Ekoloģiskā niša ietver. Organisma ekoloģiskā niša. Avoti un piezīmes

Krievijas Federācijas Izglītības un zinātnes ministrija

Federālā valsts budžeta izglītības iestāde

augstākā profesionālā izglītība

"Sibīrijas Valsts rūpniecības universitāte"

Ekoloģijas katedra

disciplīna: sociālā ekoloģija

par tēmu: “Ekoloģiskā niša”

Pabeigts:

Studentu gr. ERM-12

Belichenko Ya.V.

Pārbaudīts:

Asoc. Dugins

Novokuzņecka

Ievads………………………………………………………………………... 3

1. Ekoloģiskā niša………………………………………………………… 4

1.1. Ekoloģiskās nišas jēdziens……………………………………………. 4

1.2. Nišu platums un pārklāšanās………………………………………………. 5

1.3. Nišu evolūcija………………………………………….……………….…10

2. Ekoloģiskās nišas aspekti……………………………….……………….….12

3. Mūsdienu koncepcija ekoloģiskā niša……………………………………………………………………………………………………………

Secinājums……………………………………………………….………………………… 16

Literatūras saraksts……………………………………………… 19

Ievads

Šajā darbā tiek apspriesta tēma “Ekoloģiskās nišas”. Ekoloģiskā niša ir sugas (precīzāk, tās populācijas) vieta sabiedrībā, tās biocenotisko savienojumu komplekss un prasības pret abiotiskajiem vides faktoriem. Šo terminu 1927. gadā ieviesa Čārlzs Eltons. Ekoloģiskā niša ir noteiktas sugas pastāvēšanas faktoru kopums, no kuriem galvenais ir tās vieta barības ķēdē.

Ekoloģiskā niša ir vieta, ko suga ieņem kopienā. Dotās sugas (populācijas) mijiedarbība ar partneriem sabiedrībā, kuras dalībnieks tā ir, nosaka tās vietu barības un konkurences attiecību noteiktajā vielu ciklā biocenozē. Jēdzienu “ekoloģiskā niša” ierosināja amerikāņu zinātnieks J. Grinnels (1917). Ekoloģiskās nišas interpretāciju kā sugas stāvokli vienas vai vairāku biocenožu barošanai sniedzis angļu ekologs K. Eltons (1927). Šāda ekoloģiskās nišas jēdziena interpretācija ļauj sniegt katras sugas vai tās atsevišķu populāciju ekoloģiskās nišas kvantitatīvu aprakstu. Lai to izdarītu, sugas pārpilnība (īpatņu skaits vai biomasa) tiek salīdzināta koordinātu sistēmā ar temperatūras, mitruma vai jebkura cita vides faktora rādītājiem.

Tādā veidā ir iespējams noteikt optimālo zonu un tipa pieļaujamās noviržu robežas - katra faktora vai faktoru kopas maksimumu un minimumu. Parasti katra suga ieņem noteiktu ekoloģisku nišu, kurai tā ir pielāgota visā evolūcijas attīstības gaitā. Sugas (tās populācijas) vietu telpā (telpiskā ekoloģiskā niša) biežāk sauc par biotopu.

Apskatīsim ekoloģiskās nišas tuvāk.

1. Ekoloģiskā niša

Jebkurš organismu tips ir pielāgots noteiktiem eksistences apstākļiem un nevar patvaļīgi mainīt savu dzīvotni, uzturu, barošanās laiku, vairošanās vietu, pajumti utt. Viss attiecību komplekss ar šādiem faktoriem nosaka vietu, ko daba ir atvēlējusi konkrētajam organismam, un lomu, kāda tam jāpilda vispārējā dzīves procesā. Tas viss ir apvienots ekoloģiskās nišas koncepcijā.

1.1.Ekoloģiskās nišas jēdziens

Ar ekoloģisko nišu saprot organisma vietu dabā un visu tā dzīvesveidu, dzīves stāvokli, kas fiksēts tā organizācijā un adaptācijās.

IN atšķirīgs laiks Ekoloģiskās nišas jēdzienam ir piešķirtas dažādas nozīmes. Sākumā vārds “niša” apzīmēja sugas izplatības pamatvienību ekosistēmas telpā, ko noteica konkrētās sugas strukturālie un instinktīvie ierobežojumi. Piemēram, vāveres mitinās kokos, aļņi uz zemes, dažas putnu sugas ligzdo uz zariem, citas ieplakās utt. Šeit ekoloģiskās nišas jēdziens galvenokārt tiek interpretēts kā biotops jeb telpiskā niša. Vēlāk terminam “niša” tika piešķirta “organisma funkcionālā stāvokļa kopienas” nozīme. Tas galvenokārt attiecās uz konkrētās sugas vietu ekosistēmas trofiskajā struktūrā: barības veidu, barošanās laiku un vietu, kas ir plēsējs. konkrēta organisma utt. Tagad to sauc par trofisko nišu. Tad tika parādīts, ka nišu var uzskatīt par sava veida hipervolumu daudzdimensionālā telpā, kas veidota, pamatojoties uz vides faktoriem. Šis hipertilpums ierobežoja faktoru loku, kuros konkrētā suga varētu pastāvēt (hiperdimensionāla niša).

Tas ir, iekšā mūsdienu izpratne ekoloģiskās nišas var noteikt pēc vismaz trīs aspekti: fiziskā telpa ko dabā (biotopā) aizņem organisms, tā saistību ar vides faktoriem un blakus esošajiem dzīviem organismiem (savienojumiem), kā arī funkcionālo lomu ekosistēmā. Visi šie aspekti izpaužas caur organisma uzbūvi, tā adaptācijām, instinktiem, dzīves cikliem, dzīves “interesēm” utt. Organisma tiesības izvēlēties savu ekoloģisko nišu ierobežo diezgan šaurs ietvars, kas tam piešķirts no dzimšanas. Taču tās pēcteči var pretendēt uz citām ekoloģiskām nišām, ja tajās notikušas atbilstošas ​​ģenētiskas izmaiņas.

Tiek saukta sugas pozīcija, ko tā ieņem vispārējā biocenozes sistēmā, tās biocenotisko savienojumu komplekss un prasības abiotiskajiem vides faktoriem. ekoloģiskā niša laipns.

Ekoloģiskās nišas jēdziens ir izrādījies ļoti auglīgs, lai izprastu sugu līdzāspastāvēšanas likumus. Pie tās izstrādes strādāja daudzi ekologi: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum un citi.

Jēdziens “ekoloģiskā niša” ir jānošķir no jēdziena “biotops”. Pēdējā gadījumā mēs domājam to telpas daļu, kuru apdzīvo suga un kurā ir tās pastāvēšanai nepieciešamie abiotiskie apstākļi. Sugas ekoloģiskā niša ir atkarīga ne tikai no abiotiskajiem vides apstākļiem, bet ne mazāk arī no tās biocenotiskās vides. Aizņemtās ekoloģiskās nišas raksturu nosaka gan sugas ekoloģiskās iespējas, gan tas, cik lielā mērā šīs spējas var realizēt konkrētās biocenozēs. Tā ir dzīvesveida īpašība, ko suga var vadīt noteiktā kopienā.

G. Hačinsons izvirzīja fundamentālas un realizētas ekoloģiskās nišas koncepcijas. Zem fundamentāli attiecas uz visu apstākļu kopumu, kādos suga var veiksmīgi pastāvēt un vairoties. Savukārt dabiskajās biocenozēs sugas neattīsta visus tām piemērotos resursus, pirmkārt, konkurences attiecību dēļ. Realizēta ekoloģiskā niša - tāda ir sugas pozīcija konkrētā sabiedrībā, kur to ierobežo sarežģītas biocenotiskas attiecības. Citiem vārdiem sakot, fundamentālā ekoloģiskā niša raksturo sugas potenciālās spējas, bet realizētā – to daļu no tām, kuru var realizēt noteiktos apstākļos, ņemot vērā resursa pieejamību. Tādējādi realizētā niša vienmēr ir mazāka par fundamentālo.

Ekoloģijā plaši tiek apspriests jautājums par to, cik daudz ekoloģisko nišu var uzņemt biocenoze un cik kādas konkrētas grupas sugu, kurām ir līdzīgas vides prasības, var dzīvot kopā.

Sugas specializācija uzturā, telpas izmantošanā, darbības laikā un citos apstākļos tiek raksturota kā tās ekoloģiskās nišas sašaurināšanās, savukārt reversie procesi – kā tās paplašināšanās. Sugas ekoloģiskās nišas paplašināšanos vai sašaurināšanos sabiedrībā lielā mērā ietekmē konkurenti. Konkurences izslēgšanas noteikums G.F.Gause formulējis sugām, kas ekoloģijā ir līdzīgas, var izteikt tā, ka divas sugas neeksistē līdzās vienā ekoloģiskajā nišā.

Eksperimenti un novērojumi dabā liecina, ka visos gadījumos, kad sugas nevar izvairīties no konkurences par pamatresursiem, vājākie konkurenti pamazām tiek izstumti no kopienas. Taču biocenozēs ir daudz iespēju vismaz daļēji norobežot ekoloģijā līdzīgu sugu ekoloģiskās nišas.

Izstāšanās no konkurences tiek panākta sakarā ar prasību pret vidi atšķirību, dzīvesveida izmaiņām, kas, citiem vārdiem sakot, ir sugu ekoloģisko nišu norobežošana. Šajā gadījumā viņi iegūst spēju līdzāspastāvēt vienā biocenozē. Katra no kopā dzīvojošajām sugām spēj pilnīgāk izmantot resursus, ja nav konkurenta. Šo parādību dabā ir viegli novērot. Tātad, zālaugu augi egļu meži spēj apmierināties ar nelielu augsnes slāpekļa daudzumu, kas paliek pāri koku saknēm. Taču, ja šīm eglēm nogriež saknes ierobežotā platībā, stiebrzālēm uzlabojas slāpekļa barošanās apstākļi un tās strauji aug, iegūstot blīvi zaļu krāsu. Dzīves apstākļu uzlabošanos un sugas skaita palielināšanos, izņemot no biocenozes citu, vides prasībām līdzīgu, sauc. konkurētspējīga izlaišana.

Ekoloģisko nišu sadalīšana pa kopdzīves sugām ar to daļēju pārklāšanos ir viens no dabisko biocenožu stabilitātes mehānismiem. Ja kāda no sugām strauji samazina savu skaitu vai izkrīt no kopienas, tās lomu uzņemas citas. Jo vairāk sugu ir biocenozē, jo mazāks ir katras no tām skaits, jo izteiktāka ir to ekoloģiskā specializācija.Šajā gadījumā viņi runā par "blīvāku ekoloģisko nišu iesaiņojumu biocenozē".

Cieši radniecīgām sugām, kas dzīvo kopā, parasti ir ļoti smalkas ekoloģisko nišu robežas. Tādējādi Āfrikas savannās ganās ganību barību izmanto dažādi: zebras plūc galvenokārt stiebrzāļu galotnes, gnu barojas ar to, ko zebras tiem atstāj, izvēloties noteiktus augu veidus, gazeles plūc īsākās zāles, bet topiju antilopes ir apmierinātas ar augstu. sausie, citu zālēdāju atstāti stublāji. Tādu pašu “darba dalīšanu” Dienvideiropas stepēs savulaik veica savvaļas zirgi, murkšķi un goferi (92. att.).

Rīsi. 92. Dažādi zālēdāju veidi ēd zāli dažādos augstumos Āfrikas savannās (augšējās rindas) un Eirāzijas stepēs (apakšējās rindas) (saskaņā ar F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturovs, G. V. Kuzņecovs, 1973)

Arī mūsu ziemas mežos kukaiņēdāji, kas barojas ar kokiem, izvairās no konkurences savā starpā to dažādo meklēšanas modeļu dēļ. Piemēram, riekstkoki un pikas savāc barību uz koku stumbriem. Tajā pašā laikā riekstkoki ātri pārbauda koku, ātri satverot kukaiņus vai sēklas, kas nokļuvušas lielās mizas plaisās, bet mazie piķi rūpīgi pārmeklē stumbra virsmu, lai atrastu mazākās plaisas, kurās iekļūst to tievais zīlveida knābis. Ziemā jauktos ganāmpulkos lielās zīles veic plašu meklēšanu kokos, krūmos, celmos un bieži vien sniegā; Chickadees pārbauda galvenokārt lielus zarus; garās zīles meklē barību zaru galos; mazie karaliski rūpīgi pārmeklē skujkoku vainagu augšējās daļas.

Skudras dabiskos apstākļos pastāv daudzu sugu apvienībās, kuru pārstāvji atšķiras pēc dzīvesveida. Maskavas apgabala mežos visbiežāk sastopama šāda sugu apvienība: dominējošā suga (Formica rufa, F. aquilonia vai Lasius fuliginosus) aizņem vairākus slāņus, L. flavus ir aktīva augsnē, Myrmica rubra ir aktīva meža pakaiši, grunts slāni kolonizē L. niger un F. fusca, koki – Camponotus herculeanus. Specializācija dzīvībai dažādos līmeņos atspoguļojas sugu dzīvības formā. Papildus atdalīšanai telpā, skudras atšķiras arī pēc barības iegūšanas veida un ikdienas aktivitātes laika.

Tuksnešos visattīstītākais skudru komplekss savāc barību uz augsnes virsmas (herpetobionts). To vidū izceļas trīs trofisko grupu pārstāvji: 1) diennakts zoonekrofāgi - aktīvi karstākajā laikā, barojoties no kukaiņu līķiem un maziem dzīvo kukaiņiem, kas aktīvi darbojas dienas laikā; 2) nakts zoofāgi - tie medī mazkustīgus kukaiņus ar mīkstiem vākiem, kas uz virsmas parādās tikai naktī, un kūstošos posmkājus; 3) karpofāgi (dienu un nakti) - ēd augu sēklas.

Vairākas sugas no vienas trofiskās grupas var dzīvot kopā. Konkurences izkļūšanas un ekoloģisko nišu noteikšanas mehānismi ir šādi.

1. Izmēru diferenciācija (93. att.). Piemēram, trīs visbiežāk sastopamo diennakts zoonekrofāgu strādājošo īpatņu vidējais svars Kyzylkum smiltīs ir attiecība 1:8:120. Aptuveni tāda pati svara attiecība ir vidēja izmēra kaķim, lūsim un tīģerim.

Rīsi. 93. Salīdzinošie četru sugu skudru izmēri no diennakts zoonekrofāgu grupas Centrālās Karakuma smilšainajā tuksnesī un trīs sugu laupījuma sadalījums pēc svara kategorijām (pēc G. M. Dlussky, 1981): 1 – vidēji un lieli Cataglyphis setipes strādnieki; 2 – S. pallida; 3 – Acantholepis semenovi; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Uzvedības atšķirības sastāv no dažādām barības meklēšanas stratēģijām. Skudras, kas veido ceļus un izmanto nesēju mobilizāciju, lai nogādātu atklāto barību uz ligzdu, galvenokārt barojas ar augu sēklām, kas veido pudurus. Skudras, kuru lopbarības vācēji strādā kā vientuļnieki, savāc galvenokārt augu sēklas, kas ir izkliedētas.

3. Telpiskā diferenciācija. Tajā pašā līmenī dažādu sugu pārtikas vākšanu var ierobežot dažādās vietās, piemēram, atklātās platībās vai zem vērmeļu krūmiem, smilšainās vai mālainās vietās utt.

4. Darbības laiku atšķirības galvenokārt attiecas uz diennakts laiku, bet dažām sugām ir vērojamas aktivitātes atšķirības starp gadalaikiem (galvenokārt pavasara vai rudens aktivitātes).

Sugu ekoloģiskās nišas atšķiras telpā un laikā. Individuālajā attīstībā tie var krasi atšķirties atkarībā no ontoģenēzes stadijas, kā, piemēram, kāpuru kāpuriem un pieaugušajiem, kāpuriem un maijvabolēm, kurkuļiem un pieaugušām vardēm. Šajā gadījumā mainās gan biotops, gan visa biocenotiskā vide. Citās sugās jauno un pieaugušo formu aizņemtās ekoloģiskās nišas ir tuvākas, taču, neskatoties uz to, starp tām vienmēr pastāv atšķirības. Tādējādi pieaugušie asari un to mazuļi, dzīvojot vienā ezerā, savai eksistencei izmanto dažādus enerģijas avotus un iesaistās dažādas ķēdes uzturs. Mazuļi dzīvo no maza planktona, savukārt pieaugušie ir tipiski plēsēji.

Starpsugu konkurences vājināšanās noved pie sugas ekoloģiskās nišas paplašināšanās. Okeāna salās ar nabadzīgu faunu vairāki putni, salīdzinot ar saviem radiniekiem kontinentālajā daļā, apdzīvo daudzveidīgākus biotopus un paplašina barības klāstu, jo nesaskaras ar konkurējošām sugām. Salu iedzīvotāju vidū ir pat palielināta knābja formas mainība, kas liecina par barības savienojumu rakstura paplašināšanos.

Ja starpsugu konkurence sašaurina sugas ekoloģisko nišu, neļaujot izpausties visam tās potenciālam, tad starpsugu konkurence, gluži pretēji, veicina ekoloģisko nišu paplašināšanos. Palielinoties sugu skaitam, sākas papildu barības izmantošana, jaunu biotopu attīstība un jaunu biocenotisko savienojumu rašanās.

Ūdenskrātuvēs augi, kas ir pilnībā iegremdēti ūdenī (elodeja, sārtiņa, uruts), atrodas citos temperatūras, apgaismojuma un gāzes apstākļos nekā tie, kas peld virspusē (telores, akvarelis, pīles) vai sakņojas apakšā un nes. atstāj uz virsmu (ūdensroze, olu kapsula, Viktorija). Viņi atšķiras arī attiecībās ar vidi. Tropu mežu epifīti ieņem līdzīgas, bet tomēr ne identiskas nišas, jo tie pieder pie dažādām ekoloģiskajām grupām attiecībā pret gaismu un ūdeni (heliofīti un sciofīti, higrofīti, mezofīti un kserofīti). Dažādām epifītiskajām orhidejām ir ļoti specializēti apputeksnētāji.

Pieaugušā platlapju mežā pirmās kārtas kokiem - parastajam ozolam, gludajai gobai, platānas kļavai, sirsnlapu liepai un parastajam ošam - ir līdzīgas dzīvības formas. Koku lapotne, ko veido to vainagi, nonāk tajā pašā horizontā, līdzīgos vides apstākļos. Taču rūpīga analīze parāda, ka viņi dažādos veidos piedalās kopienas dzīvē un tāpēc ieņem dažādas ekoloģiskās nišas. Šie koki atšķiras ar gaismas un ēnas tolerances pakāpi, ziedēšanas un augļu rašanās laiku, apputeksnēšanas un augļu izplatīšanas metodēm, konsortu sastāvu utt. Ozols, goba un osis ir anemofīli augi, taču vides piesātinājums ar to ziedputekšņiem notiek dažādos laikos. Kļava un liepa ir entomofīli, labi medusaugi, bet zied dažādos laikos. Ozolam ir zoohorija, savukārt citiem platlapju kokiem ir anemohorija. Konsortu sastāvs katram ir atšķirīgs.

Ja platlapju mežā koku vainagi atrodas vienā horizontā, tad aktīvās sakņu gali atrodas dažādos dziļumos. Ozola saknes iespiežas visdziļāk, kļavai saknes atrodas augstāk un oša saknes ir vēl virspusējas. Sabrukšana dažādi veidi koki tiek izmantoti dažādos apmēros. Liepu, kļavu, gobu un ošu lapas līdz pavasarim gandrīz pilnībā sadalās, un ozola lapas pavasarī joprojām veido irdenus meža pakaišus.

Saskaņā ar L. G. Ramenska priekšstatiem par sugu ekoloģisko individualitāti un ņemot vērā to, ka sabiedrībā esošās augu sugas dažādos veidos piedalās vides attīstībā un pārveidošanā un enerģijas transformācijā, varam pieņemt, ka esošajās fitocenozēs. katrai augu sugai ir sava ekoloģiskā niša .

Ontoģenēzes laikā augi, tāpat kā daudzi dzīvnieki, maina savu ekoloģisko nišu. Novecojot, viņi intensīvāk izmanto un pārveido savu vidi. Auga pāreja uz ģeneratīvo periodu būtiski paplašina konsortu loku un maina fitogēnā lauka lielumu un intensitāti. Mazinās novecojošo, seno augu vidi veidojošā loma. Viņi zaudē daudzus konsortus, bet ar viņiem saistīto iznīcinātāju loma pieaug. Ražošanas procesi ir novājināti.

Augiem ir pārklājošas ekoloģiskās nišas. Tas pastiprinās atsevišķos periodos, kad vides resursi ir ierobežoti, bet, tā kā sugas resursus izmanto individuāli, selektīvi un ar dažādu intensitāti, konkurence stabilajās fitocenozēs tiek vājināta.

Rīsi. 94. Korelācija starp lapu slāņu daudzveidību un sugu daudzveidība putni (Šenona indeksi pēc MacArthur no E. Pianka, 1981)

Bibliogrāfija

Šilovs I. A. Ekoloģija. M.: pabeigt skolu, 1997.

Khristoforova N.K. Ekoloģijas pamati. Vladivostoka: Dalnauka, 1999.

Giļarovs A. M. Iedzīvotāju ekoloģija. M.: Maskavas Valsts universitātes izdevniecība, 1990.

Pozīciju, ko suga ieņem biocenozē, sauc par tās ekoloģisko nišu. Sugas ekoloģisko nišu raksturo arī tās izturības robežas attiecībā pret dažādi faktori, un saiknes raksturs ar citām sugām, un dzīvesveids un izplatība telpā.

Bieži vien jēdziens “ekoloģiskā niša” tiek uzskatīts par sinonīmu jēdzienam “biotops”, taču nišas jēdziens ir daudz plašāks un jēgpilnāks. Amerikāņu ekologs Odums biotopu tēlaini nosauca par organisma (sugas) “adresi”, bet ekoloģisko nišu – par “profesiju”.

Dzīvo vienā dzīvotnē liels skaits dažādu sugu organismi. Piemēram, jauktais mežs ir biotops simtiem augu un dzīvnieku sugu, taču katrai no tām ir sava un tikai viena “profesija” - ekoloģiskā niša.

Mežā aļņiem un vāverēm ir līdzīgas dzīvesvietas, taču to nišas ir pilnīgi atšķirīgas: vāvere dzīvo galvenokārt koku vainagos, barojas ar sēklām un augļiem un tur vairojas. Visi dzīves cikls alnis ir saistīts ar apakšnojumes telpu: barošanās ar zaļajiem augiem vai to daļām, vairošanās un pajumte biezokņos.

Ekoloģiskās nišas elementi un noteikumi

Ekoloģiskās nišas elementi:

• pārtika (veidi);
• uztura laiks un metodes;
• audzēšanas vieta;
• patversmes vieta.

Ekoloģiskās nišas pastāv saskaņā ar noteiktiem noteikumiem:

• jo plašākas sugas prasības (tolerances robežas) pret kādu vai daudziem vides faktoriem, jo ​​lielāku telpu tā var aizņemt dabā un līdz ar to plašāka ir tās izplatība;
• ja jebkura, vismaz viena, vides faktora režīms vienas sugas indivīdu dzīvotnē ir mainījies tā, ka tā vērtības pārsniedz nišas robežas, tad tas nozīmē nišas iznīcināšanu, tas ir , sugas saglabāšanas ierobežojums vai neiespējamība noteiktā biotopā. Ar jēdzienu “ekoloģiskā niša” saistās arī citi svarīgi modeļi – katrai sugai ir sava, unikāla ekoloģiskā niša, t.i., cik sugu uz Zemes, tik daudz ekoloģisko nišu (2,2 miljoni dzīvo organismu sugu, no kurām 1,7 miljoni sugu dzīvniekiem). Divas dažādas sugas (pat ļoti tuvas) nevar ieņemt vienu un to pašu ekoloģisko nišu telpā;
• katrā ekosistēmā ir sugas, kas pretendē uz vienu un to pašu nišu vai tās elementiem (barību, pajumti). Šajā gadījumā konkurence ir neizbēgama, cīņa par nišu. Šādas attiecības atspoguļo Gauses noteikums: ja divas sugas ar līdzīgām prasībām pret vidi (barošanās, uzvedība, vairošanās vietas) nonāk konkurences attiecībās, tad vienai no tām jāmirst vai jāmaina dzīvesveids un jāieņem jauna ekoloģiska niša.

Ekoloģiskā niša ir visu sugas prasību kopums (

Ar ekoloģisko nišu parasti saprot organisma vietu dabā un visu tā dzīves aktivitātes veidu jeb, kā saka, dzīves stāvokli, tai skaitā attieksmi pret vides faktoriem, barības veidiem, barošanās laiku un metodēm, vairošanās vietām. , patversmes utt. Šis jēdziens ir daudz visaptverošāks un jēgpilnāks nekā jēdziens “biotops”. Amerikāņu ekologs Odums biotopu tēlaini nosauca par organisma (sugas) “adresi”, bet ekoloģisko nišu – par “profesiju”.

Tādējādi ekoloģiskā niša raksturo sugas bioloģiskās specializācijas pakāpi. Sugu ekoloģisko specifiku uzsver ekoloģiskās pielāgošanās aksioma: "Katra suga ir pielāgota stingri noteiktam, specifiskam dzīves apstākļu kopumam - ekoloģiskai nišai."

G. Hačinsons izvirzīja fundamentālas un realizētas ekoloģiskās nišas koncepciju.

Fundamentāls attiecas uz visu apstākļu kopumu, saskaņā ar kuriem suga var veiksmīgi pastāvēt un vairoties. Taču dabā sugas neattīsta visus tām piemērotos resursus, pirmkārt, konkurences attiecību dēļ.

Realizēta ekoloģiskā niša ir sugas stāvoklis noteiktā sabiedrībā, kur to ierobežo sarežģītas biocenotiskās attiecības. Tie. fundamentālā niša ir sugas potenciālās iespējas, un realizētā niša ir tā daļa, ko var realizēt noteiktos apstākļos. Tādējādi realizētā niša vienmēr ir mazāka par fundamentālo.

No attēla izriet trīs svarīgi noteikumi.

• 1. Jo plašākas sugas prasības (tolerances robežas) pret jebkuru vai daudziem vides faktoriem, jo ​​lielāku telpu tā var aizņemt dabā un līdz ar to plašāka ir tās izplatība.
• 2. Ķermeņa prasību kombinācija dažādi faktori nav patvaļīga: visi organismi ir pielāgoti “saistītu”, savstarpēji saistītu un savstarpēji atkarīgu faktoru režīmiem.
• 3. Ja kāda, vismaz viena, vides faktora režīms noteiktas sugas indivīdu dzīvotnē ir mainījies tā, ka tā vērtības pārsniedz nišas kā hipertelpas robežas, tad tas nozīmē iznīcināšanu. niša, t.i., sugu saglabāšanas ierobežojumi vai neiespējamība šajā biotopā.

Tā kā organismu sugas ir ekoloģiski individuālas, tām ir arī noteiktas ekoloģiskās nišas. Tādējādi, cik daudz dzīvo organismu sugu ir uz Zemes, ir arī tik daudz ekoloģisko nišu.

Dabā arī pastāv noteikums, ka obligāti jāaizpilda ekoloģiskās nišas: “Tukša ekoloģiskā niša vienmēr un noteikti tiks aizpildīta.” Tautas gudrība formulēja šos divus postulātus šādi: "Divi lāči nevar pastāvēt līdzās vienā bedrē" un "Daba riebjas no vakuuma".

Ja organismi ieņem dažādas ekoloģiskas nišas, tie parasti neiestājas konkurences attiecībās, to darbības un ietekmes sfēras ir nodalītas. Šajā gadījumā attiecības tiek uzskatītas par neitrālām.

Tajā pašā laikā katrā ekosistēmā ir sugas, kas pretendē uz vienu un to pašu nišu vai tās elementiem (pārtiku, pajumti utt.). Šajā gadījumā konkurence ir neizbēgama, cīņa par nišu. Evolūcijas attiecības ir izveidojušās tā, ka sugas ar līdzīgām vides prasībām nevar pastāvēt kopā ilgu laiku. Šis modelis nav bez izņēmumiem, taču tas ir tik objektīvs, ka tas ir formulēts noteikuma veidā, ko sauc par “konkurētspējīgas izslēgšanas noteikumu”. Šī noteikuma autors ir ekologs G. F. Gause. Tas izklausās šādi: "ja divas sugas ar līdzīgām prasībām pret vidi (uzturs, uzvedība, vairošanās vietas utt.) nonāk konkurences attiecībās, tad vienai no tām jāmirst vai jāmaina dzīvesveids un jāieņem jauna ekoloģiska niša." Reizēm, piemēram, lai mazinātu akūtās konkurences attiecības, pietiek ar vienu organisma (dzīvnieka) barošanas laika maiņu, nemainot pašu barības veidu (ja konkurence notiek pārtikas attiecību sākumposmā), vai atrast jauns biotops (ja konkurence notiek, pamatojoties uz šis faktors) un tā tālāk.

Starp citām ekoloģisko nišu īpašībām mēs atzīmējam, ka organisms (suga) var tās mainīt visā dzīves ciklā.

Sabiedrības (biocenozes, ekosistēmas) veidojas pēc ekoloģisko nišu aizpildīšanas principa. Dabiski izveidotā sabiedrībā parasti visas nišas ir aizņemtas. Tieši šādās kopienās, piemēram, ilggadīgos (vietējos) mežos, jaunu sugu introducēšanas iespējamība ir ļoti zema.

Visu dzīvo organismu ekoloģiskās nišas iedala specializētajās un vispārīgajās. Šis sadalījums ir atkarīgs no attiecīgās sugas galvenajiem barības avotiem, biotopa lieluma un jutības pret abiotiskajiem vides faktoriem.

Specializētās nišas. Lielākā daļa augu un dzīvnieku sugu ir pielāgotas pastāvēšanai tikai šaurā klimatisko apstākļu un citu īpašību diapazonā vidi, barojas ar ierobežotu augu vai dzīvnieku klāstu. Šādām sugām ir specializēta niša, kas nosaka to dzīvotni dabiskajā vidē. Tādējādi milzu pandai ir ļoti specializēta niša, jo tā par 99% barojas ar bambusa lapām un dzinumiem. Dažu bambusa veidu masveida iznīcināšana Ķīnas apgabalos, kur dzīvoja panda, noveda pie šī dzīvnieka izmiršanas.

Sugām ar kopīgām nišām raksturīga viegla pielāgošanās pārmaiņām vides faktori biotopi. Viņi var attīstīties dažādās vidēs, ēst dažādus ēdienus un izturēt ārkārtējas svārstības. dabas apstākļi. Izplatītas ekoloģiskās nišas ir sastopamas starp mušām, tarakāniem, pelēm, žurkām, cilvēkiem u.c.

Sugām ar vispārējām ekoloģiskām nišām pastāv ievērojami mazāki izzušanas draudi nekā tām, kurām ir specializētas nišas.

Cilvēka ekoloģiskā niša

Cilvēks ir viens no dzīvnieku valsts pārstāvjiem, zīdītāju klases bioloģiskā suga. Neskatoties uz to, ka tai piemīt daudzas specifiskas īpašības (prāts, artikulēta runa, darba aktivitāte, biosocialitāte u.c.), tas nav zaudējis savu bioloģiskā būtība un visi ekoloģijas likumi tai ir spēkā tādā pašā mērā kā citiem dzīviem organismiem.

Cilvēkam ir arī sava, tikai viņam raksturīga ekoloģiskā niša, tas ir, prasību kopums daudziem vides faktoriem, kas izstrādāts evolūcijas procesā. Telpa, kurā ir lokalizēta cilvēka niša (t.i., vieta, kur faktoru režīmi nepārsniedz no senčiem mantotās tolerances robežas), ir ļoti ierobežota.

Kā bioloģiskā suga cilvēki var dzīvot tikai ekvatoriālās joslas (tropos, subtropos), kur radās hominīdu ģimene. Vertikāli niša stiepjas aptuveni 3,0-3,5 km virs jūras līmeņa.

Pateicoties iepriekš minētajām specifiskajām (galvenokārt sociālajām) īpašībām, cilvēks paplašināja savas sākotnējās platības (biotopa) robežas, apmetās augstos, vidējos un zemajos platuma grādos, apguva okeāna un kosmosa dzīles. Taču tā fundamentālā ekoloģiskā niša ir palikusi praktiski nemainīga, un ārpus sākotnējā diapazona tas var izdzīvot, pārvarot ierobežojošo faktoru pretestību nevis adaptācijas ceļā, bet gan ar īpaši izveidotu aizsargierīču un ierīču palīdzību (apsildāmi mājokļi, siltais apģērbs, skābekļa ierīces). u.c. .), kas atdarina savu nišu tāpat kā tas tiek darīts ar eksotiskiem dzīvniekiem un augiem zooloģiskajos dārzos, okeanārijos un botāniskajos dārzos. Tomēr, lai pilnībā reproducētu visus faktorus nepieciešams cilvēkam no tolerances likuma viedokļa tas ne vienmēr ir iespējams. Piemēram, lidojumā kosmosā tādus reproducēt nav iespējams svarīgākais faktors, tāpat kā gravitācija, un pēc atgriešanās uz Zemes no ilgas kosmosa ekspedīcijas astronautiem ir nepieciešams laiks, lai pielāgotos.

Rūpnieciskā vidē daudzi faktori (troksnis, vibrācija, temperatūra, elektromagnētiskie lauki, vairāku vielu piemaisījumi gaisā utt.) periodiski vai pastāvīgi pārsniedz pieļaujamās robežas. cilvēka ķermenis. Tam ir negatīva ietekme uz to: t.s arodslimības, periodisks stress. Tāpēc ir īpaša sistēma tehnisko un organizatoriskie pasākumi kuru mērķis ir nodrošināt drošību darba aktivitāte samazinot bīstamo un kaitīgo vides ražošanas faktoru iedarbību uz organismu.

Ne vienmēr ir iespējams nodrošināt optimālie režīmi faktori, un līdz ar to vairākām nozarēm kopējais darba stāžs strādniekiem, tiek samazināts darba dienas ilgums (piemēram, strādājot ar toksiskām vielām - līdz četrām stundām). Lai samazinātu vibrācijas un troksni vilces līdzekļu kabīnēs, tiek radītas īpašas konstrukcijas ierīces.

Cilvēku ražošana un saimnieciskā darbība, izmantošana (pārstrāde) dabas resursi neizbēgami noved pie blakusproduktu (“atkritumu”) veidošanās, kas izkliedējas vidē.

Iekļūšana ūdenī, augsnē, atmosfērā, iekļūšana pārtikā ķīmiskie savienojumi ir vides faktori un līdz ar to ekoloģiskās nišas elementi. Saistībā ar tiem (īpaši pret augšējām robežām) cilvēka ķermeņa pretestība ir zema, un šādas vielas izrādās ierobežojoši faktori, kas grauj nišu.

No iepriekš minētā izriet otrs dabas aizsardzības pamatnoteikums no ekoloģiskā viedokļa: “Dabas (un vides) aizsardzība sastāv no pasākumu sistēmas, lai saglabātu dzīvo organismu, tostarp cilvēku, ekoloģiskās nišas.

Tādējādi vai nu tiks saglabāta cilvēka niša tagadējām un nākamajām paaudzēm, vai arī cilvēki kā bioloģiskā suga ir lemti izmiršanai.

Ekoloģiskā niša– visu vides faktoru kopums, kuru ietvaros iespējama sugas pastāvēšana dabā. Koncepcija ekoloģiskā niša parasti izmanto, pētot ekoloģiski līdzīgu, vienam trofiskajam līmenim piederošu sugu attiecības. Terminu “ekoloģiskā niša” ierosināja Dž.Grīnels (1917), lai raksturotu sugu telpisko izplatību (t.i., ekoloģiskā niša tika definēta kā jēdziens, kas tuvs dzīvotne).

Vēlāk C. Eltons (1927) ekoloģisko nišu definēja kā sugas stāvokli sabiedrībā, uzsverot trofisko attiecību īpašo nozīmi. Vēl 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā daudzi pētnieki pamanīja, ka divas sugas, kas ir ekoloģiski tuvas un ieņem līdzīgu vietu sabiedrībā, nevar stabili līdzās pastāvēt vienā teritorijā. Šis empīriskais vispārinājums tika apstiprināts divu sugu konkurences matemātiskajā modelī par vienu pārtiku (V. Volterra) un eksperimentāls darbs G.F. Gause ( Gauza princips).

Mūsdienu koncepcija ekoloģiskā niša veidota, pamatojoties uz J. Hačinsona (1957, 1965) piedāvāto ekoloģiskās nišas modeli. Saskaņā ar šo modeli ekoloģisko nišu var attēlot kā daļu no iedomātas daudzdimensionālas telpas (hipertilpuma), kuras individuālie izmēri atbilst sugas normālai pastāvēšanai nepieciešamajiem faktoriem.

Notiek dažādu sugu ekoloģisko nišu diverģence diverģences rezultātā lielākoties tāpēc, ka tā ir ierobežota ar dažādiem biotopiem, dažādiem pārtikas produktiem un dažādiem viena un tā paša biotopa izmantošanas laikiem. Izstrādātas metodes ekoloģiskās nišas platuma un ekoloģisko nišu pārklāšanās pakāpes novērtēšanai dažādi veidi. Litri: Džillers P. Sabiedrības struktūra un ekoloģiskā niša. – M.: 1988 (pēc BES, 1995).

Vides modelēšanā jēdziens ekoloģiskā niša raksturo noteiktu vides faktoru telpas (abstrakta) daļu, hipertilpumu, kurā neviens no vides faktoriem nepārsniedz noteiktas sugas (populācijas) tolerances robežas. Tādu vides faktoru vērtību kombināciju kopumu, pie kurām teorētiski iespējama sugas (populācijas) pastāvēšana, sauc. fundamentāla ekoloģiskā niša.

Realizēta ekoloģiskā niša Viņi sauc par daļu no fundamentālās nišas tikai tās faktoru vērtību kombinācijas, kurās ir iespējama sugas (populācijas) stabila vai plaukstoša pastāvēšana. Jēdzieni ilgtspējīga vai pārtikusi pastāvēšana, modelējot, ir jāievieš papildu formāli ierobežojumi (piemēram, mirstība nedrīkst pārsniegt dzimstību).

Ja ar noteiktu vides faktoru kombināciju augs var izdzīvot, bet nav spējīgs vairoties, tad diez vai var runāt par labklājību vai ilgtspējību. Tāpēc šī vides faktoru kombinācija attiecas uz fundamentālo ekoloģisko nišu, bet ne uz realizēto ekoloģisko nišu.

Ārpus matemātiskās modelēšanas ietvara, protams, jēdzienu definīcijā nav tādas stingrības un skaidrības. Mūsdienu vides literatūrā ekoloģiskās nišas koncepcijā var izdalīt četrus galvenos aspektus:

1) telpiskā niša, tostarp labvēlīgu vides apstākļu komplekss. Piemēram, kukaiņēdāji egļu-melleņu putni dzīvo, barojas un ligzdo dažādos meža slāņos, kas lielā mērā ļauj izvairīties no konkurences;

2) trofiskā niša. Tas īpaši izceļas ar pārtikas kā vides faktora milzīgo nozīmi. Barības nišu atdalīšana starp viena un tā paša trofiskā līmeņa organismiem, kas dzīvo kopā, ļauj ne tikai izvairīties no konkurences, bet arī veicina pilnīgāku pārtikas resursu izmantošanu un līdz ar to palielina intensitāti. bioloģiskais cikls vielas.

Piemēram, iespaidu rada trokšņainā putnu tirgu populācija pilnīga prombūtne jebkurš pasūtījums. Faktiski katra putnu suga ieņem stingri noteiktu vietu. bioloģiskās īpašības trofiskā niša: daži barojas netālu no krasta, citi ievērojamā attālumā, daži zvejo virsmas tuvumā, citi dziļumā utt.

Dažādu sugu trofiskās un telpiskās nišas var daļēji pārklāties (atcerieties: ekoloģiskās dublēšanās princips). Nišas var būt platas (nespecializētas) vai šauras (specializētas).

3) daudzdimensiju niša, vai niša kā hipersējums. Daudzdimensionālas ekoloģiskās nišas ideja ir saistīta ar matemātisko modelēšanu. Viss vides faktoru vērtību kombināciju kopums tiek uzskatīts par daudzdimensionālu telpu. Šajā milzīgajā komplektā mūs interesē tikai tādas vides faktoru vērtību kombinācijas, saskaņā ar kurām ir iespējama organisma eksistence - šis hipertilpums atbilst daudzdimensionālas ekoloģiskās nišas jēdzienam.

4) funkcionāls ideja par ekoloģisko nišu. Šī ideja papildina iepriekšējās un ir balstīta uz dažādu dažādu veidu funkcionālo līdzību ekoloģiskās sistēmas. Piemēram, tiek runāts par zālēdāju vai mazo plēsēju vai dzīvnieku, kas barojas ar planktonu, vai apraktiem dzīvniekiem utt., ekoloģisko nišu. Ekoloģiskās nišas funkcionālā koncepcija uzsver lomu organismiem ekosistēmā un atbilst parastajam jēdzienam “profesija” vai pat “pozīcija sabiedrībā”. Par to mēs runājam funkcionālā izteiksmē vides ekvivalenti– sugas, kas ieņem funkcionāli līdzīgas nišas dažādos ģeogrāfiskos reģionos.

“Organisma dzīvotne ir vieta, kur tas dzīvo vai kur to parasti var atrast. Ekoloģiskā niša– ietilpīgāks jēdziens, kas ietver ne tikai sugas (populācijas) aizņemto fizisko telpu, bet arī šīs sugas funkcionālo lomu sabiedrībā (piemēram, tās trofisko stāvokli) un stāvokli attiecībā pret gradientiem. ārējie faktori– temperatūra, mitrums, pH, augsne un citi dzīves apstākļi. Šos trīs ekoloģiskās nišas aspektus ērti dēvē par telpisko nišu, trofisko nišu un daudzdimensiju nišu vai nišu kā hipertilpumu. Tāpēc organisma ekoloģiskā niša ir atkarīga ne tikai no tā, kur tas dzīvo, bet ietver arī kopējo tā prasību pret vidi summu.

Tiek sauktas sugas, kas ieņem līdzīgas nišas dažādos ģeogrāfiskos apgabalos vides ekvivalenti"(Y. Odum, 1986).

V.D. Fjodorovs un T.G. Giļmanovs (1980, 118. – 127. lpp.) piezīme:

“Ekoloģijā plaši tiek izmantota realizēto nišu izpēte, aprakstot labklājības funkcijas uzvedību to šķērsgriezumā ar taisnēm un plaknēm, kas atbilst atsevišķiem izvēlētiem vides faktoriem (5.1. att.). Turklāt atkarībā no to faktoru rakstura, uz kuriem tiek ņemts vērā privāta funkcija labklājību, var atšķirt “klimatiskās”, “trofiskās”, “edafiskās”, “hidroķīmiskās” un citas nišas, t.s. privātās nišas.

Pozitīvs secinājums no privāto nišu analīzes var būt secinājums no pretēja: ja privāto nišu projekcijas uz dažām (īpaši dažām) asīm nekrustojas, tad pašas nišas nekrustojas augstākas dimensijas telpā. ...

Loģiski, ka divu sugu nišu relatīvam izvietojumam vides faktoru telpā ir iespējami trīs varianti: 1) atdalīšana (pilnīga nesakritība); 2) daļējs krustojums (pārklājums); 3) vienas nišas pilnīga iekļaušana citā. ...

Nišas atdalīšana ir diezgan triviāls gadījums, kas atspoguļo faktu, ka pastāv dažādiem vides apstākļiem pielāgotas sugas. Daudz lielāku interesi rada nišu daļējas pārklāšanās gadījumi. Kā minēts iepriekš, projekcijas, kas pārklājas pat pa vairākām koordinātām vienlaikus, stingri runājot, negarantē pašu daudzdimensiju nišu faktisko pārklāšanos. Tomēr iekšā praktiskais darbsšādu krustpunktu esamība un dati par sugu sastopamību līdzīgās vidēs bieži tiek uzskatīti par pietiekamiem pierādījumiem par labu sugu nišu pārklāšanai.

Lai kvantitatīvi izmērītu divu sugu nišu pārklāšanās pakāpi, dabiski ir izmantot kopu krustošanās tilpuma attiecību pret to savienojuma apjomu. ... Dažos īpašos gadījumos ir interesanti aprēķināt nišas projekciju krustošanās mēru.

APMĀCĪBU TESTI 5. TĒMAI