Den økologiske nisjen inkluderer. Økologisk nisje av en organisme. Kilder og notater

Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen

Federal State Budgetary Education Institution

høyere profesjonsutdanning

"Siberian State Industrial University"

Institutt for økologi

disiplin: Sosial økologi

om emnet: "Økologisk nisje"

Fullført:

Student gr. ERM-12

Belichenko Ya.V.

Krysset av:

Assoc. Dugin

Novokuznetsk

Introduksjon……………………………………………………..……………….…. 3

1. Økologisk nisje……………………………….……………………………………… 4

1.1. Konseptet med en økologisk nisje………………………………………………. 4

1.2. Bredde og overlapping av nisjer……………………….………………………. 5

1.3. Evolusjon av nisjer……………………………………………………………………….…10

2. Aspekter ved den økologiske nisjen………………………………………………………….….12

3. Moderne konseptøkologisk nisje……………………………………………… 13

Konklusjon……………………………………………………………….………………………… 16

Liste over referanser……………………………………………………… 19

Introduksjon

Dette arbeidet diskuterer temaet "Økologiske nisjer". En økologisk nisje er stedet okkupert av en art (nærmere bestemt dens befolkning) i et samfunn, komplekset av dens biokenotiske forbindelser og krav til abiotiske miljøfaktorer. Dette begrepet ble laget i 1927 av Charles Elton. En økologisk nisje er summen av faktorer for eksistensen av en gitt art, hvorav den viktigste er dens plass i næringskjeden.

En økologisk nisje er den posisjonen en art har i et samfunn. Samspillet mellom en gitt art (populasjon) med partnere i samfunnet den er medlem av, bestemmer dens plass i syklusen av stoffer bestemt av mat og konkurranseforhold i biocenosen. Begrepet «økologisk nisje» ble foreslått av den amerikanske vitenskapsmannen J. Grinnell (1917). Tolkningen av en økologisk nisje som posisjonen til en art med det formål å mate en eller flere biocenoser ble gitt av den engelske økologen C. Elton (1927). En slik tolkning av begrepet økologisk nisje lar oss gi en kvantitativ beskrivelse av den økologiske nisjen for hver art eller for dens individuelle populasjoner. For å gjøre dette sammenlignes artens overflod (antall individer eller biomasse) i koordinatsystemet med indikatorer for temperatur, fuktighet eller annen miljøfaktor.

På denne måten er det mulig å identifisere den optimale sonen og grensene for avvik tolerert av typen - maksimum og minimum for hver faktor eller sett med faktorer. Som regel har hver art en viss økologisk nisje, som den er tilpasset gjennom hele evolusjonsutviklingen. Plassen okkupert av en art (dens befolkning) i rommet (romlig økologisk nisje) kalles oftere habitat.

La oss se nærmere på økologiske nisjer.

Økologisk nisje

Enhver type organisme er tilpasset visse eksistensforhold og kan ikke vilkårlig endre habitat, kosthold, fôringstid, ynglested, ly, etc. Hele komplekset av forhold til slike faktorer bestemmer plassen som naturen har tildelt en gitt organisme og rollen den må spille i den generelle livsprosessen. Alt dette kommer sammen i konseptet om en økologisk nisje.

1.1.Konseptet med en økologisk nisje

En økologisk nisje er forstått som en organismes plass i naturen og hele dens livsaktivitet, dens livsstatus, fast i dens organisering og tilpasninger.

I annen tid Begrepet en økologisk nisje har fått ulike betydninger. Til å begynne med betegnet ordet "nisje" den grunnleggende distribusjonsenheten til en art innenfor rommet til et økosystem, diktert av de strukturelle og instinktive begrensningene til en gitt art. For eksempel lever ekorn i trær, elg lever på bakken, noen fuglearter hekker på greiner, andre i huler osv. Her tolkes begrepet økologisk nisje hovedsakelig som en habitat, eller romlig nisje. Senere ble begrepet "nisje" gitt betydningen av "den funksjonelle statusen til en organisme i et samfunn." Dette gjaldt hovedsakelig plasseringen til en gitt art i den trofiske strukturen til økosystemet: type mat, tidspunkt og sted for fôring, hvem som er rovdyr for av en gitt organisme etc. Dette kalles nå den trofiske nisjen. Da ble det vist at en nisje kan betraktes som et slags hypervolum i et flerdimensjonalt rom bygget på bakgrunn av miljøfaktorer. Dette hypervolumet begrenset spekteret av faktorer som en gitt art kunne eksistere i (hyperdimensjonal nisje).

Det vil si i moderne forståelseøkologiske nisjer kan identifiseres ved i det minste tre aspekter: fysisk rom okkupert av en organisme i naturen (habitat), dens forhold til miljøfaktorer og til nærliggende levende organismer (forbindelser), samt dens funksjonelle rolle i økosystemet. Alle disse aspektene manifesteres gjennom strukturen til organismen, dens tilpasninger, instinkter, livssykluser, livs "interesser" etc. En organismes rett til å velge sin økologiske nisje er begrenset av en ganske smal ramme som er tildelt den fra fødselen. Imidlertid kan dens etterkommere gjøre krav på andre økologiske nisjer hvis passende genetiske endringer har skjedd i dem.

Posisjonen til en art som den inntar i det generelle biocenosesystemet, komplekset av dens biokenotiske forbindelser og krav til abiotiske miljøfaktorer kalles økologisk nisje snill.

Konseptet med økologisk nisje har vist seg å være svært fruktbart for å forstå lovene om sameksistens mellom arter. Mange økologer arbeidet med utviklingen: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum og andre.

Begrepet "økologisk nisje" bør skilles fra begrepet "habitat". I sistnevnte tilfelle mener vi den delen av rommet som er bebodd av arten og som har de nødvendige abiotiske forholdene for sin eksistens. Den økologiske nisjen til en art avhenger ikke bare av abiotiske miljøforhold, men også, ikke mindre, av dets biokenotiske miljø. Naturen til den okkuperte økologiske nisjen bestemmes både av artens økologiske evner og av i hvilken grad disse evnene kan realiseres i spesifikke biocenoser. Dette er et kjennetegn på livsstilen som en art kan føre i et gitt samfunn.

G. Hutchinson la frem begrepene om en grunnleggende og realisert økologisk nisje. Under fundamental refererer til hele settet av forhold under hvilke en art med hell kan eksistere og reprodusere. I naturlige biocenoser utvikler imidlertid ikke arter alle ressursene som er egnet for dem, først og fremst på grunn av konkurranseforhold. Realisert økologisk nisje - dette er posisjonen til en art i et spesifikt samfunn, der den er begrenset av komplekse biokenotiske forhold. Med andre ord, den grunnleggende økologiske nisjen karakteriserer de potensielle egenskapene til en art, og den realiserte karakteriserer den delen av dem som kan realiseres under gitte forhold, gitt ressursens tilgjengelighet. Dermed er den realiserte nisjen alltid mindre enn den grunnleggende.

I økologi er spørsmålet om hvor mange økologiske nisjer en biocenose kan romme og hvor mange arter av en bestemt gruppe som har lignende miljøkrav som kan leve sammen, mye diskutert.

Spesialisering av en art i ernæring, plassbruk, aktivitetstid og andre forhold karakteriseres som en innsnevring av dens økologiske nisje, mens omvendte prosesser karakteriseres som dens ekspansjon. Utvidelsen eller innsnevringen av den økologiske nisjen til en art i et samfunn er sterkt påvirket av konkurrenter. Konkurransemessig eksklusjonsregel formulert av G.F. Gause for arter som er like i økologi, kan uttrykkes på en slik måte at to arter ikke sameksisterer i samme økologiske nisje.

Forsøk og observasjoner i naturen viser at i alle tilfeller der arter ikke kan unngå konkurranse om grunnleggende ressurser, blir svakere konkurrenter gradvis drevet ut av fellesskapet. Men i biocenoser er det mange muligheter for i det minste delvis avgrensning av de økologiske nisjene til arter som er like i økologi.

Utgang fra konkurranse oppnås på grunn av divergens i krav til miljøet, endringer i livsstil, som med andre ord er avgrensningen av artens økologiske nisjer. I dette tilfellet får de evnen til å sameksistere i samme biocenose. Hver av artene som lever sammen er i stand til mer fullstendig bruk av ressurser i fravær av en konkurrent. Dette fenomenet er lett å observere i naturen. Så, urteaktige planter granskog kan nøye seg med en liten mengde jordnitrogen, som gjenstår fra å bli fanget opp av trerøtter. Men hvis røttene til disse grantrærne kuttes av i et begrenset område, blir nitrogennæringsforholdene for gresset bedre og de vokser raskt og får en tett grønn farge. Å forbedre levekårene og øke antallet av en art som følge av å fjerne en annen art, tilsvarende miljøkrav, kalles fra biocenosen. konkurranseutgivelse.

Delingen av økologiske nisjer etter samlevende arter med deres delvise overlapping er en av mekanismene for stabilitet til naturlige biocenoser. Hvis noen av artene reduserer antallet kraftig eller faller ut av samfunnet, tar andre på seg rollen. Jo flere arter det er i en biocenose, jo lavere antall av hver av dem, jo mer uttalt er deres økologiske spesialisering. I dette tilfellet snakker de om "en tettere pakking av økologiske nisjer i biocenosen."

Nært beslektede arter som lever sammen har vanligvis svært fine avgrensninger av økologiske nisjer. Således bruker hovdyr som beiter i afrikanske savanner beitemat på forskjellige måter: sebraer plukker hovedsakelig toppen av gress, gnuer lever av det sebraer etterlater til dem, velger visse typer planter, gaseller plukker de korteste gressene, og topi-antiloper nøyer seg med høye tørre stengler etterlatt av andre planteetere. Den samme «arbeidsdelingen» i de søreuropeiske steppene ble en gang utført av ville hester, murmeldyr og gofer (fig. 92).

Ris. 92. Ulike typer planteetere spiser gress i forskjellige høyder i afrikanske savanner (øverste rader) og i de eurasiske steppene (nederste rader) (ifølge F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturov, G. V. Kuznetsov, 1973)

I våre vinterskoger unngår insektetende trematende fugler også konkurranse med hverandre på grunn av deres ulike søkemønster. For eksempel nøttre og pikas samler mat på trestammer. Samtidig undersøker nøttekre raskt treet, og tar raskt tak i insekter eller frø som er fanget i store sprekker i barken, mens små pikaer leter nøye i overflaten av stammen etter de minste sprekkene som deres tynne sylformede nebbet trenger inn i. Om vinteren, i blandede flokker, utfører stormeis et bredt søk i trær, busker, stubber og ofte i snøen; Chickadees inspiserer hovedsakelig store grener; langhalemeis søker etter mat i endene av grenene; små kinglets søker nøye de øvre delene av bartrær kroner.

Maur eksisterer under naturlige forhold i foreninger med flere arter, hvis medlemmer er forskjellige i livsstil. I skogene i Moskva-regionen finner man oftest følgende sammenslutning av arter: den dominerende arten (Formica rufa, F. aquilonia eller Lasius fuliginosus) okkuperer flere lag, L. flavus er aktiv i jorda, Myrmica rubra er aktiv i skogkullet er grunnlaget kolonisert av L. niger og F. fusca, trær – Camponotus herculeanus. Spesialisering for liv i ulike nivåer gjenspeiles i arters livsform. I tillegg til separasjon i rommet, skiller maur seg også i arten av å skaffe mat og i tidspunktet for daglig aktivitet.

I ørkener samler det mest utviklede komplekset av maur mat på jordoverflaten (herpetobionter). Blant dem skiller seg ut representanter for tre trofiske grupper: 1) daglige zoonekrofager - aktive i den varmeste tiden, lever av likene av insekter og små levende insekter som er aktive i løpet av dagen; 2) nattlige zoofager - de jakter stillesittende insekter med myke dekker som vises på overflaten bare om natten, og smeltende leddyr; 3) karpofager (dag og natt) - spis plantefrø.

Flere arter fra samme trofiske gruppe kan leve sammen. Mekanismene for å avslutte konkurransen og avgrense økologiske nisjer er som følger.

1. Størrelsesdifferensiering (Fig. 93). For eksempel er gjennomsnittsvekten til arbeidende individer av de tre vanligste daglige zoonekrofagene i Kyzylkum-sanden i forholdet 1:8:120. Omtrent samme vektforhold finnes hos en mellomstor katt, gaupe og tiger.

Ris. 93. Sammenlignende størrelser av fire arter av maur fra gruppen av daglige zoonekrofager i sandørkenen i Central Karakum og fordeling av byttedyr av tre arter etter vektklasse (ifølge G. M. Dlussky, 1981): 1 – mellomstore og store arbeidere av Cataglyphis setipes; 2 – S. pallida; 3 – Acantholepis semenovi; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Atferdsforskjeller består av ulike fôringsstrategier. Maur som lager veier og bruker mobiliseringen av bærere til å frakte oppdaget mat til reiret lever hovedsakelig av frøene til planter som danner klumper. Maur, hvis fôrfangere jobber som enslige fôrer, samler hovedsakelig frø av planter som er spredt spredt.

3. Romlig differensiering. Innenfor samme lag kan matinnsamling fra ulike arter begrenses til ulike områder, for eksempel i åpne områder eller under malurtbusker, på sand- eller leirholdige områder osv.

4. Forskjeller i aktivitetstid forholder seg hovedsakelig til tid på døgnet, men hos noen arter er det avvik i aktivitet mellom årstidene (hovedsakelig vår- eller høstaktivitet).

De økologiske nisjene til arter varierer i rom og tid. De kan differensieres kraftig i individuell utvikling avhengig av stadiet av ontogenese, som for eksempel hos larver og voksne av lepidoptera, larver og maibiller, rumpetroll og voksne frosker. I dette tilfellet endres både habitatet og hele det biokenotiske miljøet. Hos andre arter er de økologiske nisjene okkupert av unge og voksne former nærmere, men likevel er det alltid forskjeller mellom dem. Således bruker voksne abborer og yngelen deres, som lever i samme innsjø, forskjellige energikilder for sin eksistens og går inn i forskjellige kretser ernæring. Yngelen lever av lite plankton, mens de voksne er typiske rovdyr.

Svekkelsen av interspesifikk konkurranse fører til utvidelse av artens økologiske nisje. På oseaniske øyer med en dårlig fauna, bor en rekke fugler, sammenlignet med deres slektninger på fastlandet, i mer varierte habitater og utvider matområdet, siden de ikke møter konkurrerende arter. Blant øyas innbyggere er det til og med økt variasjon i formen på nebbet som en indikator på utvidelsen av matforbindelsens natur.

Hvis interspesifikk konkurranse begrenser den økologiske nisjen til en art, og forhindrer manifestasjonen av alt dens potensial, så bidrar intraspesifikk konkurranse tvert imot til utvidelsen av økologiske nisjer. Med et økt antall arter begynner bruken av ekstra mat, utviklingen av nye habitater og fremveksten av nye biokenotiske forbindelser.

I reservoarer befinner planter som er fullstendig nedsenket i vann (elodea, hornwort, urut) seg i andre forhold med hensyn til temperatur, belysning og gassforhold enn de som flyter på overflaten (telores, akvarell, andemat) eller roter seg i bunnen og bringer blader til overflaten (vannlilje, eggkapsel, Victoria). De er også forskjellige i forholdet til miljøet. Epifytter av tropiske skoger okkuperer lignende, men fortsatt ikke identiske nisjer, siden de tilhører forskjellige økologiske grupper i forhold til lys og vann (heliofytter og sciofytter, hygrofytter, mesofytter og xerofytter). Ulike epifytiske orkideer har høyt spesialiserte pollinatorer.

I en moden løvskog har trærne i det første laget - vanlig eik, glatt alm, platanlønn, hjertebladet lind og vanlig ask - lignende livsformer. Trekronene dannet av kronene deres ender opp i samme horisont, under lignende miljøforhold. Men en nøye analyse viser at de deltar i samfunnets liv på forskjellige måter og derfor okkuperer forskjellige økologiske nisjer. Disse trærne er forskjellige i graden av lys- og skyggetoleranse, tidspunkt for blomstring og fruktsetting, metoder for pollinering og distribusjon av frukt, sammensetning av konsorter, etc. Eik, alm og ask er anemofile planter, men metningen av miljøet med pollen skjer til forskjellige tider. Lønn og lind er entomofile, gode honningplanter, men de blomstrer til forskjellige tider. Eik har dyrehager, mens andre bredbladede trær har anemokori. Sammensetningen av konsorter er forskjellig for alle.

Hvis trekronene i en løvskog er plassert i samme horisont, er de aktive rotendene plassert på forskjellige dyp. Røttene til eik trenger dypest inn, røttene til lønn er høyere plassert og askerøttene er enda mer overfladiske. Forfall forskjellige typer trær utnyttes i ulik hastighet. Bladene til lind, lønn, alm og ask brytes nesten helt ned om våren, og bladene på eik danner fortsatt løst skogstrø om våren.

I samsvar med ideene til L. G. Ramensky om den økologiske individualiteten til arter og tar i betraktning det faktum at plantearter i et samfunn deltar i utvikling og transformasjon av miljøet og energitransformasjon på forskjellige måter, kan vi anta at i de eksisterende fytocenosene hver planteart har sin egen økologiske nisje.

Under ontogenese endrer planter, som mange dyr, sin økologiske nisje. Når de blir eldre, bruker og forvandler de miljøet mer intensivt. Overgangen av en plante til den generative perioden utvider utvalget av konsorter betydelig og endrer størrelsen og intensiteten til det fytogene feltet. Den miljødannende rollen til aldrende, senile planter avtar. De mister mange konsorter, men rollen til ødeleggerne knyttet til dem øker. Produksjonsprosessene er svekket.

Planter har overlappende økologiske nisjer. Den forsterkes i visse perioder når miljøressursene er begrenset, men siden arter bruker ressursene individuelt, selektivt og med ulik intensitet, svekkes konkurransen i stabile fytocenoser.

Ris. 94. Sammenheng mellom mangfoldet av bladlag og artsmangfold fugler (Shannon-indekser ifølge MacArthur fra E. Pianka, 1981)

Bibliografi

Shilov I. A. Økologi. M.: forskerskolen, 1997.

Khristoforova N.K. Grunnleggende om økologi. Vladivostok: Dalnauka, 1999.

Gilyarov A. M. Befolkningsøkologi. M.: Moscow State University Publishing House, 1990.

Posisjonen som en art inntar innenfor en biocenose kalles dens økologiske nisje. Den økologiske nisjen til en art er også preget av grensene for dens utholdenhet ift ulike faktorer, og arten av forbindelsen med andre arter, og levemåten og utbredelsen i rommet.

Ofte betraktes begrepet "økologisk nisje" som et synonym for begrepet "habitat", men konseptet med en nisje er mye bredere og mer meningsfullt. Den amerikanske økologen Odum kalte i overført betydning habitatet "adressen" til en organisme (art), og den økologiske nisjen dens "profesjon".

Bor i ett habitat et stort nummer av organismer av forskjellige arter. For eksempel er en blandet skog et habitat for hundrevis av arter av planter og dyr, men hver av dem har sitt eget og bare ett "yrke" - en økologisk nisje.

I skogen har elg og ekorn lignende habitater, men deres nisjer er helt forskjellige: ekornet lever hovedsakelig i kronene på trær, lever av frø og frukt og formerer seg der. Alle Livssyklus elg er assosiert med undertaksrommet: fôring av grønne planter eller deres deler, reproduksjon og ly i kratt.

Elementer og regler for en økologisk nisje

Elementer i en økologisk nisje:

mat (typer);
tid og metoder for ernæring;
avl sted;
sted for ly.

Økologiske nisjer eksisterer i henhold til visse regler:

jo bredere krav (toleransegrenser) en art har til noen eller mange miljøfaktorer, desto større plass kan den oppta i naturen, og derfor bredere er dens utbredelse;
hvis regimet til en, minst én, miljøfaktor i habitatet til individer av en art har endret seg på en slik måte at verdiene går utover nisjens grenser, betyr dette ødeleggelsen av nisjen, dvs. , begrensningen eller umuligheten av å bevare arten i et gitt habitat. Andre viktige mønstre er også assosiert med konseptet "økologisk nisje" - hver art har sin egen, unike økologiske nisje, det vil si like mange arter på jorden, så mange økologiske nisjer (2,2 millioner arter av levende organismer, hvorav 1,7 millioner arter av dyr). To forskjellige arter (selv veldig nære) kan ikke okkupere den samme økologiske nisjen i rommet;
i hvert økosystem det er arter som gjør krav på samme nisje eller dens elementer (mat, husly). I dette tilfellet er konkurranse uunngåelig, kampen om å eie en nisje. Slike forhold gjenspeiles av Gauses regel: Hvis to arter med like krav til miljøet (ernæring, atferd, hekkeplasser) inngår et konkurranseforhold, må en av dem dø eller endre livsstil og okkupere en ny økologisk nisje.

En økologisk nisje er totalen av alle krav til en art (

En økologisk nisje er vanligvis forstått som stedet for en organisme i naturen og hele modusen for dens livsaktivitet, eller, som de sier, livsstatus, inkludert holdning til miljøfaktorer, typer mat, tid og metoder for fôring, hekkesteder , tilfluktsrom osv. Dette konseptet er mye mer omfattende og mer meningsfylt enn konseptet "habitat". Den amerikanske økologen Odum kalte i overført betydning habitatet "adressen" til en organisme (art), og den økologiske nisjen dens "profesjon".

Dermed kjennetegner den økologiske nisjen graden av biologisk spesialisering av en art. Den økologiske spesifisiteten til arter understrekes av aksiomet om økologisk tilpasningsevne: "Hver art er tilpasset et strengt definert, spesifikt sett av levekår - en økologisk nisje."

G. Hutchinson fremmet konseptet om en grunnleggende og realisert økologisk nisje.

Fundamental refererer til hele settet med forhold som en art med hell kan eksistere og reprodusere under. I naturen utvikler imidlertid ikke arter alle ressursene som passer for dem, først og fremst på grunn av konkurranseforhold.

En realisert økologisk nisje er posisjonen til en art i et bestemt samfunn, der den er begrenset av komplekse biokenotiske forhold. De. den grunnleggende nisjen er artens potensielle evner, og den realiserte nisjen er den delen som kan realiseres under gitte forhold. Dermed er den realiserte nisjen alltid mindre enn den grunnleggende.

Tre viktige regler følger av figuren.

1. Jo bredere krav (toleransegrenser) en art har til noen eller mange miljøfaktorer, jo større plass kan den oppta i naturen, og derfor bredere er dens utbredelse.
2. Kombinasjonen av kroppens krav til ulike faktorer er ikke vilkårlig: alle organismer er tilpasset regimene til "koblede", sammenkoblede og gjensidig avhengige faktorer.
3. Hvis regimet til en, minst én, miljøfaktor i habitatet til individer av en gitt art har endret seg på en slik måte at verdiene går utover grensene for nisjen som hyperrom, betyr dette ødeleggelsen av nisjen, dvs. begrensningen eller umuligheten av å bevare arten i dette habitatet.

Siden arter av organismer er økologisk individuelle, har de også spesifikke økologiske nisjer. På samme måte som mange arter av levende organismer er det på jorden, er det også like mange økologiske nisjer.

I naturen er det også en regel om at det er obligatorisk å fylle økologiske nisjer: "En tom økologisk nisje vil alltid og definitivt bli fylt." Folkevisdom formulerte disse to postulatene som følger: "To bjørner kan ikke eksistere sammen i ett hul" og "Naturen avskyr et vakuum."

Hvis organismer okkuperer forskjellige økologiske nisjer, inngår de vanligvis ikke konkurranseforhold; deres aktivitets- og innflytelsessfærer er atskilt. I dette tilfellet anses forholdet som nøytralt.

Samtidig er det i hvert økosystem arter som gjør krav på samme nisje eller dens elementer (mat, husly, etc.). I dette tilfellet er konkurranse uunngåelig, kampen om å eie en nisje. Evolusjonsforhold har utviklet seg på en slik måte at arter med lignende miljøkrav ikke kan eksistere sammen over lengre tid. Dette mønsteret er ikke uten unntak, men det er så objektivt at det er formulert i form av en bestemmelse kalt «regelen om konkurranseutstenging». Forfatteren av denne regelen er økolog G. F. Gause. Det høres slik ut: "hvis to arter med lignende krav til miljøet (ernæring, atferd, hekkeplasser, etc.) inngår et konkurranseforhold, må en av dem dø eller endre livsstil og okkupere en ny økologisk nisje." Noen ganger, for eksempel, for å lindre akutte konkurranseforhold, er det nok for én organisme (dyr) å endre fôringstiden uten å endre selve mattypen (hvis konkurranse oppstår ved toppen av matforhold), eller å finne en nytt habitat (hvis konkurranse foregår på grunnlag av denne faktoren) og så videre.

Blant andre egenskaper ved økologiske nisjer, merker vi at en organisme (art) kan endre dem gjennom hele livssyklusen.

Fellesskap (biocenoser, økosystemer) dannes i henhold til prinsippet om å fylle økologiske nisjer. I et naturlig etablert fellesskap er vanligvis alle nisjer okkupert. Det er i slike samfunn, for eksempel i langvarige (urfolks)skoger, at sannsynligheten for å introdusere nye arter er svært lav.

De økologiske nisjene til alle levende organismer er delt inn i spesialiserte og generelle. Denne inndelingen avhenger av hovedmatkildene til den korresponderende arten, størrelsen på habitatet og følsomhet for abiotiske miljøfaktorer.

Spesialiserte nisjer. De fleste arter av planter og dyr er tilpasset til å eksistere bare i et smalt spekter av klimatiske forhold og andre egenskaper miljø, lever av et begrenset utvalg av planter eller dyr. Slike arter har en spesialisert nisje som bestemmer deres habitat i det naturlige miljøet. Dermed har kjempepandaen en høyt spesialisert nisje, fordi den lever 99 % av blader og skudd av bambus. Den massive ødeleggelsen av visse typer bambus i områdene i Kina hvor pandaen levde førte til at dette dyret ble utryddet.

Arter med vanlige nisjer er preget av enkel tilpasning til endringer miljøfaktorer habitater. De kan trives i en rekke miljøer, spise en rekke matvarer og tåle ekstreme svingninger. naturlige forhold. Vanlige økologiske nisjer finnes blant fluer, kakerlakker, mus, rotter, mennesker, etc.

For arter med generelle økologiske nisjer er det en betydelig lavere trussel om utryddelse enn for de med spesialiserte nisjer.

Menneskelig økologisk nisje

Mennesket er en av representantene for dyreriket, en biologisk art av klassen av pattedyr. Til tross for at den har mange spesifikke egenskaper (sinn, artikulert tale, arbeidsaktivitet, biososialitet, etc.), har den ikke mistet sine biologisk essens og alle økologiens lover er gyldige for det i samme grad som for andre levende organismer.

Mennesket har også sin egen, unike for ham, økologiske nisje, det vil si et sett med krav til mange miljøfaktorer, utviklet i evolusjonsprosessen. Rommet der den menneskelige nisjen er lokalisert (dvs. stedet hvor faktorregimene ikke går utover grensene for toleranse som er arvet fra forfedrene) er svært begrenset.

Som en biologisk art kan mennesker bare leve innenfor landmassen til ekvatorialbeltet (tropene, subtropene), der hominidfamilien oppsto. Vertikalt strekker nisjen seg omtrent 3,0-3,5 km over havet.

Takket være de spesifikke (primært sosiale) egenskapene nevnt ovenfor, utvidet mennesket grensene for sitt opprinnelige område (habitat), slo seg ned i høye, mellomstore og lave breddegrader, mestret dypet av havet og det ytre rom. Imidlertid har dens grunnleggende økologiske nisje holdt seg praktisk talt uendret, og utenfor dens opprinnelige rekkevidde kan den overleve, og overvinne motstanden til begrensende faktorer, ikke gjennom tilpasning, men ved hjelp av spesiallagde beskyttelsesenheter og enheter (oppvarmede boliger, varme klær, oksygenenheter). , etc. .), som imiterer sin nisje på samme måte som det gjøres for eksotiske dyr og planter i dyreparker, oseanarier og botaniske hager. Men for å fullt ut reprodusere alle faktorene nødvendig for en person fra toleranselovens synspunkt er det ikke alltid mulig. For eksempel er det i romfart umulig å reprodusere slike viktigste faktoren, som tyngdekraften, og etter å ha returnert til jorden fra en lang romekspedisjon, trenger astronauter tid til å omstille seg.

I industrielle miljøer, mange faktorer (støy, vibrasjoner, temperatur, elektromagnetiske felt, urenheter av en rekke stoffer i luften osv.) er periodisk eller konstant utenfor toleransegrensene Menneskekroppen. Dette har en negativ effekt på det: såkalte yrkessykdommer, periodisk stress. Derfor er det spesialsystem teknisk og organisatoriske arrangementer rettet mot å ivareta sikkerheten arbeidsaktivitet ved å redusere nivået av eksponering for farlige og skadelige miljømessige produksjonsfaktorer på kroppen.

Det er ikke alltid mulig å sikre optimale moduser slike faktorer, og derfor for en rekke bransjer totalen ansiennitet arbeidere reduseres lengden på arbeidsdagen (for eksempel når du arbeider med giftige stoffer - opptil fire timer). Spesielle designenheter er laget for å redusere vibrasjoner og støy i kabinene til trekkkjøretøyer.

Menneskelig produksjon og økonomisk aktivitet, bruk (foredling) naturlige ressurser uunngåelig føre til dannelse av biprodukter ("avfall") som spres i miljøet.

Inn i vann, jord, atmosfære, inn i mat kjemiske forbindelser er miljøfaktorer, og derfor elementer av en økologisk nisje. I forhold til dem (spesielt til de øvre grensene) er motstanden til menneskekroppen lav, og slike stoffer viser seg å være begrensende faktorer som ødelegger nisjen.

Av ovenstående følger den andre grunnregelen for naturvern fra et økologisk perspektiv: «Naturvern (og miljøet) består av et system av tiltak for å bevare de økologiske nisjene til levende organismer, inkludert mennesker.»

Dermed vil enten den menneskelige nisjen bli bevart for nåværende og fremtidige generasjoner, eller menneskene som en biologisk art er dømt til å utryddes.

Økologisk nisje– helheten av alle miljøfaktorer der eksistensen av en art i naturen er mulig. Konsept økologisk nisje vanligvis brukt når man studerer forholdet til økologisk like arter som tilhører samme trofiske nivå. Begrepet "økologisk nisje" ble foreslått av J. Greenell (1917) for å karakterisere den romlige utbredelsen av arter (dvs. den økologiske nisjen ble definert som et begrep nært til habitat).

Senere definerte C. Elton (1927) en økologisk nisje som posisjonen til en art i et samfunn, og understreket den spesielle betydningen av trofiske relasjoner. Tilbake på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet la mange forskere merke til at to arter, økologisk nære og med en lignende posisjon i samfunnet, ikke kunne sameksistere stabilt i samme territorium. Denne empiriske generaliseringen ble bekreftet i den matematiske modellen for konkurranse mellom to arter om én matvare (V. Volterra) og eksperimentelt arbeid G.F. Gause ( Gauses prinsipp).

Moderne konsept økologisk nisje dannet på grunnlag av den økologiske nisjemodellen foreslått av J. Hutchinson (1957, 1965). I følge denne modellen kan en økologisk nisje representeres som en del av et imaginært flerdimensjonalt rom (hypervolum), hvis individuelle dimensjoner tilsvarer de faktorene som er nødvendige for en arts normale eksistens.

Divergensen mellom økologiske nisjer av forskjellige arter gjennom divergens oppstår for det meste på grunn av å være begrenset til forskjellige habitater, forskjellig mat og forskjellige tidspunkter for bruk av samme habitat. Det er utviklet metoder for å vurdere bredden av en økologisk nisje og graden av overlapping av økologiske nisjer forskjellige typer. Liter: Giller P. Samfunnsstruktur og økologisk nisje. – M.: 1988 (ifølge BES, 1995).

I miljømodellering konseptet økologisk nisje karakteriserer en viss del av rommet (abstrakt) av miljøfaktorer, et hypervolum der ingen av miljøfaktorene går utover toleransegrensene til en gitt art (populasjon). Settet med slike kombinasjoner av verdier av miljøfaktorer der eksistensen av en art (populasjon) er teoretisk mulig kalles grunnleggende økologisk nisje.

Realisert økologisk nisje De kaller en del av den grunnleggende nisjen, bare de kombinasjonene av faktorverdier der den stabile eller velstående eksistensen til en art (befolkning) er mulig. Begreper bærekraftig eller velstående eksistensen krever innføring av ytterligere formelle restriksjoner ved modellering (for eksempel bør dødeligheten ikke overstige fødselsraten).

Hvis en plante med en gitt kombinasjon av miljøfaktorer kan overleve, men ikke klarer å formere seg, så kan vi knapt snakke om trivsel eller bærekraft. Derfor refererer denne kombinasjonen av miljøfaktorer til den grunnleggende økologiske nisjen, men ikke til den realiserte økologiske nisjen.

Utenfor rammen av matematisk modellering er det selvfølgelig ingen slik strenghet og klarhet i definisjonen av begreper. I moderne miljølitteratur kan fire hovedaspekter skilles i begrepet en økologisk nisje:

1) romlig nisje, inkludert et kompleks av gunstige miljøforhold. For eksempel lever, lever og hekker insektetende fugler av gran-blåbær i forskjellige lag av skogen, noe som i stor grad lar dem unngå konkurranse;

2) trofisk nisje. Det skiller seg spesielt ut på grunn av matens enorme betydning som miljøfaktor. Separasjonen av matnisjer mellom organismer på samme trofiske nivå som lever sammen gjør det ikke bare mulig å unngå konkurranse, men bidrar også til en mer fullstendig bruk av matressurser og øker derfor intensiteten av biologisk syklus stoffer.

For eksempel skaper den støyende bestanden av fuglemarkeder inntrykket fullstendig fravær hvilken som helst ordre. Faktisk inntar hver fugleart en strengt definert posisjon. biologiske trekk trofisk nisje: noen fôrer nær kysten, andre på betydelig avstand, noen fisker nær overflaten, andre i dybden, etc.

De trofiske og romlige nisjene til forskjellige arter kan delvis overlappe hverandre (husk: prinsippet om økologisk duplisering). Nisjene kan være brede (ikke-spesialiserte) eller smale (spesialiserte).

3) flerdimensjonal nisje, eller en nisje som et hypervolum. Ideen om en flerdimensjonal økologisk nisje er assosiert med matematisk modellering. Hele settet med kombinasjoner av miljøfaktorverdier betraktes som et flerdimensjonalt rom. I dette enorme settet er vi bare interessert i slike kombinasjoner av verdier av miljøfaktorer der eksistensen av en organisme er mulig - dette hypervolumet tilsvarer konseptet om en flerdimensjonal økologisk nisje.

4) funksjonelle ideen om en økologisk nisje. Denne ideen utfyller de forrige og er basert på den funksjonelle likheten til et bredt utvalg av økologiske systemer. For eksempel snakker de om den økologiske nisjen til planteetere, eller små rovdyr, eller dyr som lever av plankton, eller gravende dyr osv. Det funksjonelle konseptet til den økologiske nisjen understreker rolle organismer i et økosystem og tilsvarer det vanlige konseptet «profesjon» eller til og med «posisjon i samfunnet». Det er i funksjonelle termer vi snakker om miljømessige ekvivalenter– arter som okkuperer funksjonelt like nisjer i forskjellige geografiske regioner.

«En organismes habitat er der den lever, eller hvor den vanligvis finnes. Økologisk nisje– et mer omfattende konsept som inkluderer ikke bare det fysiske rommet som okkuperes av en art (befolkning), men også den funksjonelle rollen til denne arten i samfunnet (for eksempel dens trofiske posisjon) og dens posisjon i forhold til gradienter eksterne faktorer– temperatur, fuktighet, pH, jordsmonn og andre levekår. Disse tre aspektene ved den økologiske nisjen blir hensiktsmessig referert til som den romlige nisjen, den trofiske nisjen og den flerdimensjonale nisjen, eller nisje som hypervolum. Derfor avhenger den økologiske nisjen til en organisme ikke bare av hvor den lever, men inkluderer også den totale summen av dens krav til miljøet.

Arter som okkuperer lignende nisjer i forskjellige geografiske områder kalles miljømessige ekvivalenter"(Y. Odum, 1986).

V.D. Fedorov og T.G. Gilmanov (1980, s. 118 – 127) merker:

«Studien av realiserte nisjer ved å beskrive oppførselen til velværefunksjonen i tverrsnittet av dem med rette linjer og plan som tilsvarer noen utvalgte miljøfaktorer, er mye brukt i økologi (fig. 5.1). Dessuten, avhengig av arten av faktorene som vurderes privat funksjon velvære kan man skille mellom «klimatiske», «trofiske», «edafiske», «hydrokjemiske» og andre nisjer, den s.k. private nisjer.

En positiv konklusjon fra analysen av private nisjer kan være en konklusjon fra det motsatte: hvis projeksjonene av private nisjer på noen (spesielt noen) av aksene ikke krysser hverandre, så krysser ikke nisjene seg selv i et rom med høyere dimensjon. ...

Logisk sett er det tre mulige alternativer for den relative ordningen av nisjer av to arter i rommet av miljøfaktorer: 1) separasjon (fullstendig misforhold); 2) delvis kryss (overlappende); 3) fullstendig inkludering av en nisje i en annen. ...

Nisjeseparasjon er en ganske triviell sak, som gjenspeiler det faktum at det eksisterer arter tilpasset forskjellige miljøforhold. Tilfeller med delvis overlapping av nisjer er av mye større interesse. Som nevnt ovenfor, garanterer overlappende projeksjoner selv langs flere koordinater på en gang strengt tatt ikke den faktiske overlappingen av selve de flerdimensjonale nisjene. Imidlertid, i praktisk jobb tilstedeværelsen av slike skjæringspunkter og data om forekomsten av arter i lignende miljøer anses ofte som tilstrekkelig bevis til fordel for overlappende nisjer av arter.

For å kvantitativt måle graden av overlapping mellom nisjer av to arter, er det naturlig å bruke forholdet mellom volumet av skjæringspunktet mellom sett... og volumet av deres forening. ... I noen spesielle tilfeller er det av interesse å beregne skjæringspunktet mellom nisjeprojeksjoner.»

TRENINGSTESTER FOR TEMA 5