nișă ecologică- locul speciei în natură, în principal în biocenoză, incluzând atât poziția sa în spațiu, cât și rolul său funcțional în comunitate, relația sa cu condițiile abiotice de existență (Khrustalev, Matishov, 1996). Este important de subliniat că această nișă nu este doar spațiul fizic ocupat de organism, ci și locul său în societate, determinat de funcțiile sale ecologice. Y. Odum (1975) a prezentat la figurat o nișă ecologică ca o ocupație, o „profesie” a unui organism din sistemul de specii din care aparține, iar habitatul său este „adresa” speciei.

Cunoașterea nișei ecologice permite să se răspundă la întrebările cum, unde și cu ce se hrănește o specie, a cui pradă este, cum și unde se odihnește și se reproduce (Dajo, 1975).

Modelul de nișă ecologică propus de G. E. Hutchinson este destul de simplu: este suficient să trasezi valorile intensității pe proiecții ortogonale diverși factori, și refaceți perpendiculare din punctele limitelor de toleranță, atunci spațiul limitat de acestea va corespunde nișei ecologice a acestei specii. O nișă ecologică este o zonă de combinații ale unor astfel de valori ale factorilor de mediu în care această specie poate exista la infinit.

De exemplu, pentru existență planta macinata este suficientă o anumită combinație de temperatură și umiditate, iar în acest caz putem vorbi despre o nișă bidimensională. Pentru un animal marin, pe lângă temperatură, mai sunt necesari cel puțin doi factori - salinitatea și concentrația de oxigen - atunci ar trebui să vorbim deja despre o nișă tridimensională etc. De fapt, există mulți dintre acești factori și nișa este multidimensionale.

Nișa ecologică, determinată doar de caracteristicile fiziologice ale organismelor, se numește fundamentală, iar cea în cadrul căreia specia apare efectiv în natură se numește realizată.

O nișă realizată este acea parte a nișei fundamentale pe care o anumită specie, populație este capabilă să o „apere” în competiție. Concurenta, dupa Y. Odum (1975, 1986), - interacțiuni negative două organisme luptă pentru același lucru (Tabelul 4.1). Competiția interspecifică este orice interacțiune între populații care le afectează în mod negativ creșterea și supraviețuirea. Concurența se manifestă sub forma luptei speciilor pentru nișe ecologice.

Clasificarea interacțiunilor biotice dintre populațiile celor două specii este dată în Tabelul 1. 4.1.

interacțiuni			Natura generală a interacțiunii
1. Neutralism			Niciuna dintre populații nu o afectează pe cealaltă
2. Competiție, interacțiune directă			Suprimarea reciprocă directă a ambelor tipuri
3. Concurență, interacțiune datorită resurselor			Suprimarea indirectă cu lipsa unei resurse externe
4. Amensalism			Populația 2 suprimă populația 1, dar ea însăși nu este afectată negativ.
6 Predare			Indivizii Predator 1 sunt de obicei mai mari decât indivizii prada 2
7. Comensalism			Populația 1, comensalul, beneficiază de punerea în comun; populatia 2 aceasta uniune este indiferenta
I- Cooperare industrială			Interacțiunea este favorabilă pentru ambele specii, dar nu neapărat
^. Mutualismul			Interacțiunea este favorabilă ambelor specii și este obligatorie

În Tabelul 4.1, „O” înseamnă că populația nu este afectată de interacțiunea dintre specii; „+” – că ea beneficiază de interacțiunea speciilor; "-" - ceea ce experimentează ea influență negativă o astfel de interacțiune.

Nu există două diferite feluri, ocupând aceleași nișe ecologice, dar există specii strâns înrudite, adesea atât de asemănătoare încât necesită în esență aceeași nișă. În acest caz, când nișele se suprapun parțial, există o concurență deosebit de acerbă, dar în cele din urmă nișa este ocupată de o singură specie. Fenomenul de separare ecologică a speciilor strâns înrudite (sau altfel similare) a fost numit principiul excluderii competitive sau principiul Gause, în onoarea savantului care și-a dovedit existența experimental în 1934.

Neutralismul este o formă de relație biotică atunci când conviețuirea a două specii pe același teritoriu nu atrage consecințe nici pozitive, nici negative pentru acestea. În acest caz, speciile nu sunt direct legate între ele și nici măcar nu se contactează între ele. De exemplu, veverițe și elani, maimuțe și elefanți etc. Relațiile de neutralism sunt caracteristice comunităților bogate în specii.

Amensalismul este o relație biotică în care creșterea unei specii (amensal) este inhibată de produșii excretori ai alteia. Astfel de relații sunt de obicei denumite competiție directă și se numesc antibioză. Ele sunt cel mai bine studiate în plante care folosesc diverse substante toxiceîn lupta împotriva concurenților pentru resurse, iar acest fenomen se numește alelopatie.

Amensalismul este foarte frecvent în mediu acvatic. De exemplu, algele albastre-verzi, care provoacă înflorirea apei, otrăvesc astfel fauna acvatică și, uneori, chiar și animalele care vin să bea. Alte alge prezintă „abilități” similare. Ele secretă peptide, chinonă, antibiotice și alte substanțe otrăvitoare chiar și în doze mici. Aceste otrăvuri se numesc substanțe ectocrine.

Prădătorii sunt numiți animale care se hrănesc cu alte animale, pe care le prind și le ucid. Prădătorii se caracterizează prin comportament de vânătoare. Abundența insectelor, dimensiunile lor mici și disponibilitatea ușoară transformă activitatea prădătorilor carnivori, de obicei păsări, într-o simplă „adunare”

prada, la fel cum adună semințele, „boabe ale unei păsări care se hrănesc cu ele. Prădătorii insectivori, într-un mod care a stăpânit hrana, se apropie de pășunatul ierbivorelor. Unele păsări pot mânca atât insecte, cât și semințe.

Așadar, cea mai dură competiție apare atunci când contactul dintre populații se stabilește recent, de exemplu, din cauza schimbărilor care s-au produs în ecosistem sub influența activității umane. De aceea, intervenția umană prost concepută în structura biocenozei duce adesea la focare epidemice.

1. Dispoziții generale. Ființele vii, atât plantele cât și animalele, sunt multe și variate. Nu există nicio îndoială că această diversitate și abundență de organisme este determinată de factorii de mediu. Astfel, fiecare specie ocupă un loc strict atribuit în spațiul geografic cu un set specific de parametri fizico-chimici. Cu toate acestea, poziția unei specii depinde nu numai de abiotic factori de mediu, dar și asupra legăturilor unui organism dat cu alte organisme, atât în ​​cadrul propriei specii, cât și cu reprezentanții altor specii. Lupul nu va locui în acele zone geografice, chiar dacă setul de factori abiotici este destul de acceptabil pentru el, dacă nu există nici o resursă de hrană pentru el aici. Prin urmare, locul pe care îl ocupă o specie într-un anumit habitat trebuie să fie determinat nu numai de teritoriu, ci și asociat cu nevoia de hrană și funcția de reproducere. Fiecare dintre specii, precum și un anumit organism, dintr-o comunitate (biocenoza) are propriile sale propriul timpșederea și locul său, care îl deosebesc de alte specii.

Astfel ne întâlnim concepte diferite. În primul rând, aceasta gamă specie - distribuția speciei în spațiul geografic (aspectul geografic al speciei), în al doilea rând, habitatul speciilor(habitat sau biotop) este tipul de spațiu geografic în ceea ce privește un set de parametri fizici și chimici și (sau) caracteristici biotice în care trăiește specia și, în al treilea rând, nișă ecologică, implicând ceva mai mult decât doar locul în care trăiește această specie. O specie poate ocupa un număr de habitate diferite în diferite părți ale gamei sale.

Cea mai bună și mai exactă definiție comparativă a nișei ecologice și a mediului a fost dată de ecologiștii francezi R. Wiebert și C. Lagler: miercuri este adresa unde locuiește organismul dat, în timp ce nişă indică suplimentar tipul ocupației sale în acest loc, profesia sa.

Unii ecologisti sunt mai dispuși să folosească termenul „habitat”, care este aproape sinonim cu „habitat”, iar cei doi termeni se suprapun adesea, dar amintiți-vă că „habitat” se referă doar la spațiul în care apare o specie. În acest sens, acest termen este foarte apropiat de conceptul de raza unei specii.

2. habitat. Aceasta este o bucată de pământ sau un corp de apă ocupat de o populație dintr-o specie sau o parte a acesteia și care posedă pentru existența sa toate conditiile necesare(clima, topografie, sol, nutrienți). Habitatul unei specii este un set de situri care îndeplinesc cerințele sale ecologice în intervalul speciilor. Astfel, un habitat nu este altceva decât o componentă a unei nișe ecologice. În funcție de amploarea utilizării habitatelor, ele disting stenotopicăși euritopic organisme, adică organisme care ocupă spații specifice cu un anumit set de factori de mediu și organisme care există în gamă largă factori de mediu (cosmopoliti). Dacă vorbim despre habitatul unei comunități de organisme sau despre locul unei biocenoze, atunci termenul „biotop” este folosit mai des. Locația are un alt sinonim ecotop– spațiu geografic caracterizat printr-un set specific de parametri de mediu. În acest caz, populația oricărei specii care trăiește spațiu dat, numit ecotip.

Termenul „habitat” poate fi aplicat atât organismelor specifice, cât și comunităților în ansamblu. Putem indica o pajiște ca un singur habitat pentru diverse ierburi și animale, deși atât ierburile, cât și animalele ocupă nișe ecologice diferite. Dar acest termen nu ar trebui să înlocuiască niciodată conceptul de „nișă ecologică”.

Habitatul se poate referi la un complex de caracteristici vii și nevii interconectate ale unui spațiu geografic. De exemplu, habitatul insectelor acvatice ale insectelor netede și al plutitorului sunt zonele puțin adânci ale lacurilor acoperite cu vegetație. Aceste insecte ocupă același habitat, dar au lanțuri trofice diferite (neted este un prădător activ, în timp ce plutitorul mănâncă vegetația în descompunere), ceea ce distinge nișele ecologice ale acestor două specii.

Locația poate desemna și numai mediu biotic. Acesta este modul în care bacilii și bacteriile trăiesc în interiorul altor organisme. Păduchii trăiesc în linia părului gazdei. Unele ciuperci sunt asociate cu un anumit tip de pădure (boletus). Dar habitatul poate fi reprezentat și de un mediu pur fizico-geografic. Puteți indica coasta de maree a mării, unde trăiesc o astfel de varietate de organisme. Poate fi un deșert și un munte separat, dune, un pârâu și un râu, un lac etc.

3. nișă ecologică concept, conform Y. Oduma, mai incapatoare. Nișă ecologică, așa cum a arătat un om de știință englez C. Elton(1927), include nu numai spațiul fizic ocupat de un organism, ci și rol functional organisme din comunitate. Elton a distins nișele ca poziție a unei specii în raport cu alte specii dintr-o comunitate. Ideea lui Ch. Elton că o nișă nu este un sinonim pentru un habitat a primit o largă recunoaștere și răspândire. Poziția trofică, modul de viață, conexiunile cu alte organisme etc. sunt foarte importante pentru organism. și poziția sa față de gradienți factori externi ca condiții de existență (temperatură, umiditate, pH, compoziție și tip de sol etc.).

Aceste trei aspecte ale nișei ecologice (spațiul, rolul funcțional al organismului, factorii externi) pot fi denumite convenabil ca nișă spațială(loc de nișă) nișă trofică(nișă funcțională), în înțelegerea lui Ch. Elton, și multidimensionale nişă(se iau în considerare întregul volum și setul de caracteristici biotice și abiotice, hipervolum). Nișa ecologică a unui organism depinde nu numai de locul în care trăiește, ci include și valoare totală cerințele sale pentru mediu. Corpul nu numai că experimentează acțiunea factorilor de mediu, ci își face și propriile cerințe față de aceștia.

4. Concept modern nișă ecologică format pe baza modelului propus J. Hutchinson(1957). Conform acestui model, o nișă ecologică este o parte a unui spațiu imaginar multidimensional (hipervolum), ale cărui dimensiuni individuale corespund factorilor necesari existenței și reproducerii normale a unui organism. Nișa lui Hutchinson, pe care o vom numi multidimensională (hiperspațiu), poate fi descrisă folosind caracteristici cantitative și operată cu ea folosind calcule și modele matematice. R. Whittaker(1980) definește o nișă ecologică ca fiind poziția unei specii într-o comunitate, implicând că comunitatea este deja asociată cu un biotop specific, i.e. cu un anumit set de parametri fizici și chimici. Prin urmare, o nișă ecologică este un termen folosit pentru a desemna specializarea unei populații a unei specii în cadrul unei comunități. Se numesc grupuri de specii dintr-o biocenoză cu funcții similare și nișe de aceeași dimensiune bresle. Specii care ocupă aceeași nișă în diferite zone geografice, sunt numite echivalente de mediu.

5. Individualitatea și originalitatea nișelor ecologice. Oricât de apropiate sunt organismele în habitat (sau speciile în general), oricât de apropiate sunt caracteristicile lor funcționale în biocenoze, ele nu vor ocupa niciodată aceeași nișă ecologică. Astfel, numărul de nișe ecologice de pe planeta noastră este de nenumărat. Figurat, ne putem imagina populație umană, dintre care toți indivizii au doar propria lor nișă unică. Este imposibil să ne imaginăm doi oameni absolut identici, cu caracteristici morfofiziologice și funcționale absolut identice, inclusiv mintale, atitudine față de propriul lor fel, nevoie absolută de tipul și calitatea hranei, relații sexuale, norme de comportament etc. Dar nișe individuale diverse persoane se pot suprapune pe parametri individuali de mediu. De exemplu, studenții pot fi legați de o singură universitate, profesori specifici și, în același timp, pot diferi în comportamentul lor în societate, în alegerea hranei, activitatea biologică etc.

6. Măsurarea nișelor ecologice. Pentru a caracteriza o nișă, se folosesc de obicei două. măsurători standard – latimea niseiși suprapunere de nișă cu nişe învecinate.

Lățimea nișei se referă la gradienți sau la intervalul unui factor de mediu, dar numai într-un anumit hiperspațiu. Lățimea unei nișe poate fi determinată de intensitatea iluminării, de lungimea lanțului trofic, de intensitatea acțiunii unui factor abiotic. Suprapunerea nișelor ecologice înseamnă suprapunerea pe lățimea nișelor și suprapunerea hipervolumelor.

7. Tipuri de nișe ecologice. Există două tipuri principale de nișe ecologice. În primul rând, aceasta fundamental nișă (formală) - cel mai mare „abstract hipervolum locuit”, unde acțiunea factorilor de mediu fără influența competiției asigură abundența și funcționarea maximă a speciei. Cu toate acestea, specia se confruntă cu schimbări constante ale factorilor de mediu în raza sa. În plus, după cum știm deja, o creștere a acțiunii unui factor poate schimba relația unei specii cu un alt factor (o consecință a legii lui Liebig), iar intervalul său se poate modifica. Acțiunea a doi factori în același timp poate schimba atitudinea speciei față de fiecare dintre ei în mod specific. Există întotdeauna restricții biotice (predare, competiție) în cadrul nișelor ecologice. Toate aceste acțiuni duc la faptul că în realitate specia ocupă un spațiu ecologic mult mai mic decât hiperspațiul nișei fundamentale. În acest caz, vorbim despre implementate nișă, adică real nişă.

8 . Principiu VanderMeerși Gause. J.H. Vandermeer (1972) a extins foarte mult conceptul de nișă realizată de Hutchinson. El a ajuns la concluzia că dacă N specii care interacționează coexistă în acest habitat special, atunci ele vor ocupa nișe ecologice realizate complet diferite, al căror număr va fi egal cu N. Această observație se numește principiul Vandermeer.

Interacțiunea competitivă poate viza atât spațiul, nutrienții, utilizarea luminii (copacii din pădure), cât și procesul de luptă pentru o femelă, pentru hrană, precum și dependența de un prădător, susceptibilitatea la boli etc. De obicei, cel mai dur competiţia se observă la nivel interspecific. Poate duce la înlocuirea unei populații a unei specii cu o populație a unei alte specii, dar poate duce și la un echilibru între două specii (de obicei aceasta echilibrul naturii este stabilit în sistemul prădător-pradă). Cazurile extreme sunt deplasarea unei specii de alta in afara habitatului dat. Există momente în care o specie o înlocuiește pe alta lant troficși îl obligă să treacă la utilizarea altor alimente. Observarea comportamentului organismelor strâns înrudite cu un mod de viață similar și morfologie similară arată că astfel de organisme nu încearcă să trăiască niciodată în același loc. Această observație a fost făcută Joseph Grinellîn 1917-1928, care a studiat viața păsărilor batjocoritoare din California. Grinell a introdus de fapt conceptul "nişă", dar nu a introdus în acest concept distincţia dintre nişă şi habitat.

Dacă organismele strâns înrudite trăiesc în aceeași apă și în același loc, atunci fie vor folosi resurse alimentare diferite, fie vor duce un stil de viață activ în timp diferit(noapte Ziua). Această separare ecologică a speciilor strâns înrudite se numește principiul excluderii competitive sau Principiul Gause numit după biologul rus care a demonstrat experimental funcționarea acestui principiu în 1932. În concluziile sale, Gause a folosit conceptul lui Elton despre poziția unei specii într-o comunitate în funcție de alte specii.

9. spațiu de nișă. Nișele ecologice ale speciilor sunt mai mult decât relația dintre o specie și un singur gradient de mediu. Foarte multe semne sau axe ale spațiului multidimensional (hipervolum) sunt foarte greu de măsurat sau nu pot fi exprimate prin vectori liniari (de exemplu, comportament, dependență etc.). Prin urmare, este necesar, după cum a remarcat pe bună dreptate R. Whittaker (1980), să trecem de la conceptul de axă a nișei (rețineți lățimea nișei în termeni de unul sau mai mulți parametri) la conceptul de definiție multidimensională a acesteia, care va dezvălui natura relațiilor dintre specii cu întreaga lor gamă de relații adaptative.

Dacă o nișă este un „loc” sau „poziție” a unei specii într-o comunitate conform conceptului lui Elton, atunci este corect să îi dam niște măsurători. Potrivit lui Hutchinson, o nișă poate fi definită printr-un număr conditii variabile mediile din cadrul comunității la care specia trebuie adaptată. Aceste variabile includ atât indicatori biologici (de exemplu, dimensiunea alimentelor), cât și pe cei nebiologici (climatici, orografici, hidrografici etc.). Aceste variabile pot servi drept axe de-a lungul cărora spațiu multidimensional, Care e numit spatiu ecologic sau spațiu de nișă. Fiecare dintre specii se poate adapta sau poate fi rezistentă la o gamă de valori ale fiecărei variabile. Limitele superioare și inferioare ale tuturor acestor variabile delimitează spațiul ecologic pe care îl poate ocupa o specie. Aceasta este nișa fundamentală în înțelegerea lui Hutchinson. Într-o formă simplificată, aceasta poate fi imaginată ca o „cutie cu n laturi” cu laturile corespunzătoare limitelor de stabilitate ale vederii pe axele nișei.

Aplicând o abordare multidimensională a spațiului de nișă comunitară, putem afla poziția speciilor în spațiu, natura răspunsului unei specii la impactul mai mult de o variabilă, dimensiuni relative nişe

Sinecologia studiază relația dintre indivizii populațiilor diferitelor specii și adaptabilitatea acestora la condiții. Mediul extern. Ecologiștii au stabilit că organismele care fac parte din comunitățile vii sunt legate de anumite coordonate spațiale în care interacționează între ele și cu părți ale biosferei: apa, solul, atmosfera.

Acest loc din biogeocenoze are un nume - o nișă ecologică. Exemplele luate în considerare în articolul nostru sunt menite să demonstreze că este inerentă fiecărei specii biologice și este o consecință a interacțiunii organismului cu alți indivizi și factori de mediu.

Caracteristicile ecologice ale speciei

Toate, fără excepție, în procesul de filogeneză se adaptează la factori abiotici specifici. Ele limitează habitatul populației. Modul în care o comunitate de organisme interacționează cu habitatele și cu alte populații îl constituie caracteristica ecologica, al cărui nume este o nișă ecologică. exemple de animale, ciclu de viață care apare în diferite zone spațiale și trofice ale biogeocenozei sunt libelule aparținând tipului Artropode, clasa Insectelor. Adulții - adulții, fiind prădători activi, au stăpânit carcasă de aer, în timp ce larvele lor - naiadele, care respiră cu branhii, sunt hidrobionte.

Caracteristicile nișei ecologice a speciilor

Autorul lucrării clasice „Fundamentals of Ecology” Y. Odum a propus termenul de „nișă ecologică”, pe care îl folosește pentru a studia relațiile biotice ale unei populații la toate nivelurile de organizare a acesteia. Potrivit omului de știință, poziția unui individ în viața sălbatică, adică a acesteia stare vitală este o nișă ecologică. Un exemplu ilustrativ această definiție, - o comunitate de plante numită pionieri. Au proprietăți fiziologice și vegetative speciale care le permit să cucerească cu ușurință teritorii libere. Acestea includ iarba de canapea târâtoare, formează biocenoze primare, care se schimbă în timp. Odum a numit locul organismului în natură adresa sa, iar modul de viață - o profesie.

Modelul J. Hutchinson

Să revenim din nou la definiția termenului „nișă ecologică”. Un exemplu care o ilustrează este cerbul cu coadă albă, al cărui ciclu de viață este asociat cu spațiul sub-baldachin - desișuri de arbuști pereni. Ele servesc animalului nu numai ca sursă de hrană, ci și ca protecție. Modelul hipervolum al unei zone de biogeocenoză creat de Hutchinson este o celulă de susținere a vieții pentru un individ dintr-o populație. Organismele pot trăi în el perioadă lungă de timp evitarea mediului extern. Cercetările omului de știință, efectuate de el pe baza creatului model matematic, oferă o perspectivă asupra limite optime existenţa comunităţilor de organisme vii în ecosisteme.

Principiul Gause

Se mai numește și regula de excludere competitivă și este folosită pentru a descrie două forme ale luptei pentru existență - intraspecifică și interspecifică, studiate încă din secolul al XIX-lea de Charles Darwin. Dacă populațiile au nevoi care se suprapun, de exemplu, trofice (adică o aprovizionare comună cu hrană) sau spațiale (habitate suprapuse - intervale), de care depinde numărul lor, atunci timpul de coexistență a unor astfel de comunități este limitat. Este înăuntru rezultat final va duce la expulzarea (izolarea unei populații mai puțin adaptate) și relocarea unor organisme mai adaptate și cu reproducere rapidă ale unei alte specii.

De exemplu, indivizii speciei au înlocuit treptat populațiile de șobolani negri. În prezent sunt puțini la număr și trăiesc în apropierea corpurilor de apă. Trei parametri caracterizează conceptul de „nișă ecologică”. Un exemplu care explică această afirmație a fost luat în considerare de noi mai devreme și anume: specia de șobolan cenușiu s-a stabilit peste tot (distribuție spațială), este omnivor (rație de hrană) și vânează atât ziua cât și noaptea (separarea activității în timp).

Un alt exemplu care caracterizează regula excluderii competitive: primii coloniști veniți în Australia au adus cu ei populații de albine europene. În legătură cu dezvoltarea apiculturii, numărul acestor insecte a crescut brusc și au înlocuit treptat albina nativă australiană din zonele habitatului său permanent, ceea ce a pus această specie în pragul dispariției.

Un caz similar s-a întâmplat cu populațiile de iepure domestic, introduse de aceiași descoperitori ai continentelor. Mâncare din belșug, excelentă condiții climatice iar lipsa concurenței a dus la faptul că indivizii acestei specii au început să capteze habitatele altor populații și s-au înmulțit în așa număr încât au început să distrugă culturile.

Locul unei specii biologice într-un ecosistem

Să continuăm să răspundem la întrebarea ce este o nișă ecologică. Un exemplu care oferă cel mai complet răspuns este starea de viață a unei plante de trifoi roșu. Zona sa de distribuție este Europa, Africa de Nord, Asia de mijloc. Populațiile cresc optim în pajiști suficient de umede, la temperaturi de +12...+21 °С. Formează ierburi perene sau așternut forestier și sunt producători în lanțurile trofice ale biogeocenozei.

Doctrina de nișă ecologică

Spațiu optim și real pentru existența unei populații

Reamintim că totalitatea conexiunilor organismelor cu indivizii altor populații și cu condițiile de mediu este o nișă ecologică. Un exemplu de bacterii saprotrofe din sol care se hrănesc cu materie organică moartă și purifică pământul, precum și îi îmbunătățesc proprietățile agrochimice, confirmă formarea unui număr mare de legături biotice cu alți locuitori ai solului: larve de insecte, rădăcini de plante, ciuperci. Activitatea vitală a bacteriilor din sol depinde în mod direct de temperatura și conținutul de umiditate al solului, de compoziția sa fizică și chimică.

Alți locuitori - bacterii chimiotrofe nitrificatoare - se formează stabil cu populații de plante din familia leguminoaselor: lucernă, măzică comună, lupin. Toți parametrii de mai sus, atât condițiile biotice, cât și cele de mediu, formează nișa ecologică realizată a bacteriilor. Face parte dintr-o biogeocenoză potențială (nișă fundamentală), care este un complex de condiții optime în care o specie ar putea exista la infinit.

Reguli pentru umplerea obligatorie a unei zone multidimensionale a ecosistemului

Dacă biogeocenoza a suferit un impact puternic al fenomenelor abiotice extreme, de exemplu, incendii, inundații, cutremure sau activitate umană negativă, unele dintre zonele sale devin libere, adică lipsite de populațiile de plante și animale care au trăit anterior aici. Apariția unor noi forme de viață - succesiunea - duce la o schimbare a acelei părți a biogeocenozei, al cărei nume este nișa ecologică a plantelor. Exemple de așezare a acesteia după un incendiu indică faptul că pădurea cu frunze late este înlocuită cu plante erbacee bianuale cu energie vegetativă mare: iarba de foc, iarba de salcie, ierburile de poz și altele, adică partea eliberată a spațiului este imediat populată. de populaţiile de specii noi.

În acest articol, am studiat în detaliu un astfel de concept precum nișa ecologică a corpului. Exemplele luate în considerare de noi confirmă că este un complex multidimensional adaptat pentru condiții optime de viață pentru populațiile de plante și animale.

Fiecare organism în timpul existenței sale este influențat de diverse conditii mediu inconjurator. Aceștia pot fi factori de natură animată sau neînsuflețită. Sub influența lor, prin adaptare, fiecare specie își ia locul - nișa ei ecologică.

caracteristici generale

Caracteristica generală a unei celule ocupate de un animal sau plantă constă în definirea și descrierea modelului acesteia.

O nisa ecologica este un loc ocupat de o specie sau organism individualîn biocenoză. Se determină luând în considerare complexul de relații biocenotice, factorii abiotici și biotici ai mediului. Există multe interpretări ale acestui termen. Conform definițiilor diverșilor oameni de știință, nișa ecologică a fost numită și spațială sau trofică. Asta pentru că, instalându-se în celula sa, individul ocupă teritoriul de care are nevoie și își creează propriile lanțuri trofice.

Modelul hipervolumului lui J. E. Hudchence domină astăzi. Este un cub, pe axele sale sunt factori de mediu care au propria lor gamă (valență). Omul de știință a împărțit nișele în 2 grupuri:

• Fundamentele sunt cele care creează conditii optime si echipat resursele necesare pentru a menține populația în viață.
• Implementat. Au o serie de proprietăți care se datorează speciilor concurente.

Caracteristicile nișelor ecologice

Caracteristicile nișelor ecologice includ trei componente principale:

• Caracteristica comportamentală este o modalitate de a răspunde unei specii la stimuli. Și, de asemenea, modul în care obține hrană, caracteristicile adăpostului său de inamici, adaptabilitatea la factori abiotici (de exemplu, capacitatea de a rezista la frig sau căldură).
• Caracteristică spațială. Acestea sunt coordonatele de locație ale populației. De exemplu, pinguinii trăiesc în Antarctica, Noua Zeelandă, America de Sud.
• Temporar. Descrie activitatea speciilor în anumită perioadă timp: zi, an, anotimp.

Principiul excluderii competitive

Principiul excluderii competitive prevede că există atâtea nișe ecologice câte specii de organisme diferite. Autorul său este celebrul om de știință Gause. A descoperit modele în timp ce lucra cu ciliați tipuri diferite. Omul de știință a crescut mai întâi organisme într-o monocultură, studiind densitatea și modul de nutriție a acestora, iar mai târziu a combinat speciile pentru reproducere într-un singur recipient. S-a observat că fiecare specie a redus semnificativ numărul și, ca urmare a luptei pentru hrană, fiecare organism și-a ocupat propria nișă ecologică.

Nu se poate ca două specii diferite să ocupe aceeași celulă în biocenoză. Pentru a deveni un câștigător în această luptă competitivă, una dintre specii trebuie să aibă un oarecare avantaj față de cealaltă, să fie mai adaptată la factorii de mediu, deoarece chiar și speciile foarte asemănătoare au întotdeauna unele diferențe.

Legea constanței

Legea constanței se bazează pe teoria conform căreia biomasa tuturor organismelor de pe planetă trebuie să rămână neschimbată. Această afirmație a fost confirmată de V. I. Vernadsky. El - fondatorul doctrinei biosferei și noosferei - a putut să demonstreze că, odată cu creșterea sau scăderea numărului de organisme dintr-o nișă, aceasta este în mod necesar compensată în alta.

Aceasta înseamnă că o specie dispărută este înlocuită cu oricare alta care se poate adapta ușor și rapid la condițiile de mediu și își poate crește populația. Sau, invers, cu o creștere semnificativă a numărului unor organisme, numărul altora scade.

Regula obligatorie

regulă umplere obligatorie spune că o nișă ecologică nu rămâne niciodată goală. Când o specie dispare din orice motiv, locul ei este imediat luat de o alta. Organismul care ocupă celula intră într-o luptă competitivă. Dacă se dovedește a fi mai slab, este forțat să iasă din teritoriu și obligat să caute un alt loc unde să se stabilească.

Modalități de conviețuire a organismelor

Modalitățile de coexistență a organismelor pot fi împărțite condiționat în pozitive - cele care beneficiază toate organismele și negative, care sunt benefice doar pentru o singură specie. Primul a fost numit „simbioză”, al doilea – „mutualism”.

Comensalismul este o relație în care organismele nu se dăunează reciproc, dar nici nu ajută. Poate fi intraspecific și interspecific.

Amensalismul este un mod de coexistență interspecie în care o specie este asuprită de alta. Cu toate acestea, unul dintre ei nu primește cantitatea necesară nutrienți, care îi încetinește creșterea și dezvoltarea.

Prădărea - Speciile prădătoare cu această metodă de conviețuire se hrănesc cu corpul victimelor.

Concurența poate fi în cadrul aceleiași specii sau între specii diferite. Apare cu condiția ca organismele să aibă nevoie de aceeași hrană sau teritoriu cu condiții climatice optime pentru ele.

Evoluția nișelor ecologice umane

Evoluția nișelor ecologice umane a început odată cu existența arhantropilor. Ei duceau un mod de viață colectiv, foloseau doar acele abundențe ale naturii care le erau cele mai accesibile. Utilizare hrana pentru animale pe acest segment existența a fost redusă la minimum. Pentru a căuta hrană, arhantropii trebuiau să stăpânească un numar mare de zona furajeră.

După ce omul a stăpânit instrumentul muncii, oamenii au început să vâneze, având astfel un impact considerabil asupra mediu inconjurator. De îndată ce o persoană a primit foc, a făcut tranziția la următoarea etapă de dezvoltare. După creșterea populației, a apărut agricultura - ca una dintre modalitățile de adaptare la lipsa hranei în acele locuri în care vânătoarea și culegerea intensivă. Resurse naturale erau aproape epuizaţi. În aceeași perioadă a început creșterea animalelor. Acest lucru a dus la un mod de viață stabilit.

Apoi a fost păstoritul nomad. Ca urmare a activității umane nomade o cantitate mare pășunile sunt epuizate, acest lucru îi obligă pe nomazi să se mute și să dezvolte din ce în ce mai multe pământuri noi.

Nișă ecologică umană

Nișa ecologică a unei persoane se schimbă odată cu schimbările în felul în care oamenii trăiesc. Din alte organisme vii Homo sapiens are capacitatea de a articula vorbirea, gândire abstractă, nivel inalt dezvoltarea culturii materiale si imateriale.

Omul ca specii a fost distribuită la tropice și subtropice, în locurile unde altitudinea era de până la 3-3,5 km. Datorită anumitor caracteristici cu care o persoană este înzestrată, habitatul său a crescut foarte mult în dimensiune. Dar în ceea ce privește nișa ecologică fundamentală, aceasta a rămas practic neschimbată. Existența unei persoane devine mai complicată în afara spațiului original, el trebuie să se confrunte cu diverși factori nefavorabili. Acest lucru este posibil nu numai prin procesul de adaptare, ci și prin inventarea diverselor mecanisme de apărareși dispozitive. De exemplu, omul a inventat tipuri diferite sisteme de încălzire pentru combaterea unor factori abiotici precum frigul.

Astfel, putem concluziona că nișa ecologică este ocupată de fiecare organism după concurență si adera anumite reguli. Trebuie să aibă o suprafață optimă a teritoriului, condiții climatice adecvate și să fie prevăzut cu organisme vii care sunt incluse în lant trofic tip dominant. Toate ființele vii care se află în nișă interacționează în mod necesar.

nișă ecologică- un ansamblu al tuturor factorilor de mediu în cadrul cărora este posibilă existența unei specii în natură. concept nișă ecologică este folosită de obicei în studiul relaţiei speciilor apropiate ecologic aparţinând aceluiaşi nivel trofic. Termenul de „nișă ecologică” a fost propus de J. Grinell (1917) pentru a caracteriza distributie spatiala specii (adică nișa ecologică a fost definită ca un concept apropiat de habitat).

Mai târziu, Ch. Elton (1927) a definit o nișă ecologică ca fiind poziția unei specii într-o comunitate, subliniind importanța deosebită a relațiilor trofice. La sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, mulți cercetători au observat că două specii care sunt apropiate ecologic și ocupă o poziție similară în comunitate nu pot coexista stabil pe același teritoriu. Această generalizare empirică a fost confirmată în modelul matematic al competiției a două specii pentru un aliment (V. Volterra) și munca experimentala G.F. Gause ( Principiul Gause).

Concept modern nișă ecologică format pe baza modelului de nișă ecologică propus de J. Hutchinson (1957, 1965). Conform acestui model, o nișă ecologică poate fi reprezentată ca parte a unui spațiu imaginar multidimensional (hipervolum), ale cărui dimensiuni individuale corespund factorilor necesari existenței normale a unei specii.

Se produce divergența nișelor ecologice ale diferitelor specii prin divergență în majoritatea cazurilor datorită limitării în habitate diferite, hrană diferită și timpuri diferite de utilizare a aceluiași habitat. Au fost elaborate metode de estimare a lăţimii nişei ecologice şi a gradului de suprapunere a nişelor ecologice ale diferitelor specii. Litru: Giller P. Structura comunitară și nișa ecologică. - M .: 1988 (conform BES, 1995).

În modelarea mediului, conceptul nișă ecologică caracterizează o anumită parte a spațiului (abstract) al factorilor de mediu, hipervolum în care niciunul dintre factorii de mediu nu depășește toleranța unei specii (populație) dată. Setul de astfel de combinații de valori ale factorilor de mediu sub care existența unei specii (populații) este teoretic posibilă se numește nișă ecologică fundamentală.

Nișă ecologică realizată numiți o parte a nișei fundamentale, numai acele combinații de valori ale factorilor sub care este posibilă o existență stabilă sau prosperă a unei specii (populații). Concepte durabil sau prosper existența necesită introducerea unor restricții formale suplimentare în modelare (de exemplu, mortalitatea nu trebuie să depășească rata natalității).

Dacă, cu o anumită combinație de valori ale factorilor de mediu, o plantă poate supraviețui, dar nu este capabilă să se reproducă, atunci cu greu se poate vorbi de bunăstare sau durabilitate. Prin urmare, această combinație de factori de mediu se referă la nișa ecologică fundamentală, dar nu și la nișa ecologică realizată.

În afara cadrului modelării matematice, desigur, nu există o asemenea rigoare și claritate în definirea conceptelor. În modern literatura de mediu Există patru aspecte principale în ideea de nișă ecologică:

1) nișă spațială inclusiv un complex de condiţii de mediu favorabile. De exemplu, păsările insectivore de molid afine trăiesc, se hrănesc și cuibăresc în diferite straturi de pădure, ceea ce le permite în mare măsură să evite competiția;

2) nișă trofică. Se remarcă mai ales prin marea importanță a alimentelor ca factor de mediu. Împărțirea nișelor alimentare în organismele unuia nivel trofic conviețuirea, permite nu numai evitarea concurenței, dar contribuie și la o utilizare mai completă a resurselor alimentare și, în consecință, crește intensitatea ciclu biologic substante.

De exemplu, populația zgomotoasă a „piețelor de păsări” creează impresia absenta totala orice ordine. De altfel, fiecare specie de pasare ocupa o nisa trofica strict definita de caracteristicile sale biologice: unele se hranesc in apropierea coastei, altele la o distanta considerabila, unii pesti la suprafata, altii la adancime etc.

Nișele trofice și spațiale ale diferitelor specii se pot suprapune (rețineți: principiul duplicării ecologice). Nișele pot fi largi (nespecializate) sau înguste (specializate).

3) nișă multidimensională, sau o nișă ca hipervolum. Conceptul de nișă ecologică multidimensională este asociat modelare matematică. Întregul set de combinații de valori ale factorilor de mediu este considerat ca un spațiu multidimensional. În aia multitudine vastă ne interesează doar astfel de combinații de valori ale factorilor de mediu sub care existența unui organism este posibilă - acest hipervolum corespunde conceptului de nișă ecologică multidimensională.

4) funcţional ideea de nișă ecologică. Această reprezentare le completează pe cele precedente și se bazează pe asemănarea funcțională a unei varietăți de sisteme ecologice. De exemplu, ei vorbesc despre nișa ecologică a ierbivorelor, sau a micilor prădători, sau a animalelor care se hrănesc cu plancton, sau a animalelor care se îngroapă etc. vedere functionala despre nișa ecologică subliniază rol organisme dintr-un ecosistem și corespunde conceptului obișnuit de „ocupație” sau chiar „poziție în societate”. Exact la plan functional vorbind despre echivalente de mediu– specii care ocupă nișe similare funcțional în regiuni geografice diferite.

„Habitatul unui organism este locul în care trăiește sau locul în care poate fi găsit de obicei. nișă ecologică- un concept mai încăpător, care include nu numai spațiul fizic ocupat de o specie (populație), ci și rolul funcțional al acestei specii în comunitate (de exemplu, poziția sa trofică) și poziția ei în raport cu gradienții factorilor externi - temperatura, umiditatea, pH-ul, solul etc alte conditii de existenta. Aceste trei aspecte ale nișei ecologice sunt denumite în mod convenabil nișa spațială, nișa trofică și nișa multidimensională sau nișa hipervolumului. Prin urmare, nișa ecologică a unui organism depinde nu numai de locul în care trăiește, ci include și cantitatea totală a cerințelor sale de mediu.

Se numesc specii care ocupă aceeași nișă în zone geografice diferite echivalente de mediu„(Yu. Odum, 1986).

V.D. Fedorov și T.G. Gilmanov (1980, p. 118-127) notează:

„Studiul nișelor realizate prin descrierea comportamentului funcției de bunăstare pe o secțiune a liniilor și planelor lor drepte corespunzătoare unor factori de mediu selectați este utilizat pe scară largă în ecologie (Fig. 5.1). În același timp, în funcție de natura factorilor la care s-a luat în considerare funcţie privată bunăstare, se pot distinge între nișe „climatice”, „trofice”, „edafice”, „hidrochimice” și altele, așa-numitele nișe private.

O concluzie pozitivă din analiza nișelor private poate fi o concluzie din sens invers: dacă proiecțiile nișelor private pe unele (mai ales unele) dintre axe nu se intersectează, atunci nișele în sine nu se intersectează în spațiu dimensiune superioară. ...

Există trei posibilități logice poziție relativă nişe de două tipuri în spaţiul factorilor de mediu: 1) separare (nepotrivire completă); 2) intersecție parțială (suprapunere); 3) includerea completă a unei nișe în alta. ...

Separarea nișelor este un caz destul de banal, reflectând existența unor specii adaptate la diferite condiții ecologice. De un interes mult mai mare sunt cazurile de intersecție parțială a nișelor. După cum am menționat mai sus, suprapunerea proiecțiilor chiar și în mai multe coordonate simultan, strict vorbind, nu garantează suprapunerea efectivă a nișelor multidimensionale în sine. Cu toate acestea, în munca practica prezența unor astfel de intersecții și datele privind apariția speciilor în medii similare sunt adesea considerate argumente suficiente în favoarea nișelor de specii suprapuse.

Pentru măsurare cantitativă gradul de suprapunere a nișelor de două tipuri, este firesc să se folosească valoarea raportului dintre volumul intersecției mulțimilor ... la volumul unirii lor. ... În unele cazuri speciale, este interesant să se calculeze măsura intersecției proiecțiilor nișei.”

TESTE DE ÎNVĂȚARE PENTRU TEMA 5