La niche écologique comprend. niche écologique du corps. Sources et notes

Ministère de l'éducation et des sciences de la Fédération de Russie

Établissement d'enseignement budgétaire de l'État fédéral

enseignement professionnel supérieur

"Université industrielle d'État de Sibérie"

Département d'écologie

discipline : Ecologie sociale

sur le thème : "Niche écologique"

Complété:

Étudiant gr. ERM-12

Belichenko Ya.V.

Vérifié:

Assoc. Dougin

Novokouznetsk

Introduction………………………………………………………..……………….…. 3

1. Niche écologique…………………………….…………………………........... 4

1.1. Le concept de niche écologique……………….…………………………. 4

1.2. Largeur et chevauchement des niches…………………….……………………. 5

1.3. Évolution des créneaux……………………………………….……………….…10

2. Aspects de la niche écologique…………………………….……………….….….12

3. Le concept moderne de niche écologique……………..………...................... 13

Conclusion………………………………………….……………………………………… 16

Liste de la littérature utilisée…………………………………….………...... 19

introduction

Dans cet article, le sujet "Niches écologiques" est considéré. Une niche écologique est une place occupée par une espèce (plus précisément, sa population) dans une communauté, un complexe de ses relations biocénotiques et des exigences des facteurs environnementaux abiotiques. Ce terme a été introduit en 1927 par Charles Elton. La niche écologique est la somme des facteurs d'existence d'une espèce donnée, dont le principal est sa place dans la chaîne alimentaire.

Une niche écologique est une place occupée par une espèce dans une communauté. L'interaction d'une espèce donnée (population) avec les partenaires de la communauté à laquelle elle appartient en tant que membre détermine sa place dans le cycle des substances dues à l'alimentation et aux liens de compétition dans la biocénose. Le terme "niche écologique" a été proposé par le scientifique américain J. Grinnell (1917). L'interprétation d'une niche écologique comme la position d'une espèce en vue de nourrir une ou plusieurs biocénoses a été donnée par l'écologiste anglais C. Elton (1927). Une telle interprétation du concept de niche écologique permet de donner une description quantitative de la niche écologique pour chaque espèce ou pour ses populations individuelles. Pour ce faire, l'abondance de l'espèce (nombre d'individus ou biomasse) est comparée dans le système de coordonnées avec des indicateurs de température, d'humidité ou de tout autre facteur environnemental.

De cette manière, il est possible de distinguer la zone optimale et les limites des écarts tolérés par l'espèce - le maximum et le minimum de chaque facteur ou ensemble de facteurs. En règle générale, chaque espèce occupe une certaine niche écologique, pour l'existence dans laquelle elle est adaptée par tout le cours du développement évolutif. La place occupée par une espèce (sa population) dans l'espace (niche écologique spatiale) est plus souvent appelée habitat.

Examinons de plus près les niches écologiques.

niche écologique

Tout type d'organisme est adapté à certaines conditions d'existence et ne peut modifier arbitrairement l'habitat, le régime alimentaire, l'heure d'alimentation, le lieu de reproduction, l'abri, etc. L'ensemble des relations avec de tels facteurs détermine la place que la nature a attribuée à un organisme donné et le rôle qu'il doit jouer dans le processus général de la vie. Tout cela est combiné dans le concept de niche écologique.

1.1 Le concept de niche écologique

Une niche écologique est comprise comme la place d'un organisme dans la nature et l'ensemble de son mode de vie, son statut de vie, fixé dans son organisation et ses adaptations.

À différentes époques, différentes significations ont été attribuées au concept de niche écologique. Au départ, le mot « niche » désignait l'unité de base de répartition d'une espèce dans l'espace d'un écosystème, dictée par les limitations structurelles et instinctives d'une espèce donnée. Par exemple, les écureuils vivent dans les arbres, les orignaux vivent au sol, certaines espèces d'oiseaux nichent sur des branches, d'autres dans des creux, etc. Ici, le concept de niche écologique est interprété principalement comme un habitat, ou une niche spatiale. Plus tard, le terme "niche" a reçu le sens de "l'état fonctionnel d'un organisme dans une communauté". Cela concernait principalement la place d'une espèce donnée dans la structure trophique de l'écosystème : le type de nourriture, le moment et le lieu de l'alimentation, qui est le prédateur de cet organisme, etc. C'est ce qu'on appelle maintenant une niche trophique. Puis il a été montré qu'une niche peut être considérée comme une sorte d'hypervolume dans un espace multidimensionnel construit à partir de facteurs environnementaux. Cet hypervolume limitait l'éventail des facteurs dans lesquels une espèce donnée pouvait exister (la niche de l'hyperespace).

Autrement dit, dans la compréhension moderne de la niche écologique, au moins trois aspects peuvent être distingués: l'espace physique occupé par un organisme dans la nature (habitat), sa relation avec les facteurs environnementaux et les organismes vivants qui lui sont adjacents (connexions), ainsi que comme son rôle fonctionnel dans l'écosystème. Tous ces aspects se manifestent à travers la structure de l'organisme, ses adaptations, ses instincts, ses cycles de vie, ses « intérêts » de vie, etc. Le droit d'un organisme de choisir sa niche écologique est limité par des limites assez étroites qui lui sont assignées dès sa naissance. Cependant, ses descendants peuvent revendiquer d'autres niches écologiques s'ils ont subi des modifications génétiques appropriées.

La position de l'espèce qu'elle occupe dans le système général de la biocénose, l'ensemble de ses relations biocénotiques et de ses exigences en facteurs environnementaux abiotiques est appelée niche écologique gentil.

Le concept de niche écologique s'est avéré très fructueux pour comprendre les lois de cohabitation des espèces. De nombreux écologistes ont travaillé à son développement : J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum et d'autres.

La notion de "niche écologique" doit être distinguée de la notion d'"habitat". Dans ce dernier cas, on entend la partie de l'espace qui est habitée par l'espèce et qui possède les conditions abiotiques nécessaires à son existence. La niche écologique d'une espèce dépend non seulement des conditions environnementales abiotiques, mais aussi, dans une mesure non moindre, de son environnement biocénotique. La nature de la niche écologique occupée est déterminée à la fois par les possibilités écologiques de l'espèce et par la mesure dans laquelle ces possibilités peuvent être réalisées dans des biocénoses spécifiques. C'est une caractéristique du mode de vie qu'une espèce peut mener dans une communauté donnée.

G. Hutchinson a mis en avant les concepts de niche écologique fondamentale et réalisée. En dessous de fondamental fait référence à l'ensemble des conditions dans lesquelles une espèce peut exister et se reproduire avec succès. Dans les biocénoses naturelles, cependant, les espèces ne développent pas toutes les ressources qui leur conviennent en raison, d'abord, des relations de concurrence. Niche écologique réalisée - c'est la position de l'espèce dans une communauté particulière, où elle est limitée par des relations biocénotiques complexes. En d'autres termes, la niche écologique fondamentale caractérise les possibilités potentielles d'une espèce, et la niche réalisée caractérise la partie d'entre elles qui peut être réalisée dans des conditions données, compte tenu de la disponibilité de la ressource. Ainsi, la niche réalisée est toujours plus petite que la niche fondamentale.

En écologie, la question de savoir combien de niches écologiques une biocénose peut accueillir et combien d'espèces d'un groupe particulier ayant des exigences environnementales similaires peuvent s'entendre est largement débattue.

La spécialisation d'une espèce en termes de nutrition, d'utilisation de l'espace, de temps d'activité et d'autres conditions se caractérise par un rétrécissement de sa niche écologique, tandis que les processus inverses sont caractérisés par son expansion. Les concurrents influencent grandement l'expansion ou le rétrécissement de la niche écologique d'une espèce dans la communauté. règle d'exclusion concurrentielle formulée par G.F. Gause pour des espèces écologiquement proches, peut s'exprimer de telle sorte que deux espèces ne coexistent pas dans la même niche écologique.

Les expériences et les observations dans la nature montrent que dans tous les cas où les espèces ne peuvent éviter la concurrence pour les ressources de base, les concurrents les plus faibles sont progressivement chassés de la communauté. Cependant, dans les biocénoses, il existe de nombreuses possibilités de différenciation au moins partielle des niches écologiques d'espèces écologiquement proches.

La sortie de compétition s'obtient par la divergence des exigences vis-à-vis de l'environnement, un changement de mode de vie, c'est-à-dire la délimitation des niches écologiques des espèces. Dans ce cas, ils acquièrent la capacité de coexister dans une biocénose. Chacune des espèces vivant ensemble en l'absence de concurrent est capable d'une utilisation plus complète des ressources. Ce phénomène est facile à observer dans la nature. Ainsi, les plantes herbacées d'épinette peuvent se contenter d'une petite quantité d'azote du sol, qui reste après son interception par les racines des arbres. Cependant, si les racines de ces épicéas sont coupées dans une zone limitée, les conditions de nutrition azotée des graminées s'améliorent et elles poussent rapidement, prenant une couleur verte dense. L'amélioration des conditions de vie et l'augmentation du nombre d'une espèce à la suite de l'élimination de la biocénose d'une autre, proche des exigences écologiques, s'appelle sortie compétitive.

Le découpage des niches écologiques par les espèces cohabitantes avec leur recouvrement partiel est l'un des mécanismes de stabilité des biocénoses naturelles. Si l'une des espèces réduit considérablement son nombre ou disparaît de la communauté, d'autres prennent le relais. Plus il y a d'espèces dans la composition de la biocénose, plus le nombre de chacune d'elles est faible, plus leur spécialisation écologique est prononcée. Dans ce cas, on parle d'"un tassement plus dense des niches écologiques dans la biocénose".

Chez les espèces étroitement apparentées vivant ensemble, des délimitations très fines de niches écologiques sont généralement observées. Ainsi, les ongulés qui paissent dans les savanes africaines utilisent la nourriture des pâturages de différentes manières : les zèbres coupent principalement les cimes des herbes, les gnous se nourrissent de ce que les zèbres leur laissent, choisissant certains types de plantes, les gazelles arrachent les herbes les plus basses, et les antilopes topi se contentent avec de hautes tiges sèches laissées par d'autres herbivores. La même "division du travail" dans les steppes du sud de l'Europe était autrefois effectuée par des chevaux sauvages, des marmottes et des écureuils terrestres (Fig. 92).

Riz. 92. Différents types d'herbivores mangent de l'herbe à différentes hauteurs dans les savanes africaines (rangées supérieures) et dans les steppes d'Eurasie (rangées inférieures) (selon F. R. Fuente, 1972 ; B. D. Abaturov, G. V. Kuznetsov, 1973)

Dans nos forêts d'hiver, les oiseaux insectivores arboricoles évitent également la concurrence entre eux en raison de la nature différente de la recherche. Par exemple, les sittelles et les pikas ramassent de la nourriture sur des troncs. Dans le même temps, les sittelles examinent rapidement l'arbre, attrapant rapidement des insectes qui attirent leur attention ou des graines qui se retrouvent dans de grandes fissures de l'écorce, tandis que de petits pikas recherchent soigneusement les plus petites fissures à la surface du tronc, dans lesquelles leur poinçon mince en forme de bec pénètre. En hiver, en troupeaux mixtes, les charbonnières effectuent une large recherche dans les arbres, les buissons, les souches et souvent dans la neige ; mésanges mésanges examinent principalement les grosses branches; les mésanges à longue queue cherchent leur nourriture au bout des branches ; de petits roitelets fouillent soigneusement les parties supérieures des couronnes de conifères.

Les fourmis existent dans des conditions naturelles dans des associations multi-espèces, dont les membres diffèrent par leur mode de vie. Dans les forêts de la région de Moscou, on retrouve le plus souvent une telle association d'espèces : l'espèce dominante (Formica rufa, F. aquilonia ou Lasius fuliginosus) occupe plusieurs strates, L. flavus est actif dans le sol, Myrmica rubra est actif dans la litière forestière, L. niger et F. fusca, arbres - Camponotus herculeanus. La spécialisation pour la vie dans différents niveaux se reflète dans la forme de vie des espèces. En plus de la séparation dans l'espace, les fourmis diffèrent également dans la nature de l'obtention de nourriture, dans le temps de l'activité quotidienne.

Dans les déserts, le complexe de fourmis est le plus développé, collectant de la nourriture à la surface du sol. (herpétobiontes). Parmi eux se distinguent les représentants de trois groupes trophiques: 1) les zoonécrophages diurnes - actifs aux heures les plus chaudes, se nourrissent de cadavres d'insectes et de petits insectes vivants actifs pendant la journée; 2) zoophages nocturnes - se nourrissent d'insectes sédentaires à couverture molle qui n'apparaissent à la surface que la nuit et d'arthropodes en mue; 3) carpophages (jour et nuit) - mangent les graines des plantes.

Plusieurs espèces d'un même groupe trophique peuvent vivre ensemble. Les mécanismes de sortie de concurrence et de délimitation des niches écologiques sont les suivants.

1. Différenciation dimensionnelle (Fig. 93). Par exemple, les poids moyens des individus actifs des trois zoonécrophages diurnes les plus courants dans les sables de Kyzylkum sont liés à 1: 8: 120. Approximativement le même rapport de poids chez un chat, un lynx et un tigre de taille moyenne.

Riz. 93. Tailles comparées de quatre espèces de fourmis du groupe des zoonécrophages diurnes dans le désert de sable du Karakoum central et répartition des proies de trois espèces par classes de poids (d'après G. M. Dlussky, 1981) : 1 – ouvrière moyenne et grande Cataglyphis setipes; 2 - C. pallida ; 3 – Acantholepis semenovi ; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Différences comportementales consistent en différentes stratégies de recherche de nourriture. Les fourmis qui créent des routes et utilisent la mobilisation de porteurs pour transporter la nourriture trouvée jusqu'au nid se nourrissent principalement de graines de plantes qui forment des touffes. Les fourmis, dont les butineuses travaillent comme butineuses solitaires, récoltent principalement les graines de plantes dispersées.

3. Différenciation spatiale. Au sein d'une même couche, la cueillette de nourriture par différentes espèces peut être confinée à des zones différentes, par exemple, dans des zones ouvertes ou sous des buissons d'armoises, sur des sites sablonneux ou argileux, etc.

4. Différences de temps d'activité concernent principalement l'heure de la journée, mais chez certaines espèces, il existe des écarts d'activité selon les saisons de l'année (principalement l'activité printanière ou automnale).

Les niches écologiques des espèces sont variables dans l'espace et dans le temps. Ils peuvent être nettement délimités dans le développement individuel en fonction du stade d'ontogenèse, comme, par exemple, chez les chenilles et les adultes de lépidoptères, les larves et les coléoptères du coléoptère de mai, les têtards et les grenouilles adultes. Dans ce cas, l'habitat et l'ensemble du milieu biocénotique changent. Chez d'autres espèces, les niches écologiques occupées par les formes jeunes et adultes sont plus proches, mais il existe néanmoins toujours des différences entre elles. Ainsi, les perches adultes et leurs alevins vivant dans un même lac utilisent différentes sources d'énergie pour leur existence et entrent dans des chaînes alimentaires différentes. Les alevins vivent de petit plancton, les adultes sont des prédateurs typiques.

L'affaiblissement de la compétition interspécifique conduit à l'expansion de la niche écologique de l'espèce. Sur les îles océaniques à faune pauvre, un certain nombre d'oiseaux, par rapport à leurs parents sur le continent, habitent des habitats plus diversifiés et élargissent la gamme de nourriture, car ils ne rencontrent pas d'espèces concurrentes. Chez les habitants de l'île, même une variabilité accrue de la forme du bec est notée comme un indicateur de l'expansion de la nature des relations alimentaires.

Si la compétition interspécifique rétrécit la niche écologique d'une espèce, empêchant toutes ses potentialités de se manifester, alors la compétition intraspécifique, au contraire, contribue à l'expansion des niches écologiques. Avec un nombre accru d'espèces, l'utilisation d'aliments supplémentaires, le développement de nouveaux habitats, l'émergence de nouvelles relations biocénotiques commence.

Dans les plans d'eau, les plantes complètement immergées dans l'eau (élodée, anthocérote, urut) se retrouvent dans des conditions de température, d'éclairement, de régime gazeux différentes de celles flottant à la surface (télorez, peinture à l'eau, lentilles d'eau) ou s'enracinant au fond et faire remonter les feuilles à la surface (nénuphar, cruche, victoria). Ils se différencient également par leur rapport à l'environnement. Les épiphytes des forêts tropicales occupent des niches similaires, mais pas identiques, car ils appartiennent à des groupes écologiques différents vis-à-vis de la lumière et de l'eau (héliophytes et sciophytes, hygrophytes, mésophytes et xérophytes). Différentes orchidées épiphytes ont des pollinisateurs hautement spécialisés.

Dans une forêt de feuillus mature, les arbres du premier étage - chêne commun, orme lisse, érable plat, tilleul à feuilles cordées, frêne commun - ont des formes de vie similaires. La canopée des arbres formée par leurs cimes se trouve dans le même horizon, dans des conditions environnementales similaires. Mais une analyse minutieuse montre qu'ils participent à la vie communautaire de différentes manières et, par conséquent, occupent des niches écologiques différentes. Ces arbres diffèrent par le degré de tolérance à la photophilie et à l'ombre, le moment de la floraison et de la fructification, les méthodes de pollinisation et de distribution des fruits, la composition des consorts, etc. Le chêne, l'orme et le frêne sont des plantes anémophiles, mais le milieu est saturé de leur pollen à des moments différents. L'érable et le tilleul sont des entomophiles, de bonnes plantes mellifères, mais ils fleurissent à des moments différents. Chez le chêne - zoochorie, chez d'autres feuillus - anémochorie. La composition des épouses est différente pour chacun.

Si, dans une forêt de feuillus, les cimes des arbres se trouvent dans le même horizon, les terminaisons racinaires actives sont situées à des profondeurs différentes. Les racines du chêne pénètrent le plus profondément, les racines de l'érable sont situées plus haut et encore plus superficiellement - la cendre. La litière des différents types d'arbres est éliminée à des rythmes différents. Les feuilles de tilleul, d'érable, d'orme et de frêne se décomposent presque complètement au printemps et les feuilles de chêne forment encore une litière forestière lâche même au printemps.

Conformément aux idées de LG Ramensky sur l'individualité écologique des espèces et compte tenu du fait que les espèces végétales de la communauté sont impliquées dans le développement et la transformation de l'environnement et de la transformation énergétique de différentes manières, nous pouvons supposer que dans les conditions établies phytocénoses chaque espèce végétale possède sa propre niche écologique .

Dans l'ontogenèse, les plantes, comme beaucoup d'animaux, changent de niche écologique. En vieillissant, ils utilisent et transforment leur environnement de manière plus intensive. Le passage de la plante à la période générative élargit considérablement la gamme des épouses, modifie la taille et l'intensité du champ phytogénique. Le rôle de formation de l'environnement des plantes vieillissantes et séniles diminue. Ils perdent de nombreux conjoints, mais le rôle de leurs destructeurs associés augmente. Les processus de production sont fragilisés.

Les plantes ont des niches écologiques qui se chevauchent. Elle s'intensifie à certaines périodes où les ressources environnementales sont limitées, mais comme les espèces utilisent les ressources individuellement, sélectivement et avec une intensité différente, la compétition dans les phytocénoses stables est affaiblie.

Riz. 94. Corrélation entre la diversité des couches de feuillus et la diversité des espèces d'oiseaux (indices de Shannon selon MacArthur de E. Piank, 1981)

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Christoforova N.K. Fondamentaux de l'écologie. Vladivostok : Dalnauka, 1999.

Gilyarov A. M. Écologie des populations. M.: Maison d'édition de l'Université d'État de Moscou, 1990.

La position qu'occupe une espèce dans la biocénose s'appelle sa niche écologique. La niche écologique d'une espèce se caractérise également par les limites de son endurance par rapport à divers facteurs, la nature des relations avec les autres espèces, le mode de vie et la répartition dans l'espace.

Souvent, le concept de "niche écologique" est considéré comme synonyme du concept d'"habitat", mais le concept de niche est beaucoup plus volumineux et significatif. L'écologiste américain Odum a appelé au sens figuré l'habitat - «l'adresse» de l'organisme (espèce) et la niche écologique - sa «profession».

Un grand nombre d'organismes d'espèces différentes vivent dans un même habitat. Par exemple, une forêt mixte est un habitat pour des centaines d'espèces de plantes et d'animaux, mais chacune d'elles a sa propre et une seule "profession" - une niche écologique.

En forêt, l'élan et l'écureuil ont un habitat similaire, mais leurs niches sont complètement différentes : l'écureuil vit principalement dans la cime des arbres, se nourrit de graines et de fruits, et s'y reproduit. Tout le cycle de vie d'un wapiti est associé à l'espace de sous-bois : alimentation de plantes vertes ou de leurs parties, reproduction et abri dans des fourrés.

Éléments et règles de niche écologique

Éléments d'une niche écologique :

nourriture (espèce);
le temps et les manières de manger ;
lieu de reproduction;
lieu d'abri.

Les niches écologiques existent selon certaines règles :

plus les exigences (limites de tolérance) d'une espèce vis-à-vis d'un ou de plusieurs facteurs environnementaux sont importantes, plus l'espace qu'elle peut occuper dans la nature est grand et, par conséquent, plus sa distribution est large ;
si le régime de tout, au moins un facteur écologique dans l'habitat des individus d'une espèce a changé de telle manière que ses valeurs vont au-delà de la niche, cela signifie la destruction de la niche, c'est-à-dire la restriction ou l'impossibilité de préserver l'espèce dans cet habitat. D'autres régularités importantes sont également associées au concept de "niche écologique" - chaque espèce a sa propre niche écologique unique, c'est-à-dire combien d'espèces sur Terre, autant de niches écologiques (2,2 millions d'espèces d'organismes vivants, dont 1,7 million d'espèces animales ). Deux espèces différentes (même très proches) ne peuvent pas occuper la même niche écologique dans l'espace ;
dans chaque écosystème il y a des espèces qui revendiquent la même niche ou ses éléments (nourriture, abris). Dans ce cas, la concurrence est inévitable, la lutte pour la possession d'une niche. De telles relations reflètent la règle de Gause : si deux espèces ayant des exigences similaires pour l'environnement (alimentation, comportement, sites de reproduction) entrent dans des relations compétitives, alors l'une d'entre elles doit mourir ou changer de mode de vie et occuper une nouvelle niche écologique.

Une niche écologique est un ensemble de toutes les exigences d'une espèce (

La niche écologique est généralement comprise comme la place de l'organisme dans la nature et l'ensemble de son mode de vie, ou, comme on dit, le statut de la vie, y compris l'attitude envers les facteurs environnementaux, les types d'aliments, le temps et les méthodes de nutrition, lieux de reproduction, abris, etc. Ce concept est beaucoup plus volumineux et plus significatif que le concept « d'habitat ». L'écologiste américain Odum a appelé au sens figuré l'habitat «l'adresse» de l'organisme (espèce) et la niche écologique - sa «profession».

Ainsi, la niche écologique caractérise le degré de spécialisation biologique d'une espèce. La spécificité écologique des espèces est soulignée par l'axiome d'adaptabilité écologique : "Chaque espèce est adaptée à un ensemble strictement défini et spécifique de conditions d'existence pour elle - une niche écologique."

G. Hutchinson a proposé le concept de niche écologique fondamentale et réalisée.

Par fondamental, on entend l'ensemble des conditions dans lesquelles une espèce peut exister et se reproduire avec succès. Dans la nature, cependant, les espèces ne développent pas toutes les ressources qui leur conviennent en raison, tout d'abord, des relations de concurrence.

Une niche écologique réalisée est la position d'une espèce dans une communauté particulière, où elle est limitée par des relations biocénotiques complexes. Celles. la niche fondamentale est le potentiel de l'espèce, et la niche réalisée est la partie qui peut être réalisée dans des conditions données. Ainsi, la niche réalisée est toujours plus petite que la niche fondamentale.

Trois règles importantes découlent de la figure.

1. Plus les exigences (limites de tolérance) d'une espèce vis-à-vis d'un ou de plusieurs facteurs environnementaux sont larges, plus l'espace qu'elle peut occuper dans la nature est grand, et donc plus sa distribution est large.
2. La combinaison des besoins de l'organisme en divers facteurs n'est pas arbitraire : tous les organismes sont adaptés aux modes de facteurs "liés" entre eux, interconnectés et interdépendants.
3. Si le régime d'au moins un facteur écologique dans l'habitat des individus d'une espèce donnée a changé de telle manière que ses valeurs vont au-delà de la niche en tant qu'hyperespace, cela signifie la destruction de la niche, c'est-à-dire , la restriction ou l' impossibilité de préserver l' espèce dans cet habitat .

Étant donné que les espèces d'organismes sont écologiquement individuelles, elles ont également des niches écologiques spécifiques. Ainsi, il existe autant d'espèces d'organismes vivants sur Terre que de niches écologiques.

Dans la nature, il existe aussi une règle de remplissage obligatoire des niches écologiques : "Une niche écologique vide sera toujours et certainement comblée." La sagesse populaire a formulé ces deux postulats comme suit : « Deux ours ne peuvent pas s'entendre dans une tanière » et « La nature ne tolère pas le vide ».

Si les organismes occupent des niches écologiques différentes, ils n'entrent généralement pas dans des relations de concurrence, leurs sphères d'activité et d'influence sont séparées. Dans ce cas, la relation est considérée comme neutre.

Parallèlement, dans chaque écosystème, il existe des espèces qui revendiquent la même niche ou ses éléments (nourriture, abri, etc.). Dans ce cas, la concurrence est inévitable, la lutte pour la possession d'une niche. Les relations évolutives se sont développées de telle manière que des espèces ayant des exigences similaires pour l'environnement ne peuvent coexister pendant longtemps. Ce modèle n'est pas exempt d'exceptions, mais il est tellement objectif qu'il est formulé sous la forme d'une disposition qui a été appelée la "règle d'exclusion concurrentielle". L'auteur de cette règle est l'écologiste G.F. Gause. Cela ressemble à ceci : « si deux espèces ayant des exigences environnementales similaires (alimentation, comportement, sites de reproduction, etc.) entrent dans des relations de concurrence, alors l'une d'entre elles doit mourir ou changer de mode de vie et occuper une nouvelle niche écologique. Parfois, par exemple, pour supprimer des relations de concurrence aiguës, il suffit qu'un organisme (animal) change le moment de l'alimentation sans changer le type d'aliment lui-même (si la concurrence surgit sur la base des relations alimentaires), ou trouve un nouvel habitat (si la concurrence a lieu sur la base de ce facteur) et etc.

Parmi les autres propriétés des niches écologiques, on note qu'un organisme (espèce) peut les modifier tout au long de son cycle de vie.

Les communautés (biocénoses, écosystèmes) se forment selon le principe du remplissage des niches écologiques. Dans une communauté formée naturellement, toutes les niches sont généralement occupées. C'est dans ces communautés, par exemple dans les forêts (primaires) anciennes, que la probabilité d'introduction de nouvelles espèces est très faible.

Les niches écologiques de tous les organismes vivants sont divisées en spécialisées et générales. Cette division dépend des principales sources de nourriture des espèces respectives, de la taille de l'habitat et de la sensibilité aux facteurs environnementaux abiotiques.

Créneaux spécialisés. La plupart des espèces de plantes et d'animaux sont adaptées pour n'exister que dans une gamme étroite de conditions climatiques et d'autres caractéristiques environnementales, elles se nourrissent d'un ensemble limité de plantes ou d'animaux. Ces espèces ont une niche spécialisée qui détermine leur habitat dans le milieu naturel. Ainsi, le panda géant a une niche très spécialisée, car il se nourrit à 99% de feuilles et de pousses de bambou. La destruction massive de certains types de bambou dans les régions de Chine où vivait le panda a conduit cet animal à l'extinction.

Les espèces avec des niches communes se caractérisent par une adaptabilité facile aux changements des facteurs environnementaux environnementaux. Ils peuvent vivre avec succès dans une variété d'endroits, manger une variété d'aliments et résister à de fortes fluctuations des conditions naturelles. Les mouches, les cafards, les souris, les rats, les humains, etc. ont des niches écologiques communes.

Pour les espèces qui ont des niches écologiques communes, la menace d'extinction est nettement plus faible que pour celles qui ont des niches spécialisées.

Niche écologique humaine

L'homme est l'un des représentants du règne animal, une espèce biologique de la classe des mammifères. Malgré le fait qu'il possède de nombreuses propriétés spécifiques (esprit, discours articulé, activité de travail, biosocialité, etc.), il n'a pas perdu son essence biologique et toutes les lois de l'écologie sont valables pour lui dans la même mesure que pour les autres organismes vivants. . .

Une personne a également sa propre niche écologique, qui lui est propre, c'est-à-dire un ensemble d'exigences pour une variété de facteurs environnementaux, développés au cours du processus d'évolution. L'espace dans lequel se localise la niche humaine (c'est-à-dire l'endroit où les régimes de facteurs ne dépassent pas les limites de tolérance héritées des ancêtres) est très restreint.

En tant qu'espèce biologique, une personne ne peut vivre que dans les terres de la ceinture équatoriale (tropiques, subtropicales), où la famille des hominidés est née. Verticalement, la niche s'étend à environ 3,0 à 3,5 km au-dessus du niveau de la mer.

Grâce aux propriétés spécifiques (principalement sociales) mentionnées ci-dessus, l'homme a élargi les limites de son aire de répartition initiale (habitat), s'est installé dans les hautes, moyennes et basses latitudes, a maîtrisé les profondeurs de l'océan et de l'espace extra-atmosphérique. Cependant, sa niche écologique fondamentale est restée pratiquement inchangée et, en dehors de son aire de répartition d'origine, elle peut survivre en surmontant la résistance des facteurs limitants, non par adaptation, mais à l'aide de dispositifs et dispositifs de protection spécialement créés (habitations chauffées, vêtements chauds, dispositifs à oxygène , etc.). .), qui imitent sa niche de la même manière qu'on le fait pour les animaux et les plantes exotiques dans les zoos, les océanariums, les jardins botaniques. Néanmoins, il n'est pas toujours possible de reproduire pleinement tous les facteurs nécessaires à une personne du point de vue de la loi de tolérance. Par exemple, en vol spatial, il est impossible de reproduire un facteur aussi important que la gravité, et après le retour sur Terre d'une longue expédition spatiale, les astronautes ont besoin de temps pour se réadapter.

Dans les conditions des entreprises industrielles, de nombreux facteurs (bruit, vibrations, température, champs électromagnétiques, impuretés d'un certain nombre de substances dans l'air, etc.) dépassent périodiquement ou en permanence la tolérance du corps humain. Cela l'affecte négativement: maladies dites professionnelles, des stress périodiques peuvent survenir. Par conséquent, il existe un système spécial de mesures techniques et organisationnelles visant à assurer la sécurité de l'activité de travail en réduisant le niveau d'exposition à l'ensemble des facteurs de production environnementaux dangereux et nocifs.

Il est loin d'être toujours possible de garantir des conditions optimales pour ces facteurs et, par conséquent, pour un certain nombre d'industries, l'expérience de travail totale des employés est limitée, la journée de travail est réduite (par exemple, lorsque vous travaillez avec des substances toxiques - jusqu'à quatre les heures). Des dispositifs de conception spéciale sont créés pour réduire les vibrations et le bruit dans les cabines des véhicules de transport et de traction.

La production humaine et les activités économiques, l'utilisation (la transformation) des ressources naturelles conduisent inévitablement à la formation de sous-produits ("déchets") dispersés dans l'environnement.

Les composés chimiques qui pénètrent dans l'eau, le sol, l'atmosphère et les aliments sont des facteurs environnementaux et, par conséquent, des éléments de la niche écologique. Par rapport à eux (en particulier aux limites supérieures), la résistance du corps humain est faible et ces substances s'avèrent être des facteurs limitants qui détruisent la niche.

De ce qui a été dit, la deuxième règle fondamentale de la protection de la nature découle d'un point de vue écologique : « La protection de la nature (et de l'environnement) consiste en un système de mesures visant à préserver les niches écologiques des organismes vivants, y compris l'homme.

Ainsi, soit la niche humaine sera préservée pour les générations présentes et futures, soit l'être humain en tant qu'espèce biologique est voué à l'extinction.

niche écologique- un ensemble de tous les facteurs environnementaux au sein desquels l'existence d'une espèce dans la nature est possible. concept niche écologique est généralement utilisé dans l'étude de la relation entre des espèces écologiquement proches appartenant au même niveau trophique. Le terme « niche écologique » a été proposé par J. Grinell (1917) pour caractériser la répartition spatiale des espèces (c'est-à-dire que la niche écologique a été définie comme un concept proche de habitat).

Plus tard, Ch. Elton (1927) a défini une niche écologique comme la position d'une espèce dans une communauté, soulignant l'importance particulière des relations trophiques. Dès la fin du 19e et le début du 20e siècle, de nombreux chercheurs ont remarqué que deux espèces écologiquement proches et occupant une position similaire dans la communauté ne peuvent pas coexister de manière stable sur un même territoire. Cette généralisation empirique a été confirmée dans le modèle mathématique de la compétition de deux espèces pour un aliment (V. Volterra) et dans les travaux expérimentaux de G.F. Gause ( Principe de gaz).

Notion moderne niche écologique formé sur la base du modèle de niche écologique proposé par J. Hutchinson (1957, 1965). Selon ce modèle, une niche écologique peut être représentée comme faisant partie d'un espace multidimensionnel imaginaire (hypervolume), dont les dimensions individuelles correspondent aux facteurs nécessaires à l'existence normale d'une espèce.

La divergence des niches écologiques de différentes espèces par divergence se produit principalement en raison du confinement dans des habitats différents, de la nourriture différente et des moments différents d'utilisation du même habitat. Des méthodes d'estimation de la largeur de la niche écologique et du degré de chevauchement des niches écologiques de diverses espèces ont été développées. Litre: Giller P. Structure communautaire et niche écologique. - M. : 1988 (d'après BES, 1995).

En modélisation environnementale, le concept niche écologique caractérise une certaine partie de l'espace (abstrait) des facteurs environnementaux, un hypervolume dans lequel aucun des facteurs environnementaux ne dépasse la tolérance d'une espèce (population) donnée. L'ensemble de telles combinaisons de valeurs de facteurs environnementaux sous lesquelles l'existence d'une espèce (population) est théoriquement possible est appelé niche écologique fondamentale.

Niche écologique réalisée nommer une partie de la niche fondamentale, uniquement les combinaisons de valeurs de facteurs sous lesquelles une existence stable ou prospère d'une espèce (population) est possible. Notions durable ou prospère l'existence nécessitent l'introduction de restrictions formelles supplémentaires dans la modélisation (par exemple, la mortalité ne doit pas dépasser le taux de natalité).

Si, avec une combinaison donnée de valeurs de facteurs environnementaux, une plante peut survivre, mais n'est pas capable de se reproduire, alors on ne peut guère parler de bien-être ou de durabilité. Par conséquent, cette combinaison de facteurs environnementaux fait référence à la niche écologique fondamentale, mais pas à la niche écologique réalisée.

En dehors du cadre de la modélisation mathématique, bien sûr, il n'y a pas autant de rigueur et de clarté dans la définition des concepts. Dans la littérature environnementale moderne, quatre aspects principaux peuvent être distingués dans l'idée d'une niche écologique :

1) niche spatiale y compris un complexe de conditions environnementales favorables. Par exemple, les oiseaux insectivores de l'épinette bleuet vivent, se nourrissent et nichent dans différentes strates forestières, ce qui leur permet en grande partie d'éviter la concurrence;

2) niche trophique. Il se distingue notamment par la grande importance de l'alimentation en tant que facteur environnemental. La division des niches alimentaires dans des organismes de même niveau trophique vivant ensemble permet non seulement d'éviter la compétition, mais contribue également à une utilisation plus complète des ressources alimentaires et, par conséquent, augmente l'intensité du cycle biologique de la matière.

Par exemple, la population bruyante des "marchés aux oiseaux" donne l'impression d'une absence complète de tout ordre. En effet, chaque espèce d'oiseau occupe une niche trophique strictement définie par ses caractéristiques biologiques : certains se nourrissent près des côtes, d'autres à une distance considérable, certains pêchent en surface, d'autres en profondeur, etc.

Les niches trophiques et spatiales des différentes espèces peuvent se chevaucher (rappel : principe de duplication écologique). Les niches peuvent être larges (non spécialisées) ou étroites (spécialisées).

3) niche multidimensionnelle, ou une niche comme un hypervolume. Le concept de niche écologique multidimensionnelle est associé à la modélisation mathématique. L'ensemble des combinaisons de valeurs des facteurs environnementaux est considéré comme un espace multidimensionnel. Dans cet immense ensemble, nous ne nous intéressons qu'à de telles combinaisons de valeurs de facteurs environnementaux sous lesquelles l'existence d'un organisme est possible - cet hypervolume correspond au concept de niche écologique multidimensionnelle.

4) fonctionnel idée de niche écologique. Cette vision complète les précédentes et repose sur la similarité fonctionnelle d'une grande variété de systèmes écologiques. On parle par exemple de la niche écologique des herbivores, ou des petits prédateurs, ou des animaux qui se nourrissent de plancton, ou des animaux fouisseurs, etc. Le concept fonctionnel de niche écologique met l'accent sur rôle organismes dans un écosystème et correspond à la notion usuelle de « métier » voire de « position dans la société ». C'est en termes fonctionnels qu'ils parlent équivalents environnementaux– des espèces occupant des niches fonctionnellement similaires dans différentes régions géographiques.

"L'habitat d'un organisme est l'endroit où il vit, ou l'endroit où il se trouve habituellement. niche écologique- un concept plus vaste, comprenant non seulement l'espace physique occupé par une espèce (population), mais aussi le rôle fonctionnel de cette espèce dans la communauté (par exemple, sa position trophique) et sa position par rapport aux gradients de facteurs externes - température, humidité, pH, sol, etc. autres conditions d'existence. Ces trois aspects de la niche écologique sont commodément appelés niche spatiale, niche trophique et niche multidimensionnelle, ou niche hypervolume. Par conséquent, la niche écologique d'un organisme dépend non seulement de l'endroit où il vit, mais comprend également le montant total de ses besoins environnementaux.

Les espèces qui occupent la même niche dans différentes zones géographiques sont appelées équivalents environnementaux"(Yu. Odum, 1986).

VD Fedorov et T.G. Gilmanov (1980, pp. 118-127) remarque :

« L'étude des niches réalisées en décrivant le comportement de la fonction de bien-être sur une section de leurs droites et plans correspondant à certains facteurs environnementaux sélectionnés est largement utilisée en écologie (Fig. 5.1). Parallèlement, selon la nature des facteurs qui correspondent à la fonction particulière de bien-être considérée, on peut distinguer les niches « climatique », « trophique », « édaphique », « hydrochimique » et autres, les appelé niches privées.

Une conclusion positive de l'analyse de niches particulières peut être la conclusion du contraire : si les projections de niches particulières sur certains (surtout certains) des axes ne se croisent pas, alors les niches elles-mêmes ne se croisent pas dans un espace de dimension supérieure. ...

Logiquement, il existe trois options pour l'arrangement mutuel de niches de deux types dans l'espace des facteurs environnementaux : 1) séparation (inadéquation totale) ; 2) intersection partielle (chevauchement); 3) inclusion complète d'une niche dans une autre. ...

La séparation des niches est un cas plutôt trivial, reflétant l'existence d'espèces adaptées à différentes conditions écologiques. Les cas d'intersection partielle de niches sont beaucoup plus intéressants. Comme mentionné ci-dessus, le chevauchement des projections même dans plusieurs coordonnées à la fois, à proprement parler, ne garantit pas le chevauchement réel des niches multidimensionnelles elles-mêmes. Néanmoins, dans les travaux pratiques, la présence de telles intersections et de données sur la présence d'espèces dans des conditions similaires est souvent considérée comme des arguments suffisants en faveur de niches d'espèces qui se chevauchent.

Pour mesurer quantitativement le degré de chevauchement des niches de deux types, il est naturel d'utiliser la valeur du rapport du volume de l'intersection des ensembles ... au volume de leur union. ... Dans certains cas particuliers, il est intéressant de calculer la mesure de l'intersection des projections de niche.

TESTS D'APPRENTISSAGE POUR LE THÈME 5