti na abiotske dejavnike okolja.
Specializirane niše. Večina vrst rastlin in živali je prilagojenih na obstoj le v ozkem območju podnebne razmere in drugimi okoljskimi značilnostmi, se prehranjuje z omejenim obsegom rastlin ali živali. Takšne vrste imajo posebno nišo, ki določa njihov življenjski prostor naravno okolje. Velika panda ima visoko specializirano nišo, ki hrani 99% bambusovih listov in poganjkov.
Splošne niše. Za vrste s skupnimi nišami je značilna lahka prilagodljivost spremembam okoljskih okoljskih dejavnikov. Lahko uspešno obstajajo na različnih mestih, jedo raznoliko hrano in prenesejo močna nihanja v naravnih razmerah. Pogoste ekološke niše najdemo med muhami, ščurki, mišmi, podganami in ljudmi.
Pri vrstah s splošnimi ekološkimi nišami obstaja znatno manjša nevarnost izumrtja kot pri vrstah s posebnimi nišami.
3. Človeška ekološka niša.
Človek ima svojo edinstveno ekološko nišo, to je nabor zahtev za številne okoljske dejavnike, ki so se razvili v procesu evolucije. Prostor, v katerem je lokalizirana človeška niša, torej prostor, kjer režimi dejavnikov ne presegajo meja tolerance, podedovane od prednikov, je zelo omejen. Človek kot biološka vrsta lahko živi le znotraj kopnega ekvatorialnega pasu, torej v tropih in subtropih, kjer je starodavna družina prvotno nastala. Navpično se človeška niša razteza približno 3 - 3,5 km nad morsko gladino. Zahvaljujoč socialnim lastnostim je človek razširil meje svojega prvotnega območja ali habitata, se naselil v visokih, srednjih in nizkih zemljepisnih širinah ter obvladal globine oceana in vesolja. Vendar pa se njegova temeljna ekološka niša praktično ni spremenila in zunaj svojega prvotnega območja lahko preživi, pri čemer premaga odpornost omejevalnih dejavnikov ne s prilagajanjem, temveč s pomočjo posebej ustvarjenih zaščitnih naprav in naprav, zlasti ogrevanih stanovanj, toplih oblačil in tako naprej, ki posnema svojo tržno nišo, je podobno kot se naredi za eksotične živali in rastline v živalskih vrtovih, botaničnih vrtovih, oceanarijih itd.
Vsak živ organizem je prilagojen (prilagojen) na določene okoljske razmere. Spreminjanje njegovih parametrov, njihovo preseganje določenih meja, zavira vitalno aktivnost organizmov in lahko povzroči njihovo smrt. Zahteve organizma do okoljskih okoljskih dejavnikov določajo območje (meje porazdelitve) vrste, ki ji organizem pripada, in znotraj območja - specifične habitate.
Habitat- prostorsko omejen niz okoljskih razmer (abiotskih in biotskih), ki zagotavljajo celoten cikel razvoja in razmnoževanja posameznikov (ali skupin posameznikov) ene vrste. To je na primer živa meja, ribnik, gozdiček, skalnata obala itd. Hkrati so znotraj habitata mesta s posebni pogoji(na primer pod lubjem gnilega drevesnega debla v gozdičku), v nekaterih primerih imenovan mikrohabitati.
Za splošne značilnosti fizičnega prostora, ki ga zasedajo organizmi neke vrste, njihovo funkcionalno vlogo v biotskem habitatu, vključno z načinom prehranjevanja (trofični status), načinom življenja in odnosi z drugimi vrstami, je ameriški znanstvenik J. Grinnell leta 1928. Uveden je bil izraz »ekološka niša«. Njegovo sodobna definicija tako pač je.
Ekološka niša je zbirka
· Vse zahteve telesa glede okoljskih pogojev (sestava in režimi okoljskih dejavnikov) in kraj, kjer so te zahteve izpolnjene;
· Celoten sklop bioloških značilnosti in fizičnih parametrov okolja, ki določajo pogoje obstoja določene vrste, njeno transformacijo energije, izmenjavo informacij z okoljem in lastno vrsto.
Tako ekološka niša označuje stopnjo biološke specializacije vrste. Lahko trdimo, da je življenjski prostor organizma njegov »naslov«, medtem ko je ekološka niša njegov »poklic«, »življenjski slog« ali »poklic«. Na primer, življenjski prostor drozga vključuje gozdove, parke, travnike, sadovnjake, zelenjavne vrtove in dvorišča. Njegova ekološka niša vključuje dejavnike, kot so gnezdenje in valjenje piščancev na drevesih, hranjenje z žuželkami, deževniki in sadjem ter prenašanje semen sadja in jagodičja z iztrebki.
Poudarjena je ekološka specifičnost vrst aksiom ekološke prilagodljivosti: vsaka vrsta je prilagojena na strogo določen, specifičen sklop življenjskih razmer – ekološko nišo.
Ker so vrste organizmov ekološko individualne, imajo tudi specifične ekološke niše.
Kolikor vrst živih organizmov je torej na Zemlji, toliko je ekoloških niš.
Organizmi s podobnim življenjskim slogom ponavadi ne živijo na istih mestih zaradi medvrstnega tekmovanja. Glede na to, kar je bilo ustanovljeno leta 1934 Sovjetski biolog G. F. Gause (1910-1986) načelo konkurenčne medsebojne izključitve: obe vrsti ne zasedata iste ekološke niše.
Deluje tudi v naravi pravilo obveznega zapolnjevanja ekoloških niš: prazna ekološka niša bo vedno in zagotovo zapolnjena.
Ljudska modrost je ta dva postulata oblikovala takole: »Dva medveda ne moreta sobivati v enem brlogu« in »Narava se sovraži do vakuuma«.
Ta sistemska opazovanja se uresničujejo pri oblikovanju biotskih skupnosti in biocenoz. Ekološke niše so vedno zapolnjene, čeprav včasih traja kar nekaj časa. Izraz "prosta ekološka niša" pomeni, da je na določenem mestu šibka konkurenca za katero koli vrsto hrane in premalo izkoriščena vsota drugih pogojev za določeno vrsto, ki je del podobnih naravnih sistemov, v enem pa je ni. Obravnavani.
Upoštevanje naravnih vzorcev je še posebej pomembno, ko poskušamo posegati v obstoječo (ali obstoječo na določenem mestu) situacijo z namenom ustvarjanja ugodnejših pogojev za človeka. Tako so biologi dokazali naslednje: v mestih, ko postane območje bolj onesnaženo z živilskimi odpadki, se število vran poveča. Pri poskusu izboljšanja stanja, na primer s fizičnim uničenjem, se prebivalstvo lahko sooči z dejstvom, da bo ekološko nišo v urbanem okolju, ki jo zapustijo vrane, hitro zavzela vrsta, ki ima podobno ekološko nišo, namreč podgane. . Takšen rezultat težko štejemo za zmago.
Vsaka vrsta ima v svojem ekosistemu posebno vlogo. Ekologi dokazali, da nekatere vrste, imenovane ključne vrste, močno prizadenejo številne druge organizme v ekosistemu. Izginotje ključne vrste iz ekosistema lahko sproži kaskado ostri padci velikost populacije in celo izumrtje tistih vrst, ki so bile od nje tako ali drugače odvisne.
Primer ključne vrste je kopenska želva. Kopenska želva živi v peščenih vzpetinah na Floridi in drugih južnih območjih ZDA. Ta počasna žival, velika kot jedilni krožnik, izkoplje luknjo do 9 metrov. V vročih, negostoljubnih ekosistemih južnih Združenih držav so takšni rovi zavetje pred vročino za skoraj 40 drugih vrst, kot so siva lisica, oposum, indigo kača in številne žuželke. V tistih krajih, kjer so želvo iztrebili ali prignali na rob izumrtja številni lovci na njeno okusno meso, so številne vrste, odvisne od želve, prenehale obstajati.
Ekološke niše vseh živih organizmov delimo na specializirane in splošne. Ta delitev je odvisna od glavnih virov hrane ustrezne vrste, velikosti habitata in občutljivosti na abiotske dejavnike okolja.
Specializirane niše. Večina vrst rastlin in živali je prilagojenih na obstoj le v ozkem obsegu podnebnih razmer in drugih okoljskih značilnosti ter se prehranjujejo z omejenim obsegom rastlin ali živali. Takšne vrste imajo posebno nišo, ki določa njihov življenjski prostor v naravnem okolju.
Tako ima velika panda visoko specializirano nišo, saj se 99% prehranjuje z listi in poganjki bambusa. Množično uničevanje nekaterih vrst bambusa na območjih Kitajske, kjer je živela panda, je to žival privedlo do izumrtja.
Raznolikost vrst in oblik flore in favne, ki obstajajo v vlažnem tropski gozdovi, je povezana s prisotnostjo številnih specializiranih ekoloških niš v vsakem od jasno opredeljenih slojev gozdne vegetacije. Zato je intenzivno krčenje teh gozdov povzročilo izumrtje milijonov specializiranih vrst rastlin in živali.
Splošne niše. Za vrste s skupnimi nišami je značilna lahka prilagodljivost spremembam okoljskih okoljskih dejavnikov. Lahko uspešno obstajajo na različnih mestih, jedo raznoliko hrano in prenesejo ostra nihanja v naravnih razmerah. Pogoste ekološke niše najdemo med muhami, ščurki, mišmi, podganami, ljudmi itd.
Pri vrstah s splošnimi ekološkimi nišami obstaja znatno manjša nevarnost izumrtja kot pri vrstah s posebnimi nišami.
Dokler ima ekosistem dovolj skupnih virov, jih različne vrste porabljajo skupaj. Če pa dve ali več vrst v istem ekosistemu začneta porabljati isti redki vir, bosta končali v razmerju medvrstno tekmovanje.
Vrsta pridobi prednost v medvrstnem tekmovanju, če je zanjo značilno
Intenzivnejše razmnoževanje;
Prilagajanje na širši razpon temperature, svetlobe, slanosti vode oz
koncentracije nekaterih škodljivih snovi;
Odvzem dostopa konkurentu do vira.
Načini za zmanjšanje medvrstne konkurence:
Preselitev na drugo območje;
Prehod na težje dostopno ali težko prebavljivo hrano;
Sprememba časa in kraja iskanja hrane.
Najbolj značilna oblika interakcije med vrstami v prehranjevalnih verigah in mrežah je plenjenje, pri katerem se osebek ene vrste (plenilec) prehranjuje z organizmi (ali deli organizmov) druge vrste (plen), plenilec pa živi ločeno od žrtve. . Ti dve vrsti organizmov sodelujeta v razmerju plenilec-plen.
Vrste plena uporabljajo vrsto obrambni mehanizmi da ne bi postali lahek plen plenilcev:
Sposobnost hitrega teka ali letenja;
debelo kožo ali lupino;
Imajo zaščitno barvo ali način spreminjanja barve;
Sposobnost poudarjanja kemične snovi z vonjem ali okusom, ki odganja ali celo zastruplja plenilca.
Plenilci imajo tudi več načinov plenjenja plena:
Sposobnost hitrega teka (na primer gepard);
Lov v tropu (npr. lisaste hijene, levi, volkovi);
Lovljenje predvsem bolnih, ranjenih in drugih manjvrednih posameznikov kot žrtev;
Četrti način preskrbe z živalsko hrano je pot, ki jo je ubral Homo sapiens, pot izumljanja lovskih orodij in pasti ter udomačevanja živali.
Pogosto se zgodi, da dve različni vrsti organizmov neposredno sodelujeta tako, da drug drugemu prinašata vzajemno korist. Takšne vzajemno koristne medvrstne interakcije imenujemo vzajemnost. Na primer rože in žuželke opraševalke.
Za komenzalizem je značilno, da eni od obeh vrst koristi medvrstna interakcija, medtem ko na drugo praktično sploh ne vpliva (niti pozitivno niti negativno). Na primer, raki v čeljusti kita.
Koncept ekološke niše je tesno povezan z idejo o tako imenovanih nasičenih in nenasičenih biocenozah. Prvi so ekosistemi, v katerih se vitalni viri najbolj v celoti uporabljajo na vsaki stopnji pretvorbe biomase in energije. Ko so vitalni viri delno izkoriščeni, lahko biocenoze imenujemo nenasičene. Zanje je značilna prisotnost prostih ekoloških niš. Vendar je to zelo pogojno, saj ekološke niše ne morejo obstajati same po sebi, ne glede na vrste, ki jih zasedajo.
Neizkoriščene rezerve, neuresničene možnosti za povečanje pretoka snovi in energije obstajajo v skoraj vsaki biogeocenozi (sicer ne bi mogel potekati njihov stalni razvoj v času in prostoru!), Vse biocenoze lahko pogojno štejemo za nenasičene. Manj ko je biocenoza bogata, lažje se nove vrste uvajajo v njeno sestavo in uspešneje se aklimatizirajo.
Zelo pomembna lastnost biogeocenoz, kot je npr biološki sistemi, je njihova samoregulacija - sposobnost prenesti visoke obremenitve škodljivih zunanjih vplivov, sposobnost vrnitve v pogojno začetno stanje po bistvenih kršitvah njihove strukture (Le Chatelierjevo načelo). Toda nad določenim pragom izpostavljenosti mehanizmi samozdravljenja ne delujejo in biogeocenoza je nepovratno uničena.
Med evolucijskim procesom se je globalna ekološka niša biosfere razširila. Ko je vrsta izčrpala svoj genetsko določen potencial za razvoj ekološke niše, v kateri se je rodila, je bodisi izpodrinila druge vrste in osvojila njihove ekološke niše, bodisi razvila prej brezživljenjsko nišo in se genetsko preuredila zanjo, kar je morda povzročilo nova vrsta organizmi.
Na neki stopnji razvoja biosfere je nastala vrsta Homo sapiens, katere predstavniki so vse človeštvo, kljub vsej raznolikosti ras, ljudstev, narodnosti in plemen.
Razvojni potencial odraslih osebkov vsake biološke vrste je glede na vse lastnosti posameznika genetsko pogojen, vendar se morda ne razkrije ali napolni s pravo vsebino, če temu niso naklonjeni okoljski pogoji. V zvezi s populacijo sta genetska pogojenost in potencial za njen razvoj podvrženi verjetnostnim vnaprejšnjim določilom, ki se odražajo v statističnih zakonitostih dogajanja. To je v na polno To velja tudi za človeka, biološko vrsto, ki nosi največji absolutni in relativni obseg (v primerjavi z drugimi vrstami živih organizmov v zemeljski biosferi) ekstragenetsko določenih vedenjskih informacij, ki zagotavljajo največjo fleksibilnost vedenja v hitro spreminjajočem se okolju.
Ekološka niša– celota vseh dejavnikov okolja, v okviru katerih je možen obstoj vrste v naravi. Koncept ekološka niša se običajno uporablja pri preučevanju odnosov ekološko podobnih vrst, ki pripadajo isti trofični ravni. Izraz "ekološka niša" je predlagal J. Greenell (1917), da bi označil prostorsko porazdelitev vrst (tj. ekološka niša je bila opredeljena kot koncept blizu življenjski prostor).
Kasneje je C. Elton (1927) definiral ekološko nišo kot položaj vrste v združbi, pri čemer je poudaril poseben pomen trofičnih odnosov. Že v poznem 19. in zgodnjem 20. stoletju so številni raziskovalci opazili, da dve vrsti, ki sta si ekološko blizu in zavzemata podoben položaj v skupnosti, ne moreta stabilno sobivati na istem ozemlju. To empirično posplošitev je potrdila matematični model tekmovanja med dvema vrstama za eno hrano (V. Volterra) in eksperimentalna dela G.F. Gause ( Gausovo načelo).
Sodoben koncept ekološka niša oblikovan na podlagi modela ekološke niše, ki ga je predlagal J. Hutchinson (1957, 1965). Po tem modelu lahko ekološko nišo predstavljamo kot del namišljenega večdimenzionalnega prostora (hipervolumena), katerega posamezne dimenzije ustrezajo dejavnikom, potrebnim za normalen obstoj vrste.
Prihaja do razhajanja ekoloških niš različnih vrst skozi razhajanje večinoma zaradi omejenosti na različne habitate, različna živila in različne čase uporabe istega habitata. Razvite so bile metode za oceno širine ekološke niše in stopnje prekrivanja ekoloških niš. različne vrste. Liter: Giller P. Struktura skupnosti in ekološka niša. – M.: 1988 (po BES, 1995).
Pri okoljskem modeliranju koncept ekološka niša označuje določen del prostora (abstraktno) dejavnikov okolja, hipervolumen, v katerem nobeden od dejavnikov okolja ne presega meja tolerance dane vrste (populacije). Nabor takšnih kombinacij vrednosti dejavnikov okolja, pri katerih je teoretično možen obstoj vrste (populacije), se imenuje temeljna ekološka niša.
Realizirana ekološka niša Del temeljne niše imenujejo le tiste kombinacije faktorskih vrednosti, pri katerih je možen stabilen ali uspešen obstoj vrste (populacije). Koncepti trajnostno oz uspešen obstoj zahtevajo uvedbo dodatnih formalnih omejitev pri modeliranju (npr. umrljivost ne sme presegati rodnosti).
Če ob dani kombinaciji okoljskih dejavnikov rastlina lahko preživi, ne more pa se razmnoževati, potem skoraj ne moremo govoriti o blaginji ali trajnosti. Zato se ta kombinacija dejavnikov okolja nanaša na temeljno ekološko nišo, ne pa na realizirano ekološko nišo.
Izven okvira matematičnega modeliranja seveda ni take strogosti in jasnosti v definiciji pojmov. V sodobni okoljski literaturi lahko v konceptu ekološke niše ločimo štiri glavne vidike:
1) prostorska niša, vključno s kompleksom ugodnih okoljskih razmer. Na primer, žužkojede ptice smreke-borovnice živijo, se hranijo in gnezdijo v različnih slojih gozda, kar jim v veliki meri omogoča, da se izognejo konkurenci;
2) trofična niša. Posebej izstopa zaradi izjemnega pomena hrane kot okoljskega dejavnika. Razdelitev prehranjevalnih niš med organizme iste trofične ravni, ki živijo skupaj, omogoča ne le izogibanje konkurenci, ampak tudi prispeva k večji popolna uporaba hranilnih virov in s tem poveča intenzivnost biološkega kroženja snovi.
Na primer, hrupna populacija "ptičjih trgov" ustvarja vtis popolne odsotnosti kakršnega koli reda. Pravzaprav vsaka vrsta ptic zaseda trofično nišo, ki je strogo določena z njenimi biološkimi značilnostmi: nekatere se hranijo blizu obale, druge na precejšnji razdalji, nekatere lovijo ribe blizu površine, druge na globini itd.
Trofične in prostorske niše različnih vrst se lahko delno prekrivajo (ne pozabite: načelo ekološkega podvajanja). Niše so lahko široke (nespecializirane) ali ozke (specializirane).
3) večdimenzionalno nišo, ali nišo kot hipervolumen. Zamisel o večdimenzionalni ekološki niši je povezana z matematičnim modeliranjem. Celoten nabor kombinacij vrednosti dejavnikov okolja se obravnava kot večdimenzionalni prostor. V tem ogromnem nizu nas zanimajo samo takšne kombinacije vrednosti okoljskih dejavnikov, pod katerimi je možen obstoj organizma - ta hipervolumen ustreza konceptu večdimenzionalne ekološke niše.
4) delujoč ideja o ekološki niši. Ta ideja dopolnjuje prejšnje in temelji na funkcionalnih podobnostih najrazličnejših ekoloških sistemov. Na primer, govorijo o ekološki niši rastlinojedih živali, ali majhnih plenilcev, ali živali, ki se prehranjujejo s planktonom, ali ropajočih živali itd. Funkcionalni koncept ekološke niše poudarja vlogo organizmov v ekosistemu in ustreza običajnemu konceptu »poklica« ali celo »položaja v družbi«. Govorimo o funkcionalnem smislu okoljski ekvivalenti– vrste, ki zasedajo funkcionalno podobne niše v različnih geografskih regijah.
»Habitat organizma je tam, kjer živi ali kjer ga običajno najdemo. Ekološka niša– bolj zmogljiv koncept, ki ne vključuje samo fizičnega prostora, ki ga zaseda vrsta (populacija), temveč tudi funkcionalno vlogo te vrste v skupnosti (na primer njen trofični položaj) in njen položaj glede na gradiente zunanji dejavniki– temperatura, vlažnost, pH, prst in drugi življenjski pogoji. Te tri vidike ekološke niše prikladno imenujemo prostorska niša, trofična niša in večdimenzionalna niša ali niša kot hipervolumen. Zato ekološka niša organizma ni odvisna samo od tega, kje živi, ampak vključuje tudi celotno vsoto njegovih zahtev do okolja.
Imenujemo vrste, ki zasedajo podobne niše na različnih geografskih območjih okoljski ekvivalenti«(Y. Odum, 1986).
V.D. Fedorov in T.G. Gilmanov (1980, str. 118 – 127) opomba:
»Preučevanje realiziranih niš z opisovanjem obnašanja funkcije dobrega počutja na njihovem preseku z ravnimi črtami in ravninami, ki ustrezajo nekaterim izbranim okoljskim dejavnikom, se pogosto uporablja v ekologiji (slika 5.1). Poleg tega lahko glede na naravo dejavnikov, ki jim ustreza obravnavana funkcija dobrega počutja, ločimo »klimatske«, »trofične«, »edafske«, »hidrokemične« in druge niše, t.i. zasebne niše.
Pozitiven sklep iz analize zasebnih niš je lahko sklep iz nasprotnega: če se projekcije zasebnih niš na nekatere (zlasti nekatere) od osi ne sekajo, potem se same niše ne sekajo v prostoru višje dimenzije. ...
Logično so tri možne možnosti relativne razporeditve niš dveh vrst v prostoru okoljskih dejavnikov: 1) ločitev (popolna neusklajenost); 2) delno presečišče (prekrivanje); 3) popolna vključitev ene niše v drugo. ...
Ločevanje niš je dokaj banalen primer, ki odraža dejstvo obstoja vrst, prilagojenih na različne okoljske razmere. Primeri delnega prekrivanja niš so veliko bolj zanimivi. Kot je navedeno zgoraj, prekrivajoče se projekcije tudi vzdolž več koordinat hkrati, strogo gledano, ne zagotavljajo dejanskega prekrivanja samih večdimenzionalnih niš. Vendar pa v praktično delo prisotnost takšnih presečišč in podatki o pojavljanju vrst v podobnih okoljih pogosto veljajo za zadosten dokaz v prid prekrivanja niš vrst.
Za kvantitativno merjenje stopnje prekrivanja med nišami dveh vrst je naravno uporabiti razmerje med prostornino presečišča sklopov... in prostornino njihove združitve. ... V nekaterih posebnih primerih je zanimivo izračunati mero presečišča nišnih projekcij.”
TESTI USPOSABLJANJA ZA TEMO 5
Vsebina:
Uvod…………………………………………………………………………. 3
1. Ekološka niša……………………………………………………..... 4
1.1. Koncept ekološke niše……………………………………. 4
1.2. Širina in prekrivanje niš……………………………………. 5
1.3. Diferenciacija niš……………………………………………. 8
1.4. Razvoj niš…………………………………………………………10
2. Vidiki ekološke niše……………………………………………….12
3. Sodoben koncept ekološke niše……………………….... 13
4. Individualnost in edinstvenost ekoloških niš………... 13
5. Vrste ekoloških niš………………………………………………… 14
6. Nišni prostor…………………………………………………………. 15
Zaključek……………………………………………………………………… 16
Seznam referenc…………………………………………………………... 19
2
Uvod.
To delo obravnava temo "Ekološke niše". Ekološka niša je mesto, ki ga vrsta (natančneje, njena populacija) zaseda v skupnosti, kompleks njenih biocenotskih povezav in zahtev za abiotske okoljske dejavnike. Ta izraz je leta 1927 skoval Charles Elton.
Ekološka niša je vsota dejavnikov za obstoj določene vrste, od katerih je glavni njen položaj v prehranjevalni verigi.
Namen dela je ugotoviti bistvo pojma »ekološka niša«.
Cilji študije izhajajo iz zastavljenega cilja:
- podati koncept ekološke niše;
- analizirati značilnosti ekoloških niš;
- upoštevajo ekološke niše vrst v združbah.
Ekološka niša je položaj, ki ga vrsta zaseda v skupnosti. Interakcija določene vrste (populacije) s partnerji v skupnosti, katere član je, določa njeno mesto v kroženju snovi, ki ga določajo hrana in konkurenčna razmerja v biocenozi. Izraz "ekološka niša" je predlagal ameriški znanstvenik J. Grinnell (1917). Razlago ekološke niše kot lege vrste z namenom prehranjevanja ene ali več biocenoz je podal angleški ekolog C. Elton (1927). Takšna razlaga koncepta ekološke niše nam omogoča, da podamo kvantitativni opis ekološke niše za vsako vrsto ali za njene posamezne populacije. Če želite to narediti, primerjajte številčnost vrste (število osebkov ali biomaso) z
3
indikatorji temperature, vlažnosti ali katerega koli drugega okoljskega dejavnika. Na ta način je mogoče identificirati optimalno območje in meje odstopanj, ki jih dopušča tip - maksimum in minimum vsakega faktorja ali niza faktorjev. Vsaka vrsta praviloma zaseda določeno ekološko nišo, na katero je prilagojena skozi evolucijski razvoj. Mesto, ki ga vrsta (njena populacija) zaseda v prostoru (prostorska ekološka niša), se pogosteje imenuje habitat.
Oglejmo si podrobneje ekološke niše.
1.Ekološka niša
Vsaka vrsta organizma je prilagojena določenim pogojem obstoja in ne more samovoljno spreminjati svojega habitata, prehrane, časa hranjenja, mesta razmnoževanja, zavetišča itd. Celoten kompleks odnosov do takih dejavnikov določa mesto, ki ga je narava dodelila danemu organizmu, in vlogo, ki jo mora igrati v splošnem življenjskem procesu. Vse to se združi v koncept ekološka niša.
1.1. Koncept ekološke niše.
Ekološko nišo razumemo kot mesto organizma v naravi in celoten način njegove življenjske dejavnosti, njegov življenjski status, določen v njegovi organizaciji in prilagoditvah.
V različnih časih so konceptu ekološke niše pripisovali različne pomene. Sprva je beseda niša označevala osnovno enoto porazdelitve vrste v prostoru ekosistema, ki jo narekujejo strukturni in
4
instinktivne omejitve te vrste. Na primer, veverice živijo na drevesih, losi živijo na tleh, nekatere vrste ptic gnezdijo na vejah, druge v duplih itd. Tu se pojem ekološka niša razlaga predvsem kot habitatna oziroma prostorska niša. Kasneje je izraz »niša« dobil pomen »funkcionalnega statusa organizma v skupnosti«. To se je nanašalo predvsem na mesto določene vrste v trofični strukturi ekosistema: vrsto hrane, čas in kraj prehranjevanja, kdo je plenilec za določen organizem itd. To se zdaj imenuje trofična niša. Nato se je pokazalo, da lahko nišo obravnavamo kot nekakšen hipervolumen v večdimenzionalnem prostoru, zgrajenem na podlagi dejavnikov okolja. Ta hipervolumen je omejil obseg dejavnikov, v katerih bi lahko obstajala določena vrsta (hiperdimenzionalna niša).
To pomeni, da je v sodobnem razumevanju ekološke niše mogoče ločiti vsaj tri vidike: fizični prostor, ki ga organizem zaseda v naravi (habitat), njegov odnos do okoljskih dejavnikov in do sosednjih živih organizmov (povezave), pa tudi njegovo funkcionalno vlogo v ekosistemu. Vsi ti vidiki se kažejo skozi zgradbo organizma, njegove prilagoditve, nagone, življenjske cikle, življenjske »interese« itd. Pravica organizma do izbire svoje ekološke niše je omejena s precej ozkimi okviri, ki so mu bili dodeljeni od rojstva. Njegovi potomci pa lahko zahtevajo druge ekološke niše, če so se v njih zgodile ustrezne genetske spremembe.
1.2. Širina in prekrivanje niš.
Z uporabo koncepta ekološke niše lahko Gausovo pravilo konkurenčne izključenosti preoblikujemo na naslednji način: dve različni vrsti ne moreta dolgo časa zasedati iste ekološke niše ali celo vstopiti v isti ekosistem; eden od njih mora bodisi umreti oz
5
spremeniti in zavzeti novo ekološko nišo. Mimogrede, znotrajvrstna konkurenca je pogosto močno zmanjšana, prav zato, ker različnih stopnjah V svojem življenjskem ciklu številni organizmi zasedajo različne ekološke niše. Na primer, paglavec je rastlinojed, odrasle žabe, ki živijo v istem ribniku, pa so plenilci. Drug primer: žuželke v stadiju ličink in odraslih.
Lahko živi na enem ozemlju v ekosistemu veliko število organizmi različnih vrst. To so lahko tesno sorodne vrste, vendar mora vsaka zasesti svojo edinstveno ekološko nišo. V tem primeru te vrste ne vstopijo v konkurenčna razmerja in v določenem smislu postanejo druga do druge nevtralne. Vendar pa se lahko ekološke niše različnih vrst pogosto prekrivajo v vsaj enem vidiku, na primer habitat ali prehrana. To vodi do medvrstne konkurence, ki običajno ni huda in prispeva k jasni razmejitvi ekoloških niš. Za karakterizacijo niše se običajno uporabljata dve standardni meritvi - širina niše in prekrivanje niše s sosednjimi nišami.
Širina niše se nanaša na gradiente ali obseg delovanja nekega okoljskega dejavnika, vendar samo znotraj danega hiperprostora. Širina niše se lahko določi z intenzivnostjo osvetlitve, z dolžino trofična veriga, glede na intenzivnost delovanja katerega koli abiotskega dejavnika. S prekrivanjem ekoloških niš mislimo tako na prekrivanje širine niš kot na prekrivanje hipervolumenov.Širina ekološke niše je relativni parameter, ki ga ocenjujemo v primerjavi s širino ekološke niše drugih vrst. Evribionti imajo običajno širše ekološke niše kot stenobionti. Vendar ima lahko ista ekološka niša različne širine glede na različne
6
smeri: na primer po prostorski razporeditvi, prehranjevalnih povezavah itd.
Do prekrivanja ekoloških niš pride, ko različne vrste uporabljajo iste vire, ko živijo skupaj. Prekrivanje je lahko popolno ali delno, glede na enega ali več parametrov ekološke niše.
Če se ekološke niše organizmov dveh vrst med seboj zelo razlikujejo, potem te vrste, ki imajo isti habitat, ne tekmujejo med seboj (slika 3).
Če se ekološke niše delno prekrivajo (slika 2), bo zaradi prisotnosti specifičnih prilagoditev pri vsaki vrsti možno njihovo skupno sožitje.
Če ekološka niša ene vrste vključuje ekološko nišo druge (slika 1), potem pride do močne konkurence, dominantni tekmec bo svojega tekmeca izpodrinil na obrobje fitnes cone.
Konkurenca ima pomembne okoljske posledice. V naravi so posamezniki vsake vrste hkrati predmet medvrstne in znotrajvrstne konkurence. Interspecifična po svojih posledicah
7
je nasprotje intraspecifičnega, saj oži območje habitatov ter količino in kakovost potrebnih okoljskih virov. Intraspecifična konkurenca prispeva k teritorialni porazdelitvi vrst, to je širjenju prostorske ekološke niše. Končni rezultat je razmerje medvrstno in znotrajvrstno konkurenco. Če je medvrstna konkurenca večja, se areal določene vrste zmanjša na območje z optimalnimi pogoji, hkrati pa se poveča specializacija vrste.
1.3. Diferenciacija niš.
Tako se v ekosistemih izvaja zakon, podoben Paulijevemu izključitvenemu principu v kvantni fiziki: v danem kvantnem sistemu ne more obstajati več kot en fermion (delci s polcelim spinom, kot so elektroni, protoni, nevtroni itd.). v istem kvantnem stanju. ). V ekosistemih obstaja tudi kvantizacija ekoloških niš, ki se nagibajo k temu, da so jasno lokalizirane glede na druge ekološke niše. Znotraj določene ekološke niše, torej znotraj populacije, ki to nišo zaseda, se diferenciacija nadaljuje v bolj specifične.
8
niše, ki jih zaseda posamezen posameznik, kar določa položaj tega posameznika v življenju določene populacije.
Ali se podobna diferenciacija pojavlja pri več nizke ravni sistemske hierarhije, na primer na ravni večceličnega organizma? Tu lahko ločimo tudi različne »vrste« celic in manjša »telesa«, katerih zgradba določa njihov funkcionalni namen v telesu. Nekateri med njimi so nepremični, njihove kolonije tvorijo organe, katerih namen je smiseln le glede na organizem kot celoto. Obstajajo tudi mobilni preprosti organizmi, za katere se zdi, da živijo svoje "osebno" življenje, ki pa kljub temu v celoti zadovoljuje potrebe celotnega večceličnega organizma.Rdeče krvne celice na primer delajo samo tisto, kar "zmorejo": vežejo kisik na enem mestu in na drugem mestu se sprosti. To je njihova »ekološka niša«. Življenjska aktivnost vsake celice v telesu je strukturirana tako, da medtem ko »živi zase«, hkrati deluje v korist celotnega organizma. Takšno delo nas prav nič ne utrudi, tako kot nas ne utrudi proces prehranjevanja, ali početje tistega, kar imamo radi (če je seveda vse to v zmernih količinah). Celice so zasnovane tako, da preprosto ne morejo živeti drugače, tako kot čebela ne more živeti brez nabiranja nektarja in cvetnega prahu iz cvetov (verjetno ji to prinaša kakšno veselje).
Tako se zdi, da je vsa narava »od spodaj navzgor« prežeta z idejo diferenciacije, ki se je v ekologiji izoblikovala v konceptu ekološke niše, ki je v določenem smislu analogna organu ali podsistemu živ organizem. Ti "organi" sami nastanejo pod vplivom zunanjega okolja, to je, da je njihova tvorba odvisna od zahtev nadsistema, v našem primeru - biosfere.
9
1.4. Razvoj niš.
Znano je, da se pod podobnimi pogoji oblikujejo med seboj podobni ekosistemi, ki imajo enak nabor ekoloških niš, tudi če se ti ekosistemi nahajajo na različnih geografskih območjih, ločenih z nepremostljivimi ovirami. Najbolj presenetljiv primer v tem pogledu je živi svet Avstralije, za dolgo časa razvila ločeno od preostalega kopenskega sveta. V avstralskih ekosistemih je mogoče prepoznati funkcionalne niše, ki so enakovredne ustreznim nišam ekosistemov na drugih celinah. Izkaže se, da te niše zasedajo tiste biološke skupine, ki so prisotne v favni in flori določenega območja, vendar so podobno specializirane za enake funkcije v ekosistemu, ki so značilne za dano ekološko nišo. Takšne vrste organizmov imenujemo ekološko enakovredni. Na primer, veliki kenguruji v Avstraliji so enakovredni bizonom in antilopam v Severni Ameriki (na obeh celinah te živali zdaj nadomeščajo predvsem krave in ovce). Takšni pojavi se v teoriji evolucije imenujejo paralelizem. Zelo pogosto paralelizem spremlja konvergenca (konvergenca) številnih morfoloških (iz grške besede morphe - oblika) značilnosti. Torej, kljub dejstvu, da so ves svet osvojile plantarne živali, so v Avstraliji iz nekega razloga skoraj vsi sesalci vrečarji, z izjemo več vrst živali, ki so jih prinesli veliko pozneje, kot se je končno izoblikoval živi svet Avstralije. Vendar pa so tukaj tudi vrečarji krti, vrečarji veverice, vrečarji volkovi itd. Vse te živali niso samo funkcionalno, ampak tudi morfološko podobne ustreznim živalim naših ekosistemov, čeprav med njimi ni nobenega sorodstva. Vse to priča v prid prisotnosti določenega »programa« za nastanek ekosistemov v teh specifičnih
10
pogoji. Vsa materija lahko deluje kot »geni«, ki shranjujejo ta program, katerega vsak delček hologramsko shranjuje informacije o celotnem vesolju. Te informacije se realizirajo v dejanskem svetu v obliki naravnih zakonov, ki prispevajo k temu, da lahko različni naravni elementioblikovati v urejene strukture sploh ne poljubno, temveč na edini možen način ali vsaj na več možnih načinov. Na primer, molekula vode, proizvedena iz enega atoma kisika in dveh atomov vodika, ima enako prostorsko obliko, ne glede na to, ali je reakcija potekala tukaj ali v Avstraliji, čeprav je po izračunih Isaaca Asimova uresničena samo ena možnost od 60 milijonov. Verjetno se nekaj podobnega dogaja tudi v primeru nastanka ekosistemov.
Tako v vsakem ekosistemu obstaja določen nabor potencialno možnih (virtualnih) ekoloških niš, ki so strogo povezane med seboj in so zasnovane tako, da zagotavljajo celovitost in trajnost ekosistema. Ta virtualna struktura je nekakšno "biopolje" danega ekosistema, ki vsebuje "standard" njegove dejanske (materialne) strukture. In na splošno sploh ni pomembno, kakšna je narava tega biopolja: elektromagnetna, informacijska, idealna ali kakšna druga. Pomembno je že samo dejstvo njegovega obstoja. V vsakem naravno oblikovanem ekosistemu, ki ni doživel človekovega vpliva, so vse ekološke niše zapolnjene. To se imenuje pravilo obveznega zapolnjevanja ekoloških niš. Njegov mehanizem temelji na lastnosti življenja, da gosto zapolni ves prostor, ki mu je na voljo (v tem primeru prostor razumemo kot hipervolumen okoljskih dejavnikov). Eden od glavnih pogojev za zagotavljanje izvajanja tega pravila je prisotnost zadostne vrstne raznolikosti. Število ekoloških niš in njihovo medsebojno povezovanje je podrejeno enemu samemu cilju
11
delovanje ekosistema kot enotne celote, ki ima mehanizme homeostaze (stabilnost), vezave in sproščanja energije ter kroženja snovi. Pravzaprav so podsistemi katerega koli živega organizma osredotočeni na iste cilje, kar še enkrat kaže na potrebo po reviziji tradicionalnega razumevanja izraza "živo bitje". Tako kot živ organizem ne more normalno obstajati brez enega ali drugega organa, tudi ekosistem ne more biti vzdržen, če niso zapolnjene vse njegove ekološke niše.
2. Vidiki ekološke niše.
E ekološka niša je koncept, po Yu. Odumu ,
bolj prostoren. Ekološka niša, kot je pokazal angleški znanstvenik C. Elton (1927), ne vključuje le fizičnega prostora, ki ga organizem zaseda, temveč tudi funkcionalno vlogo organizma v skupnosti. Elton je razlikoval niše kot položaj vrste v odvisnosti od drugih vrst v skupnosti. Ideja Charlesa Eltona, da niša ni sinonim za habitat, je postala splošno sprejeta in razširjena. Za organizem je zelo pomemben njegov trofični položaj, način življenja, povezave z drugimi organizmi itd. in njegov položaj glede na gradiente zunanjih dejavnikov, kot so življenjski pogoji (temperatura, vlaga, pH, sestava in vrsta tal itd.).
Te tri vidike ekološke niše (prostor, funkcionalna vloga organizma, zunanji dejavniki) je priročno označiti kot prostorsko nišo (lokacijska niša), trofično nišo (funkcionalna niša) v razumevanju Ch. Eltona in večdimenzionalna niša (upošteva se celoten volumen in niz biotskih in abiotskih značilnosti, hipervolumen). Ekološka niša organizma ni odvisna samo od tega, kje živi, ampak vključuje tudi celotno količino njegovih zahtev do okolja.
12
Telo ne samo doživlja vplive okoljskih dejavnikov, ampak tudi postavlja svoje zahteve do njih.
3. Sodoben koncept ekološke niše.
Oblikovana je bila na podlagi modela, ki ga je predlagal J. Hutchinson (1957). Po tem modelu je ekološka niša del namišljenega večdimenzionalnega prostora (hipervolumena), katerega posamezne dimenzije ustrezajo dejavnikom, ki so potrebni za normalen obstoj in razmnoževanje organizma. Hutchinsonovo nišo, ki jo bomo imenovali večdimenzionalna (hiperdimenzionalna), lahko opišemo s kvantitativnimi karakteristikami in upravljamo z matematičnimi izračuni in modeli. R. Whittaker (1980) definira ekološko nišo kot položaj vrste v združbi, kar pomeni, da je združba že povezana z določenim biotopom, tj. z določenim nizom fizikalnih in kemijskih parametrov. Zato je ekološka niša izraz, ki se uporablja za označevanje specializacije populacije vrste znotraj skupnosti.
Skupine vrst v biocenozi, ki imajo podobne funkcije in niše enake velikosti, se imenujejo cehi. Vrste, ki zasedajo podobne niše na različnih geografskih območjih, imenujemo ekološki ekvivalenti.
4. Individualnost in edinstvenost ekoloških niš.
Ne glede na to, kako blizu so si organizmi (ali vrste na splošno) v habitatu, ne glede na to, kako blizu so njihove funkcionalne značilnosti v biocenozah, nikoli ne bodo zasedli iste ekološke niše. Tako je število ekoloških niš na našem planetu nešteto.
13
Figurativno si lahko predstavljate človeško populacijo, katere vsi posamezniki imajo samo svojo edinstveno nišo. Nemogoče si je predstavljati dva popolnoma enaka človeka, ki imata popolnoma enake morfofiziološke in funkcionalne značilnosti, vključno s psihičnimi, odnosom do svoje vrste, absolutno potrebo po vrsti in kakovosti hrane, spolnih odnosih, normah vedenja itd. Toda posamezne niše različni ljudje se lahko prekrivajo v določenih okoljskih parametrih. Študente lahko na primer med seboj povezuje ena univerza, določeni učitelji, hkrati pa se lahko razlikujejo po družbenem vedenju, izbiri hrane, biološki aktivnosti itd.
5. Vrste ekoloških niš.
Obstajata dve glavni vrsti ekoloških niš. Prvič, to
temeljna (formalna) niša – največja »abstraktno poseljena«
hipervolumen«, kjer delovanje okoljskih dejavnikov brez vpliva kompeticije zagotavlja maksimalno številčnost in delovanje vrste. Vendar pa vrsta doživlja stalne spremembe okoljskih dejavnikov znotraj svojega območja. Poleg tega, kot že vemo, lahko povečanje delovanja enega dejavnika spremeni odnos vrste do drugega dejavnika (posledica Liebigovega zakona) in njegov obseg se lahko spremeni. Delovanje dveh dejavnikov hkrati lahko spremeni odnos vrste do vsakega posebej. Biotske omejitve (plenilstvo, tekmovalnost) vedno delujejo znotraj ekoloških niš. Vsa ta dejanja vodijo do dejstva, da vrsta dejansko zaseda ekološki prostor, ki je veliko manjši od hiperprostora temeljne niše. V tem primeru govorimo o realizirani niši, tj. prava niša.
14
6.
Nišni prostor.
Ekološke niše vrst so več kot odnos vrste do katerega koli okoljskega gradienta. Številne značilnosti ali osi večdimenzionalnega prostora (hipervolumen) je zelo težko izmeriti ali jih ni mogoče izraziti z linearnimi vektorji (na primer vedenje, zasvojenost itd.). Zato je treba, kot pravilno ugotavlja R. Whittaker (1980), preiti s koncepta osi niše (spomnite se širine niše glede na enega ali več parametrov) na koncept njene večdimenzionalne definicije, ki bo razkril naravo odnosov vrst z njihovim celotnim obsegom prilagoditvenih odnosov.
Če je niša "mesto" ali "položaj" vrste v skupnosti po Eltonovem konceptu, potem ima pravico, da ji da nekaj mer. Po Hutchinsonu lahko nišo opredelimo s številnimi okoljskimi spremenljivkami znotraj skupnosti, ki jim je treba vrsto prilagoditi. Te spremenljivke vključujejo tako biološke indikatorje (na primer velikost hrane) kot nebiološke kazalnike (klimatske, orografske, hidrografske itd.). Te spremenljivke lahko služijo kot osi, po katerih se poustvari večdimenzionalni prostor, ki ga imenujemo ekološki prostor ali nišni prostor. Vsaka vrsta se lahko prilagodi ali je tolerantna na določen obseg vrednosti vsake spremenljivke. Zgornja in spodnja meja vseh teh spremenljivk orisujeta ekološki prostor, ki ga je vrsta sposobna zasesti. To je temeljna niša v Hutchinsonovem razumevanju. V poenostavljeni obliki si to lahko predstavljamo kot "n-stransko škatlo" s stranicami, ki ustrezajo mejam stabilnosti
pogled na osi niše. Z uporabo večdimenzionalnega pristopa k prostoru skupnostne niše lahko ugotovimo položaj vrste v prostoru, naravo odziva vrste na vpliv več kot ene spremenljivke, relativno
15
velikosti niš.
Zaključek.
18
Bibliografija:
- Chernova N.M., Bylova A.M. Ekologija - M.: Izobraževanje, 1988.
Brodsky A.K. Kratek tečaj splošna ekologija, Učbenik za univerze - Sankt Peterburg: “Dekan”, 2000. - 224 str.
itd.................
