Introducere

În această lucrare, vreau să vă prezint concepte precum nișă ecologică, factori limitatori și să vă spun mai multe despre legea toleranței.

O nișă ecologică este un loc ocupat de o specie într-o biocenoză, inclusiv un complex al relațiilor sale biocenotice și cerințele pentru factorii de mediu.

Conceptul de nișă ecologică a fost introdus pentru a desemna rolul pe care o anumită specie îl joacă într-o comunitate. O econiche trebuie înțeleasă ca un mod de viață și, mai presus de toate, un mod de a hrăni organismul.

O nișă ecologică este un concept abstract, este un set de toți factorii de mediu în care o specie poate exista în natură. Acest termen a fost introdus în 1927 de Charles Elton. Include factorii chimici, fizici și biotici de care un organism are nevoie pentru viață și este determinat de capacitatea sa morfologică, răspunsurile fiziologice și comportamentul său. În diferite părți ale lumii și în diferite teritorii, există specii care sunt sistematic diferite, dar similare în ecologie - sunt numite echivalente ecologic.

O nisa ecologica este un loc ocupat de o specie (mai precis, de populatia ei) intr-o comunitate (biocenoza). Interacțiunea unei anumite specii (populații) cu partenerii din comunitatea căreia îi aparține în calitate de membru determină locul acesteia în ciclul substanțelor datorită hranei și legăturilor competitive în biocenoză. Termenul de „nișă ecologică” a fost propus de omul de știință american J. Grinell (1917). Interpretarea unei nișe ecologice ca poziție a unei specii în lanțurile trofice ale uneia sau mai multor biocenoze a fost dată de ecologistul englez C. Elton (1927). O astfel de interpretare a conceptului de nișă ecologică face posibilă o descriere cantitativă a nișei ecologice pentru fiecare specie sau pentru populațiile sale individuale.

Factorul limitator este un factor de mediu care depășește rezistența organismului. Factorul limitativ limitează orice manifestare a activității vitale a organismului. Cu ajutorul factorilor limitatori se reglează starea organismelor și ecosistemelor.

Legea lui Shelford a toleranței - în ecologie - legea conform căreia existența unei specii este determinată de factori limitatori care nu sunt doar la minim, ci și la maxim. Legea toleranței extinde legea minimului a lui Liebig.

Legea minimului a lui J. Liebig – în ecologie – un concept conform căruia existența și rezistența unui organism este determinată de cea mai slabă verigă din lanțul nevoilor sale de mediu.

Potrivit legii minimului, posibilitățile vitale ale organismelor sunt limitate de acei factori de mediu, a căror cantitate și calitate sunt apropiate de minimul cerut de organism sau ecosistem.

nișă ecologică

Orice tip de organisme este adaptat pentru anumite condiții de existență și nu poate schimba în mod arbitrar habitatul, dieta, timpul de hrănire, locul de reproducere, adăpostul etc. Întregul complex de relații cu astfel de factori determină locul pe care natura l-a alocat unui anumit organism și rolul pe care trebuie să-l joace în procesul general al vieții. Toate acestea sunt combinate în concept nișă ecologică.

O nișă ecologică este înțeleasă ca locul unui organism în natură și întregul mod al activității sale de viață, statutul său de viață, fixat în organizarea și adaptările sale.

În momente diferite, conceptului de nișă ecologică i-au fost atribuite semnificații diferite. La început, cuvântul „nișă” desemna unitatea de bază de distribuție a unei specii în spațiul unui ecosistem, dictată de limitările structurale și instinctive ale unei anumite specii. De exemplu, veverițele trăiesc în copaci, elanii trăiesc pe pământ, unele specii de păsări cuibăresc pe ramuri, altele în goluri etc. Aici conceptul de nișă ecologică este interpretat în principal ca un habitat sau o nișă spațială. Mai târziu, termenului „nișă” i s-a dat sensul „statutului funcțional al unui organism într-o comunitate”. Aceasta se referea în principal la locul unei anumite specii în structura trofică a ecosistemului: tipul de hrană, momentul și locul hrănirii, cine este prădătorul pentru acest organism etc. Aceasta se numește acum o nișă trofică. Apoi s-a demonstrat că o nișă poate fi considerată ca un fel de hipervolum într-un spațiu multidimensional construit pe baza factorilor de mediu. Acest hipervolum a limitat gama de factori în care ar putea exista o anumită specie (nișa hiperspațială).

Adică, în înțelegerea modernă a nișei ecologice, se pot distinge cel puțin trei aspecte: spațiul fizic ocupat de un organism în natură (habitat), relația acestuia cu factorii de mediu și organismele vii adiacente acestuia (conexiuni), precum și ca rolul său funcţional în ecosistem. Toate aceste aspecte se manifestă prin structura organismului, adaptările acestuia, instinctele, ciclurile vieții, „interesele” vieții etc. Dreptul unui organism de a-și alege nișa ecologică este limitat de limite destul de înguste care i-au fost atribuite încă de la naștere. Cu toate acestea, descendenții săi pot revendica și alte nișe ecologice dacă au suferit modificări genetice corespunzătoare.

Folosind conceptul de nișă ecologică, regula lui Gause de excludere competitivă poate fi reformulată astfel: două specii diferite nu pot ocupa aceeași nișă ecologică mult timp și chiar nu pot intra în același ecosistem; unul dintre ei trebuie fie să moară, fie să se schimbe și să ocupe o nouă nișă ecologică. Apropo, competiția intraspecifică este adesea mult redusă tocmai pentru că în diferite etape ale ciclului de viață, multe organisme ocupă nișe ecologice diferite. De exemplu, un mormoloc este un erbivor, în timp ce broaștele adulte care trăiesc în același iaz sunt prădători. Un alt exemplu: insecte în stadiul larvar și adult.

Un număr mare de organisme din specii diferite pot trăi într-o zonă dintr-un ecosistem. Acestea pot fi specii strâns înrudite, dar fiecare dintre ele trebuie să ocupe propria sa nișă ecologică unică. În acest caz, aceste specii nu intră în relații de concurență și, într-un anumit sens, devin neutre unele față de altele. Cu toate acestea, adesea nișele ecologice ale diferitelor specii se pot suprapune în cel puțin unul dintre aspecte, cum ar fi habitatul sau dieta. Acest lucru duce la o competiție interspecifică, care de obicei nu este dură și contribuie la delimitarea clară a nișelor ecologice.

Astfel, ecosistemele implementează o lege similară principiului de excludere Pauli în fizica cuantică: într-un sistem cuantic dat, mai mult de un fermion (particule cu spin semiîntreg, cum ar fi electroni, protoni, neutroni etc.) nu pot fi în același stare cuantică. ). În ecosisteme are loc și cuantizarea nișelor ecologice, care tind să fie clar localizate în raport cu alte nișe ecologice. În cadrul unei nișe ecologice date, adică în cadrul unei populații care ocupă această nișă, diferențierea continuă în nișe mai private ocupate de fiecare individ, ceea ce determină statutul acestui individ în viața acestei populații.

O astfel de diferențiere are loc la nivelurile inferioare ale ierarhiei sistemice, de exemplu, la nivelul unui organism multicelular? Aici, se pot distinge, de asemenea, diverse „tipuri” de celule și „corpuri” mai mici, a căror structură determină scopul lor funcțional în interiorul corpului. Unele dintre ele sunt imobile, coloniile lor formează organe, al căror scop are sens numai în raport cu organismul în ansamblu. Există, de asemenea, organisme simple mobile care par să-și trăiască propria viață „personală”, care totuși satisface pe deplin nevoile întregului organism multicelular. De exemplu, celulele roșii din sânge fac doar ceea ce „pot face”: leagă oxigenul într-un loc și îl eliberează în alt loc. Aceasta este „nisa lor ecologică”. Activitatea vitală a fiecărei celule a corpului este construită în așa fel încât, „trăind pentru sine”, funcționează simultan în beneficiul întregului organism. O astfel de muncă nu ne obosește deloc, la fel cum nu ne obosește procesul de a mânca alimente sau de a face ceea ce ne place (cu excepția cazului în care, desigur, toate acestea sunt cu moderație). Celulele sunt aranjate în așa fel încât pur și simplu nu pot trăi în niciun alt mod, la fel cum o albină nu poate trăi fără a colecta nectar și polen din flori (probabil, acest lucru îi aduce un fel de plăcere).

Astfel, întreaga natură „de sus în jos” pare să fie pătrunsă de ideea de diferențiere, care în ecologie a luat contur în conceptul de nișă ecologică, care într-un anumit sens este similar cu un organ sau subsistem al unui organism viu. Aceste „organe” în sine se formează sub influența mediului extern, adică formarea lor este supusă cerințelor supersistemului, în cazul nostru, biosferei.

O nisa ecologica poate fi:

• fundamental- determinată de o combinație de condiții și resurse care permite speciei să mențină o populație viabilă;
• implementate- ale căror proprietăți se datorează unor specii concurente.

Ipoteze model:

1. Răspunsul la un factor nu depinde de impactul altui factor;
2. Independența factorilor unii față de alții;
3. Spatiul din interiorul nisei este omogen cu acelasi grad de favorabilitate.

model de nișă n-dimensional

Această diferență subliniază faptul că competiția interspecifică duce la o scădere a fertilității și a viabilității și că poate exista o parte dintr-o nișă ecologică fundamentală pe care o specie, ca urmare a competiției interspecifice, nu mai poate trăi și reproduce cu succes. Această parte a nișei fundamentale a speciei lipsește din nișa sa realizată. Astfel, o nișă realizată este întotdeauna inclusă în nișa fundamentală sau egală cu aceasta.

Principiul excluderii competitive

Esența principiului excluderii competitive, cunoscut și sub denumirea de Principiul Gause, este că fiecare specie are propria sa nișă ecologică. Nu există două specii diferite care pot ocupa aceeași nișă ecologică. Principiul Gause astfel formulat a fost criticat. De exemplu, una dintre cunoscutele contradicții ale acestui principiu este „paradoxul planctonului”. Toate tipurile de organisme vii legate de plancton trăiesc într-un spațiu foarte limitat și consumă resurse de același fel (în principal energie solară și compuși minerali marini). Abordarea modernă a problemei împărtășirii unei nișe ecologice de către mai multe specii indică faptul că, în unele cazuri, două specii pot împărtăși aceeași nișă ecologică, iar în unele cazuri o astfel de combinație duce una dintre specii la dispariție.

În general, dacă vorbim de competiție pentru o anumită resursă, formarea biocenozelor este asociată cu divergența nișelor ecologice și o scădere a nivelului competiției interspecifice: p.423. Cu această opțiune, regula de excludere competitivă implică o separare spațială (uneori funcțională) a speciilor într-o biocenoză. Deplasarea absolută, cu un studiu detaliat al ecosistemelor, este aproape imposibil de fixat: p.423

Legea constanței a lui V. I. Vernadsky

Cantitatea de materie vie din natură (pentru o anumită perioadă geologică) este o constantă.

Conform acestei ipoteze, orice modificare a cantității de materie vie într-una dintre regiunile biosferei trebuie compensată într-o altă regiune. Adevărat, în conformitate cu postulatele epuizării speciilor, speciile și ecosistemele foarte dezvoltate vor fi cel mai adesea înlocuite cu obiecte evolutive de un nivel inferior. În plus, va avea loc procesul de ruderalizare a compoziției speciilor a ecosistemelor, iar speciile „utile” pentru oameni vor fi înlocuite cu altele mai puțin utile, neutre sau chiar dăunătoare.

Consecința acestei legi este regula umplerii obligatorii a nișelor ecologice. (Rosenberg și colab., 1999)

Regula umplerii obligatorii a nisei ecologice

O nișă ecologică nu poate fi goală. Dacă o nișă este goală ca urmare a dispariției unei specii, atunci este imediat umplută cu o altă specie.

Habitatul constă de obicei din zone separate („pete”) cu condiții favorabile și nefavorabile; aceste pete sunt adesea disponibile doar temporar și apar în mod imprevizibil atât în ​​timp, cât și în spațiu.

Lacunele sau golurile de habitate apar în mod imprevizibil în multe habitate. Incendiile sau alunecările de teren pot duce la formarea de terenuri pustii în păduri; o furtună poate acoperi o porțiune deschisă a țărmului, iar prădătorii voraci pot extermina potențiale victime oriunde. Aceste parcele libere sunt invariabil repopulate. Cu toate acestea, primii coloniști nu vor fi neapărat acele specii care pentru o lungă perioadă de timp sunt capabile să concureze cu succes cu alte specii și să le înlocuiască. Prin urmare, coexistența speciilor tranzitorii și competitive este posibilă atâta timp cât zonele nelocuite apar cu o frecvență adecvată. O specie trecătoare populează de obicei mai întâi o zonă liberă, o dezvoltă și se reproduce. O specie mai competitivă populează aceste zone încet, dar dacă colonizarea a început, atunci în timp învinge specia trecătoare și se înmulțește. (Bigon și colab., 1989)

Nișă ecologică umană

Omul, ca specie biologică, ocupă propria sa nișă ecologică. O persoană poate trăi la tropice și subtropice, la altitudini de până la 3-3,5 km deasupra nivelului mării. În realitate, în prezent, o persoană trăiește în spații mult mai mari. Omul și-a extins o nișă ecologică liberă prin utilizarea diverselor dispozitive: locuințe, îmbrăcăminte, foc etc.

Surse și note

Pământ
Istoria Pământului	Vârsta Pământului Istoria geologică a Pământului Scala de timp geologică Istoria vieții pe Pământ Glaciația Pământului Paradoxul soarelui tânăr slab Teoria impactului gigant Linia temporală a evoluției
Geografie și geologie	Australia Asia Antarctica Africa Europa America de Nord America de Sud Oceanul Atlantic Oceanul Indian Oceanul Arctic Oceanul Pacific Oceanul Austral Atmosferă Hidrosferă Deriva continentală Scoarța terestră Crusta Continentului Manta oceanului Structura Pământului Supercontinent Tectonica plăcilor Figura Miezului Pământului
Mediu inconjurator miercuri	Biom Biodiversitate Biosferă Sălbăticie ( Engleză) Clima Natura Aria naturala Conservarea biodiversitatii ( Engleză) nișă ecologică Ecosistem ecologic
Vezi si	Viitorul Pământului Sateliții naturali ipotetici ai Pământului Ziua Pământului Dezastru natural mondial Rotația zilnică a Pământului Inelele Pământului

Fundația Wikimedia. 2010 .

Poziția speciei pe care o ocupă în sistemul general de biocenoză, complexul relațiilor sale biocenotice și cerințele pentru factorii de mediu abiotici se numește nișă ecologică drăguț.

Conceptul de nișă ecologică s-a dovedit a fi foarte fructuos pentru înțelegerea legilor conviețuirii speciilor. Mulți ecologisti au lucrat la dezvoltarea sa: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum și alții.

Conceptul de „nișă ecologică” ar trebui să fie distins de conceptul de „habitat”. În acest din urmă caz, se înțelege acea parte a spațiului care este locuită de specie și care are condițiile abiotice necesare existenței sale. Nișa ecologică a unei specii depinde nu numai de condițiile de mediu abiotice, ci și, într-o măsură nu mai mică, de mediul ei biocenotic. Natura nişei ecologice ocupate este determinată atât de posibilităţile ecologice ale speciei, cât şi de măsura în care aceste posibilităţi pot fi realizate în biocenoze specifice. Aceasta este o caracteristică a stilului de viață pe care o specie îl poate duce într-o anumită comunitate.

G. Hutchinson a prezentat conceptele de nișă ecologică fundamentală și realizată. Sub fundamental se referă la întregul set de condiții în care o specie poate exista și se poate reproduce cu succes. În biocenozele naturale, însă, speciile nu dezvoltă toate resursele potrivite pentru ele datorită, în primul rând, relațiilor de concurență. Nișă ecologică realizată - aceasta este poziția speciei într-o anumită comunitate, unde este limitată de relații biocenotice complexe. Cu alte cuvinte, nișa ecologică fundamentală caracterizează posibilitățile potențiale ale speciei, iar nișa realizată caracterizează acea parte a acestora care poate fi realizată în condiții date, având în vedere disponibilitatea resursei. Astfel, nișa realizată este întotdeauna mai mică decât cea fundamentală.

În ecologie, întrebarea câte nișe ecologice poate găzdui o biocenoză și câte specii dintr-un anumit grup cu cerințe de mediu similare se pot înțelege împreună este discutată pe larg.

Specializarea unei specii în ceea ce privește nutriția, utilizarea spațiului, timpul de activitate și alte condiții este caracterizată ca o îngustare a nișei sale ecologice, în timp ce procesele inverse sunt caracterizate ca expansiune. Concurenții influențează foarte mult extinderea sau îngustarea nișei ecologice a unei specii din comunitate. regula de excludere competitivă formulat de G.F. Gause pentru specii apropiate ecologic, poate fi exprimat în așa fel încât două specii să nu coexiste în aceeași nișă ecologică.

Experimentele și observațiile în natură arată că, în toate cazurile în care speciile nu pot evita competiția pentru resursele de bază, concurenții mai slabi sunt treptat forțați din comunitate. Cu toate acestea, în biocenoze, există multe oportunități pentru diferențierea cel puțin parțială a nișelor ecologice ale speciilor apropiate ecologic.

Ieșirea din competiție se realizează datorită divergenței cerințelor pentru mediu, o schimbare a stilului de viață, care, cu alte cuvinte, este delimitarea nișelor ecologice ale speciilor. În acest caz, ei dobândesc capacitatea de a coexista într-o singură biocenoză. Fiecare dintre speciile care trăiesc împreună în absența unui concurent este capabilă de o utilizare mai completă a resurselor. Acest fenomen este ușor de observat în natură. Astfel, plantele erbacee de molid sunt capabile să se mulțumească cu o cantitate mică de azot din sol, care rămâne din interceptarea acestuia de către rădăcinile copacilor. Cu toate acestea, dacă rădăcinile acestor molizi sunt tăiate într-o zonă limitată, condițiile de nutriție cu azot a ierburilor se îmbunătățesc și cresc rapid, luând o culoare verde densă. Îmbunătățirea condițiilor de viață și creșterea numărului unei specii ca urmare a eliminării din biocenoză a alteia, apropiată de cerințele ecologice, se numește lansare competitivă.

Împărțirea nișelor ecologice pe specii conlocuitoare cu suprapunerea lor parțială este unul dintre mecanismele de stabilitate a biocenozelor naturale. Dacă vreuna dintre specii își reduce drastic numărul sau iese din comunitate, alții îi preiau rolul. Cu cât sunt mai multe specii în componența biocenozei, cu atât numărul fiecăreia dintre ele este mai mic, cu atât specializarea lor ecologică este mai pronunțată.În acest caz, se vorbește despre „un ambalaj mai dens de nișe ecologice în biocenoză”.

La speciile strâns înrudite care trăiesc împreună, se observă de obicei delimitări foarte fine ale nișelor ecologice. Deci, ungulatele care pasc în savanele africane folosesc hrana de pășune în moduri diferite: zebrele taie în principal vârfurile ierburilor, gnu se hrănește cu ceea ce le lasă zebrele, alegând anumite tipuri de plante, gazelele smulg cele mai joase ierburi, iar antilopele topi sunt mulțumite. cu tulpini înalte uscate rămase de la alte ierbivore. Aceeași „diviziunea muncii” în stepele sud-europene a fost efectuată cândva de cai sălbatici, marmote și veverițe de pământ (Fig. 92).

Orez. 92. Diferite tipuri de ierbivore mănâncă iarbă la diferite înălțimi în savanele africane (rândurile superioare) și în stepele Eurasiei (rândurile inferioare) (după F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturov, G. V. Kuznetsov, 1973)

În pădurile noastre de iarnă, păsările insectivore care se hrănesc cu copacii evită, de asemenea, competiția între ele, datorită naturii diferite a căutării. De exemplu, păpăci și pikas adună mâncare pe trunchiuri. În același timp, păpăiele examinează rapid copacul, apucând rapid insectele care le atrag atenția sau semințele prinse în crăpăturile mari ale scoarței, în timp ce micile picas caută cu atenție cele mai mici crăpături de pe suprafața trunchiului, în care își găsesc subțiri sub formă de pungă. ciocul pătrunde. Iarna, în stoluri mixte, țâții mari efectuează o căutare largă în copaci, tufișuri, cioturi și adesea în zăpadă; țâțeii examinează în principal ramuri mari; țâții cu coadă lungă caută hrană la capetele ramurilor; micile kinglets caută cu atenție părțile superioare ale coroanelor de conifere.

Furnicile există în condiții naturale în asociații cu mai multe specii, ai căror membri diferă în ceea ce privește modul lor de viață. În pădurile din regiunea Moscovei se găsește cel mai adesea o astfel de asociere de specii: specia dominantă (Formica rufa, F. aquilonia sau Lasius fuliginosus) ocupă mai multe straturi, L. flavus este activă în sol, Myrmica rubra este activă în aşternutul pădurii, L. niger şi F. fusca, arbori - Camponotus herculeanus. Specializarea pentru viață în diferite niveluri se reflectă în forma de viață a speciilor. Pe lângă separarea în spațiu, furnicile diferă și prin natura obținerii hranei, în timpul activității zilnice.

În deșerturi, complexul de furnici este cel mai dezvoltat, adunând hrana la suprafața solului. (herpetobionti). Printre acestea se remarcă reprezentanți a trei grupe trofice: 1) zoonecrofage diurne - active în timpul cel mai cald, se hrănesc cu cadavre de insecte și mici insecte vii active în timpul zilei; 2) zoofage nocturne - pradă insectele sedentare cu învelișuri moi care apar la suprafață doar noaptea, și artropodele în năparirea; 3) carpofage (zi și noapte) - mănâncă semințele plantelor.

Mai multe specii din același grup trofic pot trăi împreună. Mecanismele de ieșire din competiție și delimitare a nișelor ecologice sunt următoarele.

1. Diferențierea dimensională (Fig. 93). De exemplu, greutățile medii ale indivizilor care lucrează din cele mai comune trei zoonecrofage diurne din nisipurile Kyzylkum sunt legate ca 1:8:120. Aproximativ același raport de greutate la o pisică, un râs și un tigru de talie medie.

Orez. 93. Dimensiuni comparative a patru specii de furnici din grupul de zoonecrofage diurne din deșertul nisipos din Karakum Central și distribuția prazii a trei specii după clase de greutate (conform G. M. Dlussky, 1981): 1 – muncitor mediu și mare Cataglyphis setipes; 2 - C. pallida; 3 – Acantholepis semenovi; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Diferențele de comportament constau în diferite strategii de hrănire. Furnicile care creează drumuri și folosesc mobilizarea purtătorilor pentru a transporta hrana la cuib, se hrănesc în principal cu semințele plantelor care formează bulgări. Furnicile, ale căror furajere lucrează ca furajoare solitare, colectează în principal semințele plantelor dispersate.

3. Diferențierea spațială. În cadrul aceluiași nivel, strângerea hranei de către diferite specii poate fi limitată în zone diferite, de exemplu, în locuri deschise sau sub tufișuri de pelin, pe locuri nisipoase sau argiloase etc.

4. Diferențele de timp de activitate se referă în principal la momentul zilei, dar la unele specii există discrepanțe de activitate în funcție de anotimpurile anului (în principal activitatea de primăvară sau toamnă).

Nișele ecologice ale speciilor sunt variabile în spațiu și timp. Ele pot fi delimitate clar în dezvoltarea individuală în funcție de stadiul ontogenezei, ca, de exemplu, la omizi și adulți de lepidoptere, larve și gândaci ai gândacului de mai, mormoloci și broaște adulte. În acest caz, atât habitatul, cât și întregul mediu biocenotic se schimbă. La alte specii, nișele ecologice ocupate de formele tinere și cele adulte sunt mai apropiate, dar cu toate acestea există întotdeauna diferențe între ele. Astfel, bibanii adulți și alevinii lor care trăiesc în același lac folosesc diferite surse de energie pentru existența lor și intră în diferite lanțuri trofice. Prăjelii trăiesc din planctonul mic, adulții sunt prădători tipici.

Slăbirea competiției interspecifice duce la extinderea nișei ecologice a speciei. Pe insulele oceanice cu faună săracă, o serie de păsări, în comparație cu rudele lor de pe continent, locuiesc în habitate mai diverse și extind gama de hrană, deoarece nu întâlnesc specii concurente. La locuitorii insulei, chiar și o variabilitate crescută a formei ciocului este remarcată ca un indicator al extinderii naturii relațiilor alimentare.

Dacă competiția interspecifică îngustează nișa ecologică a unei specii, împiedicând manifestarea tuturor potențialităților acesteia, atunci competiția intraspecifică, dimpotrivă, contribuie la extinderea nișelor ecologice. Odată cu creșterea numărului de specii, utilizarea furajelor suplimentare, dezvoltarea de noi habitate, începe apariția unor noi relații biocenotice.

În corpurile de apă, plantele care sunt complet scufundate în apă (elodea, cornwort, urut) se găsesc în condiții diferite de temperatură, iluminare, regim de gaze decât cele care plutesc la suprafață (telorez, vopsea de apă, linte de rață) sau înrădăcinare la fund și aducerea frunzelor la suprafață (nufăr, ulcior, victoria). Ele diferă și în relația cu mediul. Epifitele pădurilor tropicale ocupă nișe similare, dar încă nu identice, deoarece aparțin unor grupuri ecologice diferite în raport cu lumina și apă (heliofite și sciofite, higrofite, mezofite și xerofite). Diferitele orhidee epifite au polenizatori foarte specializati.

Într-o pădure matură cu frunze late, copacii din primul nivel - stejar comun, ulm neted, paltin plat, tei cu frunze de inimă, frasin comun - au forme de viață similare. Bolta copacilor formată din coroanele lor se află în același orizont, în condiții de mediu similare. Dar o analiză atentă arată că ei participă la viața comunității în moduri diferite și, prin urmare, ocupă nișe ecologice diferite. Acești arbori diferă prin gradul de toleranță fotofilă și la umbră, momentul înfloririi și fructificării, metodele de polenizare și distribuție a fructelor, compoziția consorților și așa mai departe. Stejarul, ulmul și frasinul sunt plante anemofile, dar mediul înconjurător este saturat cu polenul lor în momente diferite. Arțarul și teiul sunt entomofile, plante melifere bune, dar înfloresc în momente diferite. La stejar - zoochory, la alți copaci cu frunze late - anemochory. Compoziția consorților este diferită pentru fiecare.

Dacă într-o pădure cu frunze late coroanele copacilor se află în același orizont, atunci terminațiile rădăcinii active sunt situate la adâncimi diferite. Rădăcinile de stejar pătrund cel mai adânc, rădăcinile de artar sunt situate mai sus și chiar mai superficial - frasin. Litierul diferitelor tipuri de copaci este eliminat în rate diferite. Frunzele de tei, arțar, ulm, frasin se descompun aproape complet de primăvară, iar frunzele de stejar încă formează așternut de pădure, chiar și primăvara.

În conformitate cu ideile lui L. G. Ramensky despre individualitatea ecologică a speciilor și ținând cont de faptul că speciile de plante din comunitate sunt implicate în dezvoltarea și transformarea mediului și în transformarea energiei în moduri diferite, putem presupune că în cadrul stabilit fitocenoze fiecare specie de plante are propria sa nișă ecologică .

În ontogeneză, plantele, ca multe animale, își schimbă nișa ecologică. Pe măsură ce îmbătrânesc, își folosesc și își transformă mediul mai intens. Trecerea plantei la perioada generativă extinde semnificativ gama de consorte, modifică dimensiunea și intensitatea câmpului fitogen. Rolul de formare a mediului al plantelor îmbătrânite, senile scade. Ei pierd multe consorte, dar rolul destructorilor lor asociați crește. Procesele de producție sunt slăbite.

Plantele au nișe ecologice suprapuse. Se intensifică în anumite perioade când resursele de mediu sunt limitate, dar întrucât speciile folosesc resursele în mod individual, selectiv și cu intensitate diferită, competiția în fitocenoze stabile este slăbită.

Orez. 94. Corelația dintre diversitatea straturilor de foioase și diversitatea speciilor de păsări (Indici Shannon conform MacArthur din E. Piank, 1981)

Bibliografie

Shilov I. A. Ecologie. Moscova: Școala superioară, 1997.

Khristoforova N.K. Fundamentele ecologiei. Vladivostok: Dalnauka, 1999.

Gilyarov A. M. Ecologia populației. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1990.

nișă ecologică - locul speciei în biogeocenoză, determinat de potenţialul ei biotic şi de totalitatea factorilor de mediu la care este adaptată. Acesta nu este doar spațiul fizic ocupat de organism, ci și rolul său funcțional în comunitate (poziția în lanțul trofic) și locul său în raport cu factorii externi.

Există 3 componente în structura nișei ecologice:

1. Nișă spațială (habitat) - „adresa” organismului;
2. Nișă trofică - trăsăturile caracteristice ale nutriției și rolul speciei în comunitate - „meserie”;
3. O nișă ecologică multidimensională (hiperspațială) este gama tuturor condițiilor în care un individ sau o populație trăiește și se reproduce.

Distinge nișă fundamentală (potenţială)., pe care organismul sau specia le-ar putea ocupa în lipsa competiției, prădători, în care condițiile abiotice sunt optime; și nișă realizată- gama reală de condiții pentru existența unui organism, care este mai mică sau egală cu nișa fundamentală.

Regula obligației de a umple nișa ecologică.
O nișă ecologică goală este întotdeauna și neapărat umplută în mod natural. În biogeocenozele saturate, resursele de viață sunt utilizate cel mai pe deplin - în ele sunt ocupate toate nișele ecologice. În biogeocenozele nesaturate, resursele vitale sunt parțial utilizate, ele se caracterizează prin prezența unor nișe ecologice libere.

Dublarea mediului- ocuparea nişei ecologice eliberate de către o altă specie capabilă să îndeplinească aceleaşi funcţii în comunitate ca şi specia dispărută. De aici rezultă că cunoscând distribuția speciilor în funcție de nișa ecologică din comunitate și parametrii fiecărei nișe ecologice, se poate descrie în prealabil speciile care pot ocupa una sau alta nișă dacă este eliberată.

Diversificarea ecologică- fenomenul de divizare a nişei ecologice ca urmare a competiţiei interspecifice. Se realizează în funcție de trei parametri:
- prin amenajarea spatiala
- prin dieta
- în funcţie de distribuţia activităţii în timp.
Ca urmare a diversificării, are loc o schimbare a caracterelor - indivizii a două specii strâns înrudite sunt mai asemănători unul cu celălalt în acele părți ale zonelor în care apar separat decât în ​​zonele de reședință comună.

Caracteristicile unei nișe ecologice:
1. Latime
2. Suprapunerea acestei nise cu cele vecine

Lățimea nișei ecologice- un parametru relativ, care se estimează prin comparație cu lățimea nișei ecologice a altor specii. Eurybionts au, în general, nișe ecologice mai largi decât stenobionts. Totuși, aceeași nișă ecologică poate avea o lățime diferită în direcții diferite: de exemplu, în ceea ce privește distribuția spațială, conexiunile alimentare etc.

Acoperirea nișei ecologice apare atunci când specii diferite cohabitează folosind aceleași resurse. Suprapunerea poate fi totală sau parțială, în funcție de unul sau mai mulți parametri ai nișei ecologice.

Dacă nișele ecologice ale organismelor a două specii sunt foarte diferite unele de altele, atunci aceste specii care au același habitat nu concurează între ele (Fig. 3).

Dacă nișele ecologice se suprapun parțial (Fig. 2), atunci coexistența lor va fi posibilă datorită prezenței unor adaptări specifice fiecărei specii.

Dacă nișa ecologică a unei specii include nișa ecologică a alteia (Fig. 1), atunci apare o concurență intensă, concurentul dominant își va împinge rivalul la periferia zonei de fitness.

Concurența are consecințe importante asupra mediului. În natură, indivizii fiecărei specii sunt supuși simultan competiției interspecifice și intraspecifice. Interspecific în consecințele sale este opus intraspecific, deoarece îngustează suprafața habitatelor și cantitatea și calitatea resurselor de mediu necesare.

Competiția intraspecifică promovează distribuția teritorială a speciilor, adică extinderea nișei ecologice spațiale. Rezultatul final este raportul dintre competiția interspecifică și cea intraspecifică. Daca competitia interspecifica este mai mare, atunci raza unei specii date scade la un teritoriu cu conditii optime si, in acelasi timp, creste si specializarea speciei.

Rezumat despre ecologie

Orice specie este adaptată la anumite condiții (factori) de mediu. Ieșirea parametrilor a cel puțin unuia dintre mulți factori dincolo de toleranța organismului provoacă oprimarea acestuia. Cerințele unui organism față de compoziția și parametrii factorilor de mediu moșteniți de la strămoși determină limitele distribuției speciilor căreia îi aparține acest organism, adică intervalul și, în cadrul intervalului, habitatele specifice.

Cu alte cuvinte, orice fel de animal, plantă, microorganism este capabil să trăiască, să se hrănească, să se reproducă în mod normal doar în locul în care a fost „înregistrat” prin evoluție de-a lungul multor milenii, începând cu strămoșii săi. Pentru a desemna acest fenomen, biologii au împrumutat termenul arhitectural „nișă”. Astfel, fiecare tip de organism viu ocupă propria sa nișă ecologică unică în natură.

nișă ecologică - acesta este locul organismului în natură și întregul mod de viață al activității sale sau, după cum se spune, starea de viață, inclusiv relațiile cu factorii de mediu, tipurile de alimente, timpul și metodele de nutriție, locurile de reproducere, adăposturile etc. . Acest concept este mult mai voluminos și mai semnificativ decât conceptul de „habitat”.

habitat - acesta este un set limitat spațial de condiții ale mediului abiotic și biotic, care asigură întregul ciclu de dezvoltare al organismului.

Ecologul american Y. Odum a numit în mod figurat habitatul „adresa” organismului, iar nișa ecologică – „profesia” sa. De regulă, un număr mare de organisme din diferite specii trăiesc într-un singur habitat. De exemplu, o pădure mixtă este un habitat pentru sute de specii de organisme, dar fiecare dintre ele are propria sa nișă ecologică. Nișă ecologică - rolul funcțional al speciei în locul „înregistrării” acesteia. Pe de o parte, organismul este un participant la fluxul general al vieții în mediu, iar pe de altă parte, creatorul unui astfel de flux. Și aceasta, într-adevăr, este foarte asemănătoare cu profesia unei persoane.

În primul rând, o nișă ecologică nu poate fi ocupată de două sau mai multe tipuri, așa cum nu există două profesii absolut identice. O specie ocupă o nișă ecologică pentru a îndeplini o funcție unică doar în felul ei, stăpânind astfel habitatul și în același timp modelându-l. Natura este foarte economică - chiar și doar două specii care ocupă aceeași nișă ecologică nu pot coexista stabil, deoarece, în urma competiției, una dintre ele va fi înlocuită cu cealaltă. Acest model nu este lipsit de excepții, dar este atât de obiectiv încât este formulat sub forma unei prevederi care a fost numită „principiul excluderii competitive” (principiul lui G.F. Gause): dacă două specii cu cerințe de mediu similare (nutriție, comportament, locuri de reproducere etc.) intră în relații competitive, atunci una dintre ele trebuie să moară sau să-și schimbe stilul de viață și să ocupe o nouă nișă ecologică . Uneori, de exemplu, pentru a elimina relațiile acute de concurență, este suficient ca un organism (animal) să schimbe timpul de hrănire fără a schimba tipul de hrană în sine (dacă concurența apare pe baza relațiilor alimentare) sau să găsească un nou habitat (dacă competiția are loc pe baza acestui factor) și etc. Dacă organismele ocupă nișe ecologice diferite, de obicei nu intră în relații competitive, sferele lor de activitate și influență sunt separate. În acest caz, relația este considerată neutră.

O nișă ecologică, ca loc funcțional al unei specii în sistemul de viață, nu poate fi goală pentru o lungă perioadă de timp - acest lucru este evidențiat de regula umplerii obligatorii a nișelor ecologice: o nișă ecologică goală este întotdeauna umplută în mod natural .

Dintre celelalte proprietăți ale nișelor ecologice, observăm că un organism (specie) le poate schimba pe parcursul ciclului său de viață. Cel mai frapant exemplu în acest sens sunt insectele. Astfel, nișa ecologică a larvelor gândacului de mai este asociată cu solul, hrănindu-se cu sistemele radiculare ale plantelor. În același timp, nișa ecologică a gândacilor este asociată cu mediul terestru, hrănindu-se cu părțile verzi ale plantelor.

Comunitățile de organisme vii se formează după principiul umplerii nișelor ecologice. Într-o comunitate formată în mod natural, de obicei toate nișele sunt ocupate. În astfel de comunități, de exemplu, în pădurile de lungă durată (primare), probabilitatea introducerii de noi specii este foarte scăzută. În același timp, trebuie avut în vedere faptul că angajarea nișelor ecologice este, într-o anumită măsură, un concept relativ. Toate nișele sunt de obicei stăpânite de acele organisme care sunt caracteristice regiunii date. Dar dacă un organism vine din exterior (de exemplu, semințele sunt introduse) accidental sau intenționat, atunci își poate găsi o nișă liberă pentru el din cauza faptului că nu au existat solicitanți pentru acesta din setul de specii existente. În acest caz, o creștere rapidă a numărului (focarului) speciilor străine este de obicei inevitabilă, deoarece găsește condiții extrem de favorabile (o nișă liberă) și, în special, nu are dușmani.

Nișa ecologică ca loc funcțional al speciei în habitat permite o formă capabilă să dezvolte noi adaptări pentru a umple această nișă, dar uneori acest lucru necesită o perioadă semnificativă de timp. Adesea, nișele ecologice goale care i se par unui specialist sunt doar o păcăleală. Prin urmare, o persoană ar trebui să fie extrem de atentă cu concluziile despre posibilitatea umplerii acestor nișe prin aclimatizare. Aclimatizarea este un ansamblu de măsuri de introducere a unei specii în noi habitate, realizate în scopul îmbogățirii comunităților naturale sau artificiale cu organisme utile omului. Perioada de glorie a aclimatizării a căzut în anii 20-40 ai secolului XX. Cu toate acestea, odată cu trecerea timpului, a devenit evident că fie experimentele nu au avut succes, fie, mai rău, au adus rezultate foarte negative - speciile au devenit dăunători, răspândesc boli periculoase etc. Nu se putea altfel: plasate într-un mediu străin cu o nișă ecologică efectiv ocupată, specii noi i-au forțat pe cei care au efectuat deja lucrări similare. Noile specii nu răspundeau nevoilor ecosistemului, uneori nu aveau dușmani și, prin urmare, se puteau înmulți rapid. Dar apoi au intrat în joc factori limitatori. Numărul speciilor a scăzut brusc sau, dimpotrivă, s-a înmulțit intens, ca un iepure în Australia, și a devenit un dăunător.