Što je ekološka niša: primjer. Opis ekološke niše organizma: primjeri

2
Uvod.
Ovaj rad razmatra temu „Ekološke niše“. Ekološka niša je mjesto koje vrsta (tačnije, njena populacija) zauzima u zajednici, kompleks njenih biocenotičkih veza i zahtjeva za abiotičkim faktorima sredine. Ovaj termin je 1927. skovao Charles Elton.
Ekološka niša je zbir faktora za postojanje određene vrste, od kojih je glavni njeno mjesto u lancu ishrane.
Svrha rada je identificirati suštinu koncepta „ekološke niše“.
Ciljevi studije proizilaze iz navedenog cilja:
- dati koncept ekološke niše;
- analiziraju karakteristike ekoloških niša;
- razmotriti ekološke niše vrsta u zajednicama.
Ekološka niša je pozicija koju vrsta zauzima u zajednici. Interakcija date vrste (populacije) sa partnerima u zajednici čiji je član određuje njeno mjesto u ciklusu supstanci koje određuju hrana i kompetitivni odnosi u biocenozi. Termin „Ekološka niša“ predložio je američki naučnik J. Grinnell (1917). Tumačenje ekološke niše kao položaja vrste u svrhu ishrane jedne ili više biocenoza dao je engleski ekolog C. Elton (1927). Takvo tumačenje koncepta ekološke niše omogućava nam da damo kvantitativni opis ekološke niše za svaku vrstu ili za njene pojedinačne populacije. Da biste to učinili, uporedite brojnost vrste (broj jedinki ili biomase) sa
3
indikatori temperature, vlažnosti ili bilo kojeg drugog faktora okoline. Na ovaj način je moguće identifikovati optimalnu zonu i granice odstupanja koje tip toleriše – maksimum i minimum svakog faktora ili skupa faktora. Po pravilu, svaka vrsta zauzima određenu ekološku nišu, kojoj je prilagođena tokom evolucijskog razvoja. Mjesto koje vrsta (njena populacija) zauzima u prostoru (prostorna ekološka niša) češće se naziva staništem.
Pogledajmo detaljnije ekološke niše.

1.Ekološka niša
Bilo koja vrsta organizma prilagođena je određenim uslovima postojanja i ne može proizvoljno menjati svoje stanište, ishranu, vreme hranjenja, mesto razmnožavanja, sklonište itd. Čitav kompleks odnosa prema takvim faktorima određuje mjesto koje je priroda dodijelila datom organizmu i ulogu koju on mora imati u općem životnom procesu. Sve ovo dolazi zajedno u koncept ekološka niša.
1.1. Koncept ekološke niše.
Ekološka niša se podrazumijeva kao mjesto organizma u prirodi i cjelokupni način njegovog životnog djelovanja, njegov životni status, fiksiran u njegovoj organizaciji i adaptacijama.
U različito vrijeme konceptu ekološke niše pripisivana su različita značenja. U početku je riječ „niša“ označavala osnovnu jedinicu distribucije vrste unutar prostora ekosistema, koju diktiraju strukturalni i
4
instinktivna ograničenja ovog tipa. Na primjer, vjeverice žive na drveću, losovi žive na tlu, neke vrste ptica gnijezde se na granama, druge u šupljinama itd. Ovdje se koncept ekološke niše tumači uglavnom kao stanište, odnosno prostorna niša. Kasnije je izraz “niša” dobio značenje “funkcionalnog statusa organizma u zajednici”. To se uglavnom odnosilo na mjesto date vrste u trofičkoj strukturi ekosistema: vrstu hrane, vrijeme i mjesto hranjenja, ko je grabežljivac za dati organizam itd. Ovo se sada zove trofička niša. Tada se pokazalo da se niša može smatrati svojevrsnim hipervolumenom u višedimenzionalnom prostoru izgrađenom na osnovu faktora okoline. Ovaj hipervolumen ograničavao je raspon faktora u kojima bi određena vrsta mogla postojati (hiperdimenzionalna niša).
Odnosno, u savremenom poimanju ekološke niše mogu se razlikovati najmanje tri aspekta: fizički prostor koji organizam zauzima u prirodi (stanište), njegov odnos prema faktorima okoline i susjednim živim organizmima (vezama), kao i njegovu funkcionalnu ulogu u ekosistemu. Svi ovi aspekti se manifestuju kroz strukturu organizma, njegove adaptacije, instinkte, životne cikluse, životne „interese“ itd. Pravo organizma da bira svoju ekološku nišu ograničeno je prilično uskim okvirom koji mu je dodijeljen od rođenja. Međutim, njegovi potomci mogu tražiti druge ekološke niše ako su se u njima dogodile odgovarajuće genetske promjene.
1.2. Širina i preklapanje niša.
Koristeći koncept ekološke niše, Gauseovo pravilo kompetitivne isključenosti može se preformulisati na sljedeći način: dvije različite vrste ne mogu dugo zauzimati istu ekološku nišu ili čak ući u isti ekosistem; jedan od njih mora ili umrijeti ili
5
promijeniti i zauzeti novu ekološku nišu. Inače, intraspecifična konkurencija je često znatno smanjena, upravo zato što u različitim fazama životnog ciklusa mnogi organizmi zauzimaju različite ekološke niše. Na primjer, punoglavac je biljožder, a odrasle žabe koje žive u istom ribnjaku su grabežljivci. Drugi primjer: insekti u stadiju larve i odrasle osobe.
Veliki broj organizama različitih vrsta može živjeti na jednom području u ekosistemu. To mogu biti blisko povezane vrste, ali svaka od njih mora zauzeti svoju jedinstvenu ekološku nišu. U ovom slučaju, ove vrste ne ulaze u kompetitivne odnose i, u određenom smislu, postaju neutralne jedna prema drugoj. Međutim, često se ekološke niše različitih vrsta mogu preklapati u barem jednom aspektu, na primjer, stanište ili prehrana. To dovodi do međuvrsne konkurencije, koja obično nije ozbiljna i doprinosi jasnom razgraničenju ekoloških niša. Za karakterizaciju niše obično se koriste dvije standardne mjere - širina niše i preklapanje niše sa susjednim nišama.
Širina niše se odnosi na gradijente ili opseg djelovanja nekog okolišnog faktora, ali samo unutar datog hiperprostora. Širina niše može se odrediti intenzitetom osvjetljenja, dužinom trofičkog lanca i intenzitetom djelovanja bilo kojeg abiotskog faktora. Pod preklapanjem ekoloških niša podrazumijevamo i preklapanje širine niša i preklapanje hipervolumena.Širina ekološke niše je relativan parametar koji se ocjenjuje upoređivanjem sa širinom ekološke niše drugih vrsta. Euribionti obično imaju šire ekološke niše od stenobionta. Međutim, ista ekološka niša može imati različite širine prema različitim
6
pravci: na primjer, po prostornoj distribuciji, vezama za hranu itd.
Preklapanje ekoloških niša nastaje kada različite vrste koriste iste resurse kada žive zajedno. Preklapanje može biti potpuno ili djelomično, prema jednom ili više parametara ekološke niše.

Ako se ekološke niše organizama dvije vrste međusobno jako razlikuju, onda se ove vrste, koje imaju isto stanište, međusobno ne takmiče (slika 3).

Ako se ekološke niše djelomično preklapaju (slika 2), onda će njihov zajednički suživot biti moguć zbog prisustva specifičnih adaptacija u svakoj vrsti.

Ako ekološka niša jedne vrste uključuje ekološku nišu druge (slika 1), tada dolazi do intenzivne konkurencije koja će premjestiti svog rivala na periferiju fitnes zone.
Konkurencija ima važne ekološke posljedice. U prirodi, jedinke svake vrste su istovremeno podložne interspecifičnoj i intraspecifičnoj konkurenciji. Interspecifičan po svojim posljedicama
7
je suprotnost intraspecifičnom, jer sužava područje staništa i količinu i kvalitet potrebnih resursa životne sredine. Intraspecifična konkurencija doprinosi teritorijalnoj distribuciji vrsta, odnosno širenju prostorne ekološke niše. Krajnji rezultat je omjer međuvrsnog i unutarvrsnog natjecanja. Ako je međuvrsna konkurencija veća, onda se raspon date vrste smanjuje na područje s optimalnim uvjetima, a istovremeno se povećava specijalizacija vrste.

1.3. Diferencijacija niša.
Dakle, u ekosistemima se primjenjuje zakon sličan Paulijevom principu isključivanja u kvantnoj fizici: u datom kvantnom sistemu ne može postojati više od jednog fermiona (čestica sa polucijelim spinom, kao što su elektroni, protoni, neutroni, itd.). u istom kvantnom stanju). U ekosistemima postoji i kvantizacija ekoloških niša koje imaju tendenciju da budu jasno lokalizovane u odnosu na druge ekološke niše. Unutar date ekološke niše, odnosno unutar populacije koja tu nišu zauzima, diferencijacija se nastavlja na specifičnije.
8
niše koje zauzima svaki konkretan pojedinac, što određuje status ovog pojedinca u životu date populacije.
Da li se slična diferencijacija javlja na nižim nivoima hijerarhije sistema, na primjer, na nivou višećelijskog organizma? Ovdje također možemo razlikovati različite „vrste“ ćelija i manja „tijela“, čija struktura određuje njihovu funkcionalnu svrhu u tijelu. Neki od njih su nepokretni, njihove kolonije formiraju organe, čija svrha ima smisla samo u odnosu na organizam u cjelini. Postoje i pokretni jednostavni organizmi za koje se čini da žive svojim “osobnim” životom, koji ipak u potpunosti zadovoljavaju potrebe cijelog višećelijskog organizma, na primjer, crvena krvna zrnca rade samo ono što “mogu”: vežu kisik na jednom mjestu, i na drugom mjestu se pušta. To je njihova „ekološka niša“. Vitalna aktivnost svake ćelije u telu je tako strukturisana da, „živeći za sebe“, istovremeno radi na dobrobit celog organizma. Takav rad nas nimalo ne zamara, kao što nas ne zamara ni proces jedenja, niti bavljenje onim što volimo (ako je, naravno, sve ovo umjereno). Ćelije su dizajnirane tako da jednostavno ne mogu drugačije živjeti, kao što pčela ne može živjeti bez skupljanja nektara i polena sa cvijeća (vjerovatno joj to donosi nekakvo zadovoljstvo).
Dakle, čini se da je čitava priroda „od dna do vrha“ prožeta idejom diferencijacije, koja se u ekologiji uobličila u koncept ekološke niše, koja je u određenom smislu analogna organu ili podsistemu živi organizam. Sami ovi "organi" nastaju pod utjecajem vanjskog okruženja, odnosno njihovo formiranje podliježe zahtjevima supersistema, u našem slučaju - biosfere.

9
1.4. Evolucija niša.
Poznato je da se pod sličnim uslovima formiraju ekosistemi međusobno slični, koji imaju isti skup ekoloških niša, čak i ako se ti ekosistemi nalaze u različitim geografskim područjima, razdvojeni nepremostivim preprekama. Najupečatljiviji primjer u tom pogledu pruža živi svijet Australije, koji se dugo razvijao odvojeno od ostatka kopnenog svijeta. U australskim ekosistemima mogu se identifikovati funkcionalne niše koje su ekvivalentne odgovarajućim nišama ekosistema na drugim kontinentima. Ispostavlja se da te niše zauzimaju one biološke grupe koje su prisutne u fauni i flori datog područja, ali su na sličan način specijalizirane za iste funkcije u ekosistemu koje su karakteristične za datu ekološku nišu. Takve vrste organizama nazivaju se ekološki ekvivalentnim. Na primjer, veliki klokani Australije su ekvivalentni bizonima i antilopama Sjeverne Amerike (na oba kontinenta ove životinje su sada uglavnom zamijenjene kravama i ovcama). Takve pojave u teoriji evolucije nazivaju se paralelizmom. Vrlo često paralelizam je praćen konvergencijom (konvergencijom) mnogih morfoloških (od grčke riječi morphe – oblik) karakteristika. Dakle, unatoč činjenici da su cijeli svijet osvojile plantarne životinje, u Australiji su iz nekog razloga gotovo svi sisavci tobolčari, s izuzetkom nekoliko vrsta životinja donesenih mnogo kasnije nego što se živi svijet Australije konačno oblikovao. Međutim, ovdje se nalaze i tobolčarske krtice, tobolčarske vjeverice, tobolčarski vukovi itd. Sve ove životinje nisu samo funkcionalno, već i morfološki slične odgovarajućim životinjama naših ekosistema, iako među njima nema nikakve veze. Sve ovo svedoči u prilog postojanja određenog „programa“ formiranja ekosistema u ovim specifičnim
10
uslovima. Sva materija može djelovati kao “geni” koji pohranjuju ovaj program, čija svaka čestica hologramski pohranjuje informacije o cijelom Univerzumu. Ove informacije se realizuju u stvarnom svijetu u obliku zakona prirode, koji doprinose činjenici da različiti prirodni elementi moguda se formiraju u uređene strukture nikako na proizvoljan način, već na jedini mogući način, ili barem na nekoliko mogućih načina. Na primjer, molekul vode proizveden od jednog atoma kisika i dva atoma vodika ima isti prostorni oblik, bez obzira da li se reakcija odvijala ovdje ili u Australiji, iako se prema proračunima Isaaca Asimova ostvaruje samo jedna šansa od 60 miliona. Vjerovatno se nešto slično događa u slučaju formiranja ekosistema.
Dakle, u svakom ekosistemu postoji određeni skup potencijalno mogućih (virtuelnih) ekoloških niša koje su striktno povezane jedna s drugom, osmišljenih da osiguraju integritet i održivost ekosistema. Ova virtuelna struktura je svojevrsno “biopolje” datog ekosistema, koje sadrži “standard” njegove stvarne (materijalne) strukture. Uglavnom, nije ni bitno kakva je priroda ovog biopolja: elektromagnetna, informatička, idealna ili neka druga. Sama činjenica njegovog postojanja je važna. U svakom prirodno formiranom ekosistemu koji nije iskusio ljudski uticaj, popunjene su sve ekološke niše. To se zove pravilo obaveznog popunjavanja ekoloških niša. Njegov mehanizam se zasniva na svojstvu života da gusto ispuni sav prostor koji mu je na raspolaganju (u ovom slučaju prostor se shvata kao hipervolumen faktora sredine). Jedan od glavnih uvjeta koji osigurava primjenu ovog pravila je prisustvo dovoljne raznolikosti vrsta. Broj ekoloških niša i njihova međusobna povezanost podređeni su jednom cilju
11
funkcionisanje ekosistema kao jedinstvene celine, koja ima mehanizme homeostaze (stabilnosti), vezivanja i oslobađanja energije i cirkulacije supstanci. Zapravo, podsistemi svakog živog organizma usmjereni su na iste ciljeve, što još jednom ukazuje na potrebu revizije tradicionalnog shvaćanja pojma „živo biće“. Kao što živi organizam ne može normalno postojati bez jednog ili drugog organa, tako ni ekosistem ne može biti održiv ako nisu popunjene sve njegove ekološke niše.
2. Aspekti ekološke niše.

E ekološka niša je koncept, prema Yu , prostraniji. Ekološka niša, kako je pokazao engleski naučnik C. Elton (1927), uključuje ne samo fizički prostor koji organizam zauzima, već i funkcionalnu ulogu organizma u zajednici. Elton je izdvojio niše kao položaj vrste u zavisnosti od drugih vrsta u zajednici. Ideja Charlesa Eltona da niša nije sinonim za stanište postala je široko prihvaćena i široko rasprostranjena. Organizmu je veoma važan trofički položaj, način života, veze sa drugim organizmima itd. i njen položaj u odnosu na gradijente vanjskih faktora kao životnih uslova (temperatura, vlažnost, pH, sastav i vrsta tla, itd.).
Ova tri aspekta ekološke niše (prostor, funkcionalna uloga organizma, eksterni faktori) pogodno je označiti kao prostornu nišu (mesto nišu), trofičku nišu (funkcionalnu nišu), u shvatanju Ch multidimenzionalnu nišu (uzima se u obzir cjelokupni volumen i skup biotičkih i abiotičkih karakteristika, hipervolumen). Ekološka niša organizma ne zavisi samo od toga gde živi, ​​već uključuje i ukupan iznos njegovih zahteva za životnu sredinu.
12
Tijelo ne samo da doživljava djelovanje faktora okoline, već i postavlja vlastite zahtjeve prema njima.

3. Savremeni koncept ekološke niše.

Formiran je na osnovu modela koji je predložio J. Hutchinson (1957). Prema ovom modelu, ekološka niša je dio imaginarnog višedimenzionalnog prostora (hipervolumena), čije pojedinačne dimenzije odgovaraju faktorima neophodnim za normalno postojanje i reprodukciju organizma. Hutchinsonova niša, koju ćemo nazvati multidimenzionalnom (hiperdimenzionalnom), može se opisati pomoću kvantitativnih karakteristika i operirati pomoću matematičkih proračuna i modela. R. Whittaker (1980) definira ekološku nišu kao položaj vrste u zajednici, implicirajući da je zajednica već povezana sa određenim biotopom, tj. sa određenim skupom fizičkih i hemijskih parametara. Stoga je ekološka niša termin koji se koristi za označavanje specijalizacije populacije vrste unutar zajednice.
Grupe vrsta u biocenozi koje imaju slične funkcije i niše iste veličine nazivaju se cehovi. Vrste koje zauzimaju slične niše u različitim geografskim područjima nazivaju se ekološkim ekvivalentima.

4. Individualnost i posebnost ekoloških niša.

Bez obzira koliko su organizmi (ili vrste općenito) bliski u staništu, bez obzira koliko su im bliske funkcionalne karakteristike u biocenozama, oni nikada neće zauzeti istu ekološku nišu. Dakle, broj ekoloških niša na našoj planeti je bezbroj.
13
Možete figurativno zamisliti ljudsku populaciju, od kojih svi pojedinci imaju samo svoju jedinstvenu nišu. Nemoguće je zamisliti dvije apsolutno identične osobe koje imaju apsolutno identične morfofiziološke i funkcionalne karakteristike, uključujući i mentalne, odnos prema sebi, apsolutnu potrebu za vrstom i kvalitetom hrane, seksualne odnose, norme ponašanja itd. Ali pojedinačne niše različitih ljudi mogu se preklapati u određenim ekološkim parametrima. Na primjer, studenti mogu biti međusobno povezani jednim univerzitetom, određenim nastavnicima, a istovremeno se mogu razlikovati u društvenom ponašanju, izboru hrane, biološkoj aktivnosti itd.

5. Vrste ekoloških niša.

Postoje dvije glavne vrste ekoloških niša. Prvo, ovo
fundamentalna (formalna) niša – najveća „apstraktno naseljena“
hipervolumen“, pri čemu djelovanje faktora okoline bez utjecaja konkurencije osigurava maksimalnu brojnost i funkcioniranje vrste. Međutim, vrsta doživljava stalne promjene faktora okoliša u svom rasponu. Osim toga, kao što već znamo, povećanje djelovanja jednog faktora može promijeniti odnos vrste prema drugom faktoru (posljedica Liebigovog zakona), a njegov raspon se može promijeniti. Djelovanje dva faktora istovremeno može promijeniti stav vrste prema svakom od njih posebno. Biotička ograničenja (predacija, konkurencija) uvijek djeluju unutar ekoloških niša. Sve ove radnje dovode do činjenice da vrsta zapravo zauzima ekološki prostor koji je mnogo manji od hiperprostora osnovne niše. U ovom slučaju govorimo o ostvarenoj niši, tj. real niche.

14
6. Niche space.

Ekološke niše vrsta su više od odnosa vrste prema bilo kojem ekološkom gradijentu. Mnoge karakteristike ili ose višedimenzionalnog prostora (hipervolumena) je veoma teško izmeriti ili se ne mogu izraziti linearnim vektorima (na primer, ponašanje, zavisnost, itd.). Stoga je neophodno, kako ispravno primjećuje R. Whittaker (1980), preći od koncepta ose niše (zapamtite širinu niše prema jednom ili više parametara) na koncept njene multidimenzionalne definicije, koja će otkriti prirodu odnosa vrsta s njihovim punim rasponom adaptivnih odnosa.
Ako je niša "mjesto" ili "položaj" vrste u zajednici prema Eltonovom konceptu, onda ima pravo da joj da neke mjere. Prema Hutchinsonu, niša se može definirati brojnim varijablama okruženja unutar zajednice kojima se vrsta mora prilagoditi. Ove varijable uključuju i biološke indikatore (na primjer, veličinu hrane) i nebiološke indikatore (klimatske, orografske, hidrografske, itd.). Ove varijable mogu poslužiti kao osi duž kojih se rekreira višedimenzionalni prostor, koji se naziva ekološki prostor ili prostor niše. Svaka vrsta se može prilagoditi ili biti tolerantna na neki raspon vrijednosti svake varijable. Gornje i donje granice svih ovih varijabli ocrtavaju ekološki prostor koji je vrsta sposobna zauzeti. Ovo je osnovna niša u Hutchinsonovom razumijevanju. U pojednostavljenom obliku, ovo se može zamisliti kao "n-strana kutija" sa stranicama koje odgovaraju granicama stabilnosti
pogled na osi niše. Primjenom višedimenzionalnog pristupa prostoru niše zajednice, možemo saznati položaj vrste u prostoru, prirodu odgovora vrste na utjecaj više od jedne varijable, relativne
15
veličine niša.
Zaključak.

18
Bibliografija:

Chernova N.M., Bylova A.M. Ekologija - M.: Obrazovanje, 1988.
Brodsky A.K. Kratki kurs iz opšte ekologije, Udžbenik za univerzitete - Sankt Peterburg: "Dean", 2000. - 224 str.
itd...................

Položaj vrste koji zauzima u opštem sistemu biocenoze, kompleks njenih biocenotičkih veza i zahteva za abiotičkim faktorima sredine naziva se ekološka niša vrsta.

Koncept ekološke niše pokazao se vrlo plodonosnim za razumijevanje zakona koegzistencije među vrstama. Na njegovom razvoju su radili mnogi ekolozi: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum i drugi.

Koncept „ekološke niše“ treba razlikovati od koncepta „staništa“. U potonjem slučaju mislimo na onaj dio prostora koji je nastanjen vrstom i koji ima potrebne abiotičke uslove za svoje postojanje. Ekološka niša vrste zavisi ne samo od abiotskih uslova sredine, već i, ništa manje, od njenog biocenotičkog okruženja. Priroda zauzete ekološke niše određena je kako ekološkim mogućnostima vrste, tako i mjerom u kojoj se te sposobnosti mogu ostvariti u određenim biocenozama. Ovo je karakteristika životnog stila koji vrsta može voditi u datoj zajednici.

G. Hutchinson je iznio koncepte fundamentalne i realizovane ekološke niše. Ispod fundamentalno odnosi se na čitav niz uslova pod kojima vrsta može uspješno postojati i razmnožavati se. U prirodnim biocenozama, međutim, vrste ne razvijaju sve resurse koji su im pogodni zbog, prije svega, kompetitivnih odnosa. Realizovana ekološka niša - ovo je položaj vrste u specifičnoj zajednici, gdje je ograničena složenim biocenotičkim odnosima. Drugim riječima, temeljna ekološka niša karakterizira potencijalne sposobnosti vrste, a ostvarena onaj dio njih koji se može realizovati pod datim uslovima, s obzirom na dostupnost resursa. Dakle, ostvarena niša je uvijek manja od osnovne.

U ekologiji se naširoko raspravlja o tome koliko ekoloških niša može smjestiti biocenoza i koliko vrsta bilo koje određene grupe koje imaju slične ekološke zahtjeve mogu živjeti zajedno.

Specijalizacija vrste u ishrani, korišćenju prostora, vremenu aktivnosti i drugim uslovima karakteriše se kao sužavanje njene ekološke niše, dok se obrnuti procesi karakterišu kao njeno širenje. Na širenje ili sužavanje ekološke niše vrste u zajednici u velikoj mjeri utiču konkurenti. Pravilo konkurentskog isključenja koju je formulirao G.F. Gause za vrste koje su slične po ekologiji, može se izraziti na način da dvije vrste ne koegzistiraju u istoj ekološkoj niši.

Eksperimenti i zapažanja u prirodi pokazuju da se u svim slučajevima kada vrste ne mogu izbjeći nadmetanje za osnovne resurse, slabiji konkurenti postepeno tjeraju iz zajednice. Međutim, u biocenozama postoje mnoge mogućnosti za barem djelomično razgraničenje ekoloških niša vrsta koje su slične po ekologiji.

Izlazak iz konkurencije ostvaruje se zbog divergencije zahtjeva za životnom sredinom, promjena u načinu života, što, drugim riječima, predstavlja razgraničenje ekoloških niša vrsta. U tom slučaju stječu sposobnost koegzistiranja u istoj biocenozi. Svaka vrsta koja živi zajedno sposobna je potpunije koristiti resurse u odsustvu konkurenta. Ovaj fenomen je lako uočiti u prirodi. Tako se zeljaste biljke u šumi smreke mogu zadovoljiti malom količinom azota u tlu, koji ostaje od presretanja korijenjem drveća. Međutim, ako se korijenje ovih stabala smrče odsiječe na ograničenom području, uvjeti ishrane dušikom za travu se poboljšavaju i one brzo rastu, poprimajući gustu zelenu boju. Poboljšanje životnih uslova i povećanje broja vrste kao rezultat uklanjanja iz biocenoze druge, slične ekološkim zahtjevima, naziva se konkurentno izdanje.

Podjela ekoloških niša po zajedničkim vrstama sa njihovim djelomičnim preklapanjem jedan je od mehanizama stabilnosti prirodnih biocenoza. Ako neka od vrsta naglo smanji brojnost ili ispadne iz zajednice, druge preuzimaju njenu ulogu. Što više vrsta ima u biocenozi, što je manji broj svake od njih, to je izraženija njihova ekološka specijalizacija. U ovom slučaju govore o „gušćem pakovanju ekoloških niša u biocenozi“.

Blisko srodne vrste koje žive zajedno obično imaju vrlo fine linije ekoloških niša. Tako kopitari koji pasu u afričkim savanama koriste hranu za pašnjake na različite načine: zebre čupaju uglavnom vrhove trave, gnu se hrane onim što im zebre ostave, birajući određene vrste biljaka, gazele čupaju najnižu travu, a topi antilope se zadovoljavaju visokim suhe stabljike koje su ostali biljojedi. Istu „podelu rada“ u južnoevropskim stepama nekada su vršili divlji konji, svizaci i gofovi (Sl. 92).

Rice. 92. Različite vrste biljojeda jedu travu na različitim visinama u afričkim savanama (gornji redovi) i u evroazijskim stepama (donji redovi) (prema F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturov, G. V. Kuznjecov, 1973)

U našim zimskim šumama, insektojedne ptice koje se hrane drvećem također izbjegavaju međusobnu konkurenciju zbog različitih obrazaca pretraživanja. Na primjer, nuthats i pikas skupljaju hranu na stablima drveća. U isto vrijeme, puznjaci brzo pregledavaju stablo, brzo hvataju insekte ili sjemenke uhvaćene u velikim pukotinama kore, dok male pike pažljivo pretražuju površinu debla u potrazi za najmanjim pukotinama u koje prodire njihov tanki šilasti kljun. Zimi, u mješovitim jatima, velike sise vrše široku pretragu po drveću, žbunju, panjevima, a često i po snijegu; Pilići pregledavaju uglavnom velike grane; dugorepe sise traže hranu na krajevima grana; mali mačići pažljivo pretražuju gornje dijelove krošnje četinara.

Mravi postoje u prirodnim uslovima u udruženjima više vrsta, čiji se članovi razlikuju po načinu života. U šumama Podmoskovskog regiona najčešće se sreće sljedeća asocijacija vrsta: dominantna vrsta (Formica rufa, F. aquilonia ili Lasius fuliginosus) zauzima nekoliko slojeva, L. flavus je aktivna u tlu, Myrmica rubra je aktivna u šumska legla, prizemni sloj koloniziraju L. niger i F. fusca, drveće – Camponotus herculeanus. Specijalizacija za život u različitim slojevima odražava se u životnom obliku vrsta. Osim po odvojenosti u prostoru, mravi se razlikuju i po prirodi dobijanja hrane i po vremenu svakodnevne aktivnosti.

U pustinjama, najrazvijeniji kompleks mrava sakuplja hranu na površini tla (herpetobionti). Među njima se ističu predstavnici tri trofičke grupe: 1) dnevni zoonekrofagi - aktivni u najtoplijem vremenu, hrane se leševima insekata i malim živim insektima aktivnim tokom dana; 2) noćni zoofagi - love sjedeće insekte s mekim pokrivačima koji se pojavljuju na površini samo noću i linjajuće člankonošce; 3) karpofagi (dan i noć) - jedu sjemenke biljaka.

Nekoliko vrsta iz iste trofičke grupe može živjeti zajedno. Mehanizmi za izlazak iz konkurencije i razgraničenje ekoloških niša su sljedeći.

1. Diferencijacija po veličini (Sl. 93). Na primjer, prosječne težine radnih jedinki tri najčešća dnevna zoonekrofaga u pijesku Kyzylkum su u omjeru 1:8:120. Približno isti omjer težine nalazi se kod mačke srednje veličine, risa i tigra.

Rice. 93. Uporedne veličine četiri vrste mrava iz grupe dnevnih zoonekrofaga u pješčanoj pustinji Centralnog Karakuma i distribucija plijena tri vrste po težinskim klasama (prema G. M. Dlussky, 1981): 1 – srednji i veliki radnici Cataglyphis setipes; 2 – S. pallida; 3 – Acantholepis semenovi; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Razlike u ponašanju sastoje se od različitih strategija ishrane. Mravi koji stvaraju puteve i koriste mobilizaciju nosača da prenesu otkrivenu hranu do gnijezda hrane se prvenstveno sjemenom biljaka koje formiraju grudve. Mravi, čiji sakupljači hrane rade kao usamljeni sakupljači hrane, sakupljaju uglavnom sjemenke biljaka koje su raspršeno raspoređene.

3. Prostorna diferencijacija. Unutar istog sloja, prikupljanje hrane od strane različitih vrsta može biti ograničeno na različita područja, na primjer, na otvorenim površinama ili ispod grmlja pelina, na pješčanim ili glinovitim područjima itd.

4. Razlike u vremenu aktivnosti odnose se uglavnom na doba dana, ali kod nekih vrsta postoje razlike u aktivnostima između godišnjih doba (uglavnom proljetna ili jesenska aktivnost).

Ekološke niše vrsta variraju u prostoru i vremenu. Mogu se oštro razlikovati u individualnom razvoju ovisno o stadiju ontogeneze, kao na primjer kod gusjenica i odraslih jedinki lepidoptera, ličinki i majskih buba, punoglavaca i odraslih žaba. U tom slučaju se mijenja i stanište i cjelokupna biocenotska sredina. Kod ostalih vrsta, ekološke niše koje zauzimaju mladi i odrasli oblici su bliže, ali ipak uvijek postoje razlike između njih. Dakle, odrasli smuđevi i njihova mladež koji žive u istom jezeru koriste različite izvore energije za svoju egzistenciju i dio su različitih lanaca ishrane. Mladunci žive od sitnog planktona, dok su odrasli tipični grabežljivci.

Slabljenje međuvrsne konkurencije dovodi do širenja ekološke niše vrste. Na okeanskim ostrvima sa siromašnom faunom, određeni broj ptica, u poređenju sa svojim srodnicima na kopnu, naseljava raznovrsnija staništa i proširuje asortiman hrane, jer se ne susreću sa konkurentskim vrstama. Među stanovnicima ostrva postoji čak i povećana varijabilnost u obliku kljuna kao pokazatelj širenja prirode veza sa hranom.

Ako interspecifična konkurencija sužava ekološku nišu vrste, sprečavajući da se iskaže sav njen potencijal, onda unutarvrsna konkurencija, naprotiv, doprinosi širenju ekoloških niša. S povećanjem broja vrsta počinje korištenje dodatne hrane, razvoj novih staništa i nastajanje novih biocenotičkih veza.

U akumulacijama biljke koje su potpuno uronjene u vodu (elodea, hornwort, urut) nalaze se u različitim uvjetima temperature, osvjetljenja i plina od onih koje plutaju na površini (telores, akvarel, leća) ili se ukorjenjuju na dnu i donose listovi na površinu (lokvanj, jajna kapsula, Victoria). Razlikuju se i po svojim odnosima sa okolinom. Epifiti tropskih šuma zauzimaju slične, ali još uvijek ne identične niše, jer pripadaju različitim ekološkim grupama u odnosu na svjetlost i vodu (heliofiti i sciofiti, higrofiti, mezofiti i kserofiti). Različite epifitske orhideje imaju visoko specijalizirane oprašivače.

U zreloj širokolisnoj šumi, drveće prvog sloja - obični hrast, glatki brijest, javor javor, srcolisna lipa i obični jasen - imaju slične životne oblike. Krošnje drveća koje formiraju njihove krošnje završavaju u istom horizontu, u sličnim uvjetima okoline. Ali pažljiva analiza pokazuje da oni na različite načine učestvuju u životu zajednice i stoga zauzimaju različite ekološke niše. Ova stabla se razlikuju po stepenu tolerancije na svjetlost i sjenu, vremenu cvatnje i plodonošenja, načinu oprašivanja i distribucije plodova, sastavu supruzi itd. Hrast, brijest i jasen su anemofilne biljke, ali se zasićenje okoliša njihovim polenom događa u različito vrijeme. Javor i lipa su entomofili, dobre medonosne biljke, ali cvjetaju u različito vrijeme. Hrast ima zoohoriju, dok druga širokolisna stabla imaju anemohoriju. Sastav supruga je različit za svakoga.

Ako se u šumi širokog lišća krošnje drveća nalaze u istom horizontu, tada se aktivni završeci korijena nalaze na različitim dubinama. Najdublje prodire korijenje hrasta, korijenje javora se nalazi više, a korijenje jasena je još površnije. Leglo različitih vrsta drveća se koristi različitim stopama. Lišće lipe, javora, brijesta i jasena se do proljeća gotovo potpuno raspada, a lišće hrasta još u proljeće stvara rastresito šumsku stelju.

U skladu sa idejama L. G. Ramenskog o ekološkoj individualnosti vrsta i uzimajući u obzir činjenicu da biljne vrste u zajednici na različite načine učestvuju u razvoju i transformaciji životne sredine i transformaciji energije, možemo pretpostaviti da u postojećim fitocenozama svaka biljna vrsta ima svoju ekološku nišu.

Tokom ontogeneze, biljke, kao i mnoge životinje, mijenjaju svoju ekološku nišu. Kako stare, intenzivnije koriste i transformiraju svoje okruženje. Prelaskom biljke u generativni period značajno se proširuje raspon konsorta i mijenja se veličina i intenzitet fitogenog polja. Uloga starenja, senilnih biljaka u formiranju životne sredine se smanjuje. Gube mnoge supružnike, ali se povećava uloga destruktora povezanih s njima. Proizvodni procesi su oslabljeni.

Biljke imaju preklapajuće ekološke niše. Pojačava se u određenim periodima kada su resursi životne sredine ograničeni, ali kako vrste koriste resurse pojedinačno, selektivno i različitim intenzitetom, konkurencija u stabilnim fitocenozama je oslabljena.

Rice. 94. Korelacija između raznolikosti slojeva lišća i raznolikosti vrsta ptica (Shannon MacArthur indeksi iz E. Pianka, 1981.)

Bibliografija

Shilov I. A. Ekologija. M.: Viša škola, 1997.

Hristoforova N.K. Osnove ekologije. Vladivostok: Dalnauka, 1999.

Gilyarov A. M. Populaciona ekologija. M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta, 1990.

Pod ekološkom nišom obično se podrazumijeva mjesto organizma u prirodi i cjelokupni način njegove životne aktivnosti ili, kako se kaže, životni status, uključujući odnos prema faktorima okoline, vrsti hrane, vremenu i načinu hranjenja, mjestima razmnožavanja. , skloništa itd. Ovaj koncept je mnogo obuhvatniji i značajniji od koncepta „staništa“. Američki ekolog Odum figurativno je nazvao stanište „adresom“ organizma (vrste), a ekološku nišu „profesijom“.

Dakle, ekološka niša karakterizira stepen biološke specijalizacije vrste. Ekološka specifičnost vrsta je naglašena aksiomom ekološke prilagodljivosti: “Svaka vrsta je prilagođena strogo definiranom, specifičnom skupu životnih uvjeta – ekološkoj niši.”

G. Hutchinson je iznio koncept temeljne i realizovane ekološke niše.

Fundamentalni se odnosi na čitav niz uslova pod kojima vrsta može uspješno postojati i razmnožavati se. U prirodi, međutim, vrste ne razvijaju sve resurse pogodne za njih zbog, prije svega, kompetitivnih odnosa.

Ostvarena ekološka niša je položaj vrste u određenoj zajednici, gdje je ograničena složenim biocenotičkim odnosima. One. osnovna niša su potencijalne sposobnosti vrste, a ostvarena niša je dio koji se može realizovati pod datim uslovima. Dakle, ostvarena niša je uvijek manja od osnovne.

Tri važna pravila proizlaze iz slike.

• 1. Što su širi zahtjevi (granice tolerancije) neke vrste na bilo koji ili više faktora okoline, to je veći prostor koji ona može zauzeti u prirodi, a samim tim i šira njena rasprostranjenost.
• 2. Kombinacija potreba organizma za različitim faktorima nije proizvoljna: svi organizmi su prilagođeni režimima „povezanih“, međusobno povezanih i međuzavisnih faktora.
• 3. Ako se režim bilo kojeg, barem jednog ekološkog faktora u staništu jedinki date vrste promijenio na način da njegove vrijednosti prelaze granice niše kao hiperprostora, onda to znači uništenje niša, odnosno ograničenost ili nemogućnost očuvanja vrste u ovom staništu.

Budući da su vrste organizama ekološki individualne, one imaju i specifične ekološke niše. Dakle, koliko god vrsta živih organizama postoji na Zemlji, toliko je i ekoloških niša.

U prirodi postoji i pravilo da je obavezno popuniti ekološke niše: „Prazna ekološka niša će uvijek i sigurno biti popunjena“. Narodna mudrost je ova dva postulata formulirala na sljedeći način: “Dva medvjeda ne mogu koegzistirati u jednoj jazbini” i “Priroda se gnuša vakuuma”.

Ako organizmi zauzimaju različite ekološke niše, obično ne ulaze u kompetitivne odnose, njihove sfere djelovanja i utjecaja su razdvojene. U ovom slučaju, odnos se smatra neutralnim.

Istovremeno, u svakom ekosistemu postoje vrste koje zauzimaju istu nišu ili njene elemente (hrana, sklonište, itd.). U ovom slučaju, konkurencija je neizbježna, borba za posjedovanje niše. Evolucijski odnosi su se razvili na takav način da vrste sa sličnim ekološkim zahtjevima ne mogu dugo postojati zajedno. Ovaj obrazac nije bez izuzetaka, ali je toliko objektivan da je formuliran u obliku odredbe koja se naziva „pravilo konkurentskog isključivanja“. Autor ovog pravila je ekolog G. F. Gause. Zvuči ovako: „ako dvije vrste sa sličnim zahtjevima za okoliš (ishrana, ponašanje, mjesta za razmnožavanje, itd.) uđu u konkurentski odnos, onda jedna od njih mora umrijeti ili promijeniti način života i zauzeti novu ekološku nišu.“ Ponekad je, na primjer, da bi se ublažili akutni kompetitivni odnosi, dovoljno da jedan organizam (životinja) promijeni vrijeme hranjenja bez promjene vrste hrane (ako se konkurencija javlja u pupoljku prehrambenih odnosa), ili da pronađe novo stanište (ako se na osnovu ovog faktora odvija konkurencija) i sl.

Od ostalih svojstava ekoloških niša napominjemo da ih organizam (vrsta) može mijenjati tokom svog životnog ciklusa.

Zajednice (biocenoze, ekosistemi) se formiraju po principu popunjavanja ekoloških niša. U prirodno uspostavljenoj zajednici, obično su sve niše zauzete. Upravo u takvim zajednicama, na primjer u dugotrajnim (autohtonim) šumama, vjerovatnoća unošenja novih vrsta je vrlo mala.

Ekološke niše svih živih organizama dijele se na specijalizirane i opće. Ova podjela ovisi o glavnim izvorima hrane odgovarajuće vrste, veličini staništa i osjetljivosti na abiotičke faktore okoliša.

Specijalizovane niše. Većina vrsta biljaka i životinja prilagođena je da postoji samo u uskom rasponu klimatskih uvjeta i drugih ekoloških karakteristika i hrani se ograničenim spektrom biljaka ili životinja. Takve vrste imaju specijaliziranu nišu koja određuje njihovo stanište u prirodnom okruženju. Dakle, džinovska panda ima visoko specijaliziranu nišu, jer se 99% hrani lišćem i izbojcima bambusa. Masovno uništavanje određenih vrsta bambusa u područjima Kine gdje je panda živjela dovelo je ovu životinju do izumiranja.

Vrste sa zajedničkim nišama karakteriše laka prilagodljivost promenama faktora životne sredine. Mogu uspješno postojati na raznim mjestima, jesti raznovrsnu hranu i izdržati oštre fluktuacije u prirodnim uvjetima. Uobičajene ekološke niše nalaze se među mušicama, žoharima, miševima, pacovima, ljudima itd.

Za vrste sa općim ekološkim nišama, postoji znatno niža prijetnja izumiranja nego za one sa specijaliziranim nišama.

Ljudska ekološka niša

Čovjek je jedan od predstavnika životinjskog carstva, biološke vrste klase sisara. Uprkos činjenici da ima mnoga specifična svojstva (inteligenciju, artikuliran govor, radnu aktivnost, biosocijalnost, itd.), nije izgubio svoju biološku suštinu i za njega vrijede svi zakoni ekologije u istoj mjeri kao i za druge žive organizme. .

Čovjek također ima svoju vlastitu, samo za njega, ekološku nišu, odnosno skup zahtjeva za mnoge okolišne faktore, razvijene u procesu evolucije. Prostor u kojem je lokalizirana ljudska niša (tj. mjesto gdje faktorski režimi ne prelaze granice tolerancije naslijeđene od predaka) vrlo je ograničen.

Kao biološka vrsta, ljudi mogu živjeti samo unutar kopnene mase ekvatorijalnog pojasa (tropi, suptropi), gdje je nastala porodica hominida. Vertikalno, niša se proteže oko 3,0-3,5 km nadmorske visine.

Zahvaljujući gore navedenim specifičnim (prije svega društvenim) svojstvima, čovjek je proširio granice svog početnog područja (staništa), naselio se na visokim, srednjim i niskim geografskim širinama, ovladao dubinama oceana i svemira. Međutim, njegova temeljna ekološka niša ostala je praktički nepromijenjena, a izvan svog izvornog raspona može opstati, savladavajući otpor ograničavajućih faktora ne adaptacijom, već uz pomoć posebno kreiranih zaštitnih uređaja i uređaja (grijane nastambe, topla odjeća, uređaji za kisik). itd. .), koji imitiraju svoju nišu na isti način kao što je to učinjeno za egzotične životinje i biljke u zoološkim vrtovima, oceanarijima i botaničkim vrtovima. Ipak, nije uvijek moguće u potpunosti reproducirati sve faktore potrebne za osobu sa stanovišta zakona tolerancije. Na primjer, u svemirskom letu nemoguće je reproducirati tako važan faktor kao što je gravitacija, a nakon povratka na Zemlju sa duge svemirske ekspedicije, astronautima je potrebno vrijeme da se prilagode.

U uslovima industrijskih preduzeća mnogi faktori (buka, vibracije, temperatura, elektromagnetna polja, nečistoće niza supstanci u vazduhu, itd.) su periodično ili stalno izvan tolerancije ljudskog organizma. To se negativno odražava na njega: mogu se pojaviti tzv. profesionalne bolesti i periodični stres. Stoga postoji poseban sistem tehničkih i organizacionih mjera usmjerenih na obezbjeđivanje zaštite na radu kroz smanjenje nivoa izloženosti opasnim i štetnim faktorima životne sredine na stvaranju organizma.

Nije uvijek moguće osigurati optimalne uvjete za takve faktore, pa je stoga za brojne industrije ograničen ukupan radni staž radnika, smanjena je dužina radnog dana (na primjer, kada se radi sa otrovnim supstancama - do četiri sata). Stvoreni su uređaji posebnog dizajna za smanjenje vibracija i buke u kabinama vučnih vozila.

Ljudska proizvodnja i ekonomske aktivnosti i korištenje (prerada) prirodnih resursa neminovno dovode do stvaranja nusproizvoda („otpada“) koji se raspršuju u okolišu.

Hemijska jedinjenja koja ulaze u vodu, tlo, atmosferu i hranu su faktori životne sredine, a samim tim i elementi ekološke niše. U odnosu na njih (posebno na gornje granice), otpor ljudskog tijela je nizak, a takve tvari se ispostavljaju kao ograničavajući faktori koji uništavaju nišu.

Iz navedenog proizilazi drugo osnovno pravilo očuvanja prirode iz ekološke perspektive: „Zaštita prirode (i životne sredine) sastoji se od sistema mjera za očuvanje ekoloških niša živih organizama, uključujući i čovjeka.

Dakle, ili će ljudska niša biti sačuvana za sadašnje i buduće generacije, ili su ljudi kao biološka vrsta osuđeni na izumiranje.

Koncept ekološke niše. U ekosistemu svaki živi organizam je evolucijski prilagođen (prilagođen) određenim uslovima sredine, tj. na promjenjive abiotske i biotičke faktore. Promjene vrijednosti ovih faktora za svaki organizam dopuštene su samo u određenim granicama, unutar kojih se održava normalno funkcioniranje organizma, tj. njegovu održivost. Što veći raspon promjena parametara okoline određeni organizam dozvoljava (normalno izdržava), to je veća otpornost ovog organizma na promjene faktora okoline. Zahtjevi određene vrste prema različitim okolišnim faktorima određuju rasprostranjenost vrste i njeno mjesto u ekosistemu, tj. ekološku nišu koju zauzima.

Ekološka niša– skup životnih uslova u ekosistemu koje vrsta nameće raznim faktorima životne sredine sa stanovišta njenog normalnog funkcionisanja u ekosistemu. Shodno tome, koncept ekološke niše prvenstveno uključuje ulogu ili funkciju koju određena vrsta obavlja u zajednici. Svaka vrsta zauzima svoje, jedinstveno mjesto u ekosistemu, koje je određeno njenom potrebom za hranom i povezano je sa funkcijom reprodukcije vrste.

Odnos između pojmova niše i staništa. Kao što je prikazano u prethodnom dijelu, populaciji je najprije potreban odgovarajući stanište, koji bi po svojim abiotičkim (temperatura, tip tla, itd.) i biotičkim (resursi hrane, vrsta vegetacije, itd.) faktorima odgovarao njegovim potrebama. Ali stanište vrste ne treba brkati sa ekološkom nišom, tj. funkcionalnu ulogu vrste u datom ekosistemu.

Uslovi za normalno funkcionisanje vrste. Najvažniji biotički faktor za svaki živi organizam je hrana. Poznato je da sastav hrane određuje prvenstveno skup proteina, ugljovodonika, masti, kao i prisustvo vitamina i mikroelemenata. Svojstva hrane određuju se sadržajem (koncentracijom) pojedinih sastojaka. Naravno, potrebna svojstva hrane se razlikuju za različite vrste organizama. Nedostatak bilo kojih sastojaka, kao i njihov višak, štetno utiču na vitalnost organizma.

Slična je situacija i sa drugim biotičkim i abiotičkim faktorima. Stoga se može govoriti o donjoj i gornjoj granici svakog faktora okoline, unutar kojih je moguće normalno funkcioniranje organizma. Ako vrijednost ekološkog faktora postane ispod svoje donje granice ili iznad svoje gornje granice za datu vrstu, i ako se ova vrsta ne može brzo prilagoditi promijenjenim uvjetima okoline, tada je osuđena na izumiranje i njeno mjesto u ekosistemu (ekološka niša ) će zauzeti druga vrsta.