Функционално разбиране на екологичната ниша

Бележка 1

Теория за екологичната нишаслужи като основа за много области на екологични и еволюционно-екологични изследвания, особено по отношение на биотичните взаимоотношения на организмите.

Концепцията за ниша придоби съвременната си форма сравнително наскоро. Очевидно Р. Джонсън е първият, който използва този термин в самото начало на 20 век. Чрез работата на еколозите през първата половина на миналия век екологичната ниша започва да се идентифицира с позицията на организмите в общността. От средата на миналия век концепцията за ниша придобива централно значение в еволюционните екологични изследвания.

Бележка 2

Една от първите разработени концепции за ниша е тази на Е. Гринел, във връзка с която обикновено се смята, че концепцията за ниша до голяма степен се идентифицира с концепцията за местообитание.

Всъщност обаче Гринел разбира нишата като взаимосвързан набор от адаптации на организми към условията на съществуване в определено местообитание.

Сред тези адаптации той даде предимство на трофичните, т.е. състава на храната и метода на търсене на храна и се счита, че хранителното поведение е водеща адаптивна черта, която влияе върху избора на хранителни субстрати или микрообитания от животните, което в резултат на това определя биотопичните предпочитания и обхвата на видовете, тяхната морфология и състав на храната.

Така Е. Гринел разбира нишата като свойство на вида, а не неговата среда, като исторически обусловено положение на вид в екосистемите, което се изразява в придобиването на определена хранителна специализация, пространствени отношения, т.е. във всички форми на жизнена дейност.

Подобна концепция е разработена от Чарлз Елтън, който използва концепцията за ниша, за да определи позицията и междувидовите взаимоотношения на живите организми в дадена общност. Така в зората на формирането на концепцията за ниша тя включваше предимно функционален аспект.

Проучване на индивидуалните параметри на нишата

От средата на 20-ти век интересът на еколозите се измества към изследването на отделни нишови параметри. Тези проучвания се основават на концепцията на Hutchinson за многоизмерна екологична ниша. Според тази концепция една ниша може да се дефинира като сбор от общото разнообразие от ресурси, необходими за популация на даден вид.

Хътчинсън сравнява нишата с многоизмерно пространство или хиперобем, в рамките на което преобладаващите условия позволяват на организма да живее неограничено време. Градиентната линия на всеки фактор представлява определено измерение на пространството. Хътчинсън нарича общия набор от стойности на всички фактори, при които даден организъм може да съществува фундаментална ниша. Такава ниша е най-големият абстрактен хиперобем, при липса на ограничения от конкуренция с други видове и с оптимална абиотична среда. Действителният диапазон от условия, в които действително съществува един организъм, по-малък или равен на основната ниша, се нарича реализирана ниша.

Бележка 3

Една многомерна ниша може да се опише с помощта на количествени показатели и с нея да се направят математически изчисления. Той включваше както свойствата на самите организми, така и характеристиките на техните взаимоотношения в общността, така че характеристиките на нишата на вида се оказаха много променливи.

Наред с наличието на свободни ниши, които при определени условия могат да бъдат заети от видове, които са най-предварително адаптирани към това, Хътчинсън посочи възможността за промяна на конфигурацията на нишите и разделянето на отделни ниши на няколко по време на процеса на видообразуване.

По-нататъшното развитие на тази концепция се определя от трудовете на Р. Макартър, неговите последователи и колеги. Тези проучвания разработиха формализирани методи за изследване на степента на припокриване и ширината на нишата. отделни видове. Впоследствие много изследователи започнаха да изтъкват необходимостта диференциран подходза изучаване на различни аспекти на нишата.

Постепенно най-важните параметри на нишата започнаха да се наричат:

• среда на живот,
• състав на храната,
• време.

В началото на 21 век хранителното поведение започва да се добавя към основните показатели на екологичната ниша. Базиран сравнителен анализосновните показатели на нишата стигнаха до извода за тяхната йерархична взаимосвързаност.

По-нататъшните изследвания в тази посока допринесоха за създаването на концепцията за едномерна йерархична екологична ниша.

Основата за създаването му са идеите на Гринел, който приема водещата роля на хранителното поведение в екологичната сегрегация на тясно свързани видове и йерархичната структура на техните ниши.

В рамките на тази концепция нишата се разбира като цялостна функционална единица. Дефинира се като система, чиито възникващи свойства произтичат от специфичната функция на всеки вид в екосистемата и са ясно изразени в специфичния за вида метод на хранително поведение на вида. За да направят това, организмите развиват специални адаптивни характеристики, свързани с тяхната екология, морфология, физиология, генетика и др.

Хранителното поведение е стабилно и най-стереотипно сред показателите на вида и определя избора на характерни микрообитания от животните, което допълнително определя тяхното биотопично и географско разпределение, влияе върху състава на фуража, особеностите на социалната организация и др. В този случай самият той се оказва системен признак, който определя развитието на всички други признаци на даден вид, е техен интегрален израз и цялостно отразява спецификата на нишата на вида.

Екологична ниша

1. Концепция " екологична ниша»

2. Екологична ниша и екосистеми

Заключение

Литература

1. Концепцията за „екологична ниша“

Екологична ниша , мястото, което заема даден вид (по-точно неговата популация) в дадено съобщество (биоценоза). Взаимодействието на даден вид (популация) с партньори в съобществото, в което той членува, определя мястото му в кръговрата на веществата, обусловено от хранителните и конкурентни отношения в биоценозата. Терминът „екологична ниша” е предложен от американския учен Дж. Гринел (1917 г.). Тълкуването на екологичната ниша като позицията на даден вид в хранителните вериги на една или няколко биоценози е дадено от английския еколог К. Елтън (1927). Подобна интерпретация на понятието екологична ниша ни позволява да дадем количествено описание на екологичната ниша за всеки вид или за отделните му популации. За да направите това, изобилието на вида (брой индивиди или биомаса) се сравнява в координатната система с показатели за температура, влажност или друг фактор на околната среда. По този начин е възможно да се идентифицира оптималната зона и границите на допустимите отклонения от типа - максимум и минимум на всеки фактор или набор от фактори. По правило всеки вид заема определена екологична ниша, за съществуването в която е адаптиран през целия ход на еволюционното развитие. Мястото, заемано от вид (неговата популация) в пространството (пространствена екологична ниша), по-често се нарича местообитание.

Екологична ниша - пространствено-времевата позиция на даден организъм в екосистемата (къде, кога и какво яде, къде прави гнездо и др.)

На пръв поглед изглежда, че животните трябва да се състезават помежду си за храна и подслон. Това обаче се случва рядко, т.к те заемат различни екологични ниши. Пример: кълвачите извличат ларви изпод кората с помощта на зърно от врабче. И мухоловките, и прилепите ловят мушици, но в различно време- ден и нощ. Жирафът яде листа от върховете на дърветата и не се състезава с други тревопасни животни.

Всеки животински вид има своя собствена ниша, което минимизира конкуренцията с други видове. Следователно в една балансирана екосистема присъствието на един вид обикновено не застрашава друг.

Адаптирането към различни ниши е свързано с действието на закона на ограничаващия фактор. Опитвайки се да използва ресурси извън своята ниша, животното е изправено пред стрес, т.е. с увеличаване на съпротивлението на средата. С други думи, в собствената си ниша конкурентоспособността му е голяма, но извън нея значително отслабва или изчезва напълно.

Адаптирането на животните към определени ниши отне милиони години и се случи по различен начин във всяка екосистема. Видовете, въведени от други екосистеми, могат да причинят изчезването на местните именно в резултат на успешна конкуренция за техните ниши.

1. Скорци, донесени в Северна Америка от Европа, поради агресивното си териториално поведение, изместиха местните „сини“ птици.

2. Подивелите магарета са отровили пустинните екосистеми, измествайки толсторогите овце.

3. През 1859 г. в Австралия са пренесени зайци от Англия за спортен лов. Природните условия се оказаха благоприятни за тях, а местните хищници не бяха опасни. Като резултат

4. Фермерите търсят методи за борба с плевел, който досега не е бил срещан в долината на Нил. Ниско растение с големи листа и мощни корени атакува обработваемите земи на Египет от няколко години. Местните агрономи го смятат за изключително активен вредител. Оказва се, че това растение е известно в Европа под името „селски хрян“. Вероятно е донесен от руски специалисти, които строят металургичен завод.

Концепцията за екологична ниша се отнася и за растенията. Подобно на животните, тяхната конкурентоспособност е висока само при определени условия.

Пример: Чинарите растат по бреговете на реките и в заливните низини, дъбовете растат по склоновете. Сикаморът е адаптиран към преовлажнена почва. Семената на явора се разпространяват нагоре и този вид може да расте там при липса на дъбови дървета. По същия начин, когато жълъдите навлязат в заливната низина, те умират поради излишната влага и не могат да се конкурират с чинарите.

Човешка екологична ниша - състав на въздуха, водата, храната, климатични условия, ниво на електромагнитно, ултравиолетово, радиоактивно излъчванеи т.н.

2. Екологична ниша и екосистеми

В различни времена на понятието екологична ниша се приписваше различно значение. Първоначално думата „ниша“ обозначава основната единица на разпространение на даден вид в пространството на една екосистема, продиктувана от структурните и инстинктивни ограничения на даден вид. Например катериците живеят по дърветата, лосовете живеят на земята, някои видове птици гнездят на клони, други в хралупи и т.н. Тук понятието екологична ниша се тълкува главно като местообитание или пространствена ниша. По-късно терминът „ниша“ получава значението на „функционалното състояние на даден организъм в дадена общност“. Това се отнася главно за мястото на даден вид в трофичната структура на екосистемата: вид храна, време и място на хранене, кой е хищник за даден организъм и др. Това сега се нарича трофична ниша. Тогава беше показано, че нишата може да се разглежда като вид хиперобем в многоизмерно пространство, изградено на базата на фактори на околната среда. Този хиперобем ограничава обхвата от фактори, в които може да съществува даден вид (хиперизмерна ниша).

Тоест, в съвременното разбиране на екологичната ниша могат да се разграничат най-малко три аспекта: физическото пространство, заемано от даден организъм в природата (местообитание), връзката му с факторите на околната среда и със съседните живи организми (връзки), както и неговата функционална роля в екосистемата. Всички тези аспекти се проявяват чрез структурата на организма, неговите адаптации, инстинкти, жизнени цикли, жизнени „интереси“ и др. Правото на организма да избира своята екологична ниша е ограничено от доста тясна рамка, определена му от раждането. Въпреки това, неговите потомци могат да претендират за други екологични ниши, ако в тях са настъпили подходящи генетични промени.

Използвайки концепцията за екологична ниша, правилото на Гаузе за конкурентно изключване може да бъде перифразирано по следния начин: два различни вида не могат дълго времезаемат една и съща екологична ниша и дори са част от една и съща екосистема; един от тях трябва или да умре, или да се промени и да заеме нова екологична ниша. Между другото, вътрешноспецифичната конкуренция често е значително намалена именно защото на различни етапи от жизнения цикъл много организми заемат различни екологични ниши. Например поповата лъжица е тревопасно животно, а възрастните жаби, живеещи в едно и също езеро, са хищници. Друг пример: насекоми в стадий на ларви и възрастни.

Може да живее на една територия в екосистема голям бройорганизми различни видове. Това може да са тясно свързани видове, но всеки от тях трябва да заема своя собствена уникална екологична ниша. В този случай тези видове не влизат в конкурентни отношения и в известен смисъл стават неутрални един към друг. Въпреки това, често екологичните ниши на различни видове могат да се припокриват в поне един аспект, например местообитание или диета. Това води до междувидова конкуренция, която обикновено не е тежка и допринася за ясното очертаване на екологичните ниши.

По този начин в екосистемите се прилага закон, подобен на принципа на изключване на Паули в квантовата физика: в дадена квантова система не може да съществува повече от един фермион (частици с полуцяло въртене, като електрони, протони, неутрони и др.) в същото квантово състояние). В екосистемите също има квантуване на екологични ниши, които са склонни да бъдат ясно локализирани по отношение на други екологични ниши. В рамките на дадена екологична ниша, тоест в популацията, която заема тази ниша, диференциацията продължава в по-специфични ниши, които се заемат от всеки конкретен индивид, което определя статуса на този индивид в живота на тази популация.

Среща ли се подобна диференциация при повече ниски нивасистемна йерархия, например на ниво многоклетъчен организъм? Тук също можем да различим различни „типове“ клетки и по-малки „тела“, чиято структура определя техните функционално предназначениевътре в тялото. Някои от тях са неподвижни, техните колонии образуват органи, чиято цел има смисъл само по отношение на организма като цяло. Има и подвижни прости организми, които сякаш живеят свой собствен „личен“ живот, който въпреки това напълно задоволява нуждите на целия многоклетъчен организъм. Например, червените кръвни клетки правят само това, което „могат“: те свързват кислорода на едно място и го освобождават на друго място. Това е тяхната „екологична ниша“. Жизнената дейност на всяка клетка на тялото е устроена така, че докато „живее за себе си“, тя едновременно работи в полза на целия организъм. Такава работа изобщо не ни уморява, както не сме уморени от процеса на хранене или правене на това, което обичаме (ако, разбира се, всичко това е умерено). Клетките са устроени така, че просто не могат да живеят по друг начин, както пчелата не може да живее без да събира нектар и прашец от цветята (вероятно това й носи някакво удоволствие).

По този начин цялата природа „отдолу до горе“ изглежда е проникната от идеята за диференциация, която в екологията се е оформила в концепцията за екологична ниша, която в известен смисъл е аналогична на орган или подсистема на жив организъм. Самите тези „органи“ се формират под въздействието на външна среда, тоест формирането им е подчинено на изискванията на суперсистемата, в нашия случай – биосферата.

Известно е, че при сходни условия се формират екосистеми, подобни една на друга, имащи еднакъв набор от екологични ниши, дори ако тези екосистеми са разположени в различни географски области, разделени от непреодолими препятствия. Най-яркият пример в това отношение е живият свят на Австралия, за дълго времеразвиват се отделно от останалия земен свят. В австралийските екосистеми могат да бъдат идентифицирани функционални ниши, които са еквивалентни на съответните ниши на екосистеми на други континенти. Тези ниши се оказват заети от онези биологични групи, които присъстват във фауната и флората на дадена територия, но са сходно специализирани за същите функции в екосистемата, които са характерни за дадена екологична ниша. Такива видове организми се наричат ​​екологично еквивалентни. Например, големите кенгура в Австралия са еквивалентни на бизоните и антилопите в Северна Америка (на двата континента тези животни сега са заменени главно от крави и овце).

Такива явления в теорията на еволюцията се наричат ​​паралелизъм. Много често паралелизмът е придружен от конвергенция (сближаване) на много морфологични (от гръцката дума morphe - форма) характеристики. И така, въпреки факта, че целият свят беше завладян от плантарни животни, в Австралия по някаква причина почти всички бозайници са торбести, с изключение на няколко вида животни, донесени много по-късно, отколкото най-накрая се оформи живият свят на Австралия. Тук обаче има и торбести къртици, торбести катерици, торбести вълци и др. Всички тези животни са не само функционално, но и морфологично подобни на съответните животни от нашите екосистеми, въпреки че няма връзка между тях.

Всичко това показва наличието на определена „програма” за формиране на екосистеми в тези специфични условия. Цялата материя може да действа като „гени“, които съхраняват тази програма, всяка частица от която холографски съхранява информация за цялата Вселена. Тази информация се реализира в действителния свят под формата на закони на природата, които допринасят за това, че различни природни елементи могат да бъдат оформени в подредени структури не съвсем произволно, а по единствения възможен начин или поне по няколко начина. възможни начини. Например водна молекула, произведена от един кислороден атом и два водородни атома, има една и съща пространствена форма, независимо дали реакцията е станала тук или в Австралия, въпреки че според изчисленията на Айзък Азимов се реализира само един шанс от 60 милиона. Вероятно нещо подобно се случва и при формирането на екосистеми.

По този начин във всяка екосистема има определен набор от потенциално възможни (виртуални) екологични ниши, строго свързани една с друга, предназначени да осигурят целостта и устойчивостта на екосистемата. Тази виртуална структура е своеобразно „биополе“ на дадена екосистема, съдържащо „еталон“ на нейната действителна (материална) структура. И като цяло дори няма значение каква е природата на това биополе: електромагнитно, информационно, идеално или друго. Важен е самият факт на съществуването му.

Във всяка естествено формирана екосистема, която не е претърпяла въздействието на човека, всички екологични ниши са запълнени. Това се нарича правило за задължително запълване на екологични ниши. Неговият механизъм се основава на свойството на живота да запълва плътно цялото пространство, което му е налично (в този случай пространството се разбира като хиперобем от фактори на околната среда). Едно от основните условия, осигуряващи изпълнението на това правило, е наличието на достатъчно видово разнообразие.

Броят на екологичните ниши и тяхната взаимосвързаност са подчинени на единната цел за функциониране на екосистемата като единно цяло, което има механизми на хомеостаза (стабилност), свързване и освобождаване на енергия и циркулация на веществата. Всъщност подсистемите на всеки жив организъм са насочени към едни и същи цели, което още веднъж показва необходимостта от преразглеждане на традиционното разбиране на термина „живо същество“. Както един жив организъм не може да съществува нормално без един или друг орган, така и една екосистема не може да бъде устойчива, ако не са запълнени всички нейни екологични ниши. Следователно общоприетото определение за екологична ниша, дадено по-горе, очевидно не е напълно правилно. То произтича от жизнения статус на конкретен организъм (редукционистки подход), докато нуждите на екосистемата за осъществяване на нейната жизнена важни функции(холистичен подход). Конкретни видове организми могат да запълнят дадена екологична ниша само ако тя отговаря на техния жизнен статус. С други думи, жизненият статус е само „заявка“ за екологична ниша, но не и самата ниша. Следователно, екологичната ниша очевидно трябва да се разбира като структурна единица на екосистема, характеризираща се с специфична функция, необходими за осигуряване жизнеспособността на екосистемата, и които за целта задължително трябва да бъдат попълнени с организми със съответната морфологична специализация.

Заключение

Положението на популацията в екосистемата може да бъде различно: от пълно господство (белият бор в борова гора) до пълна зависимост и подчинение (светлолюбиви треви под горския покрив). В същото време, от една страна, тя се стреми да осъществява жизнените си процеси възможно най-пълноценно в собствените си интереси, а от друга страна автоматично осигурява жизнената активност на други популации от същата биоценоза, като компонент на хранителната верига, както и чрез топични, адаптивни и други връзки.

Тези. всяка популация, като пълноправен представител на вида в екосистемата, има своето място в нея. Американският еколог Р. Макинтош го нарече екологична ниша.

Основни компоненти на екологичните ниши:

1. Специфично местообитание (физико-химични свойства на екотопа и климатични условия);

2. Биоценотична роля (производител, консуматор или унищожител на органична материя);

3. Позиция в рамките на собственото трофично ниво (доминиране, съвместно доминиране, подчинение и т.н.);

4. Място в хранителната верига;

5. Позиция в системата на биотичните отношения.

С други думи, екологичната ниша е сферата на жизнена дейност на вида в екосистемата. Тъй като даден вид е представен в една екосистема от една популация, очевидно е, че популацията заема определена екологична ниша в нея. Като цяло видът заема своята екологична ниша в глобалната екосистема - биосферата. По-сложен въпрос е дали индивидът има собствена екологична ниша. Една ниша не само като част от територията на екотопа, но и като своеобразна собствена и уникална роля, обусловена от способността й да се бори за съществуване. В редица случаи такава роля не може да бъде идентифицирана нито практически, нито теоретично. Например, комар в облак от комари или житно растение от който и да е сорт в агроценоза не се различават един от друг по никакви значими параметри. В други случаи наличието на собствена екологична ниша е очевидно: водач в глутница вълци, пчелна майка в кошер от пчели и т.н. Очевидно е, че колкото по-диференцирана или социална е общността (населението), толкова по-ясно се появяват признаците на екологичните ниши на всеки индивид. Най-ясно се разграничават и очертават в човешките общности: президент на държава, ръководител на компания, поп звезда и др. и така нататък.

Така че в общата екология екологичните ниши се считат за реалност за такива таксони като вид (подвид, разнообразие) и популация, а за отделни хетерогенни общности - и за индивид. В хомогенни общности, като се има предвид мястото и ролята на отделните индивиди, е напълно възможно да се използва терминът микрониша.

Литература

1. Радкевич V.A. Екология.: Виш.шк., 1997, с. 107-108.
2. Солбриг О., Солбриг Д. Популационна биология и еволюция. - М.: Мир, 1982.
3. Миркин Б.М. Какво представляват растителните съобщества? - М.: Наука, 1986, стр. 38-53.
4. Мамедов Н.М., Суровегина И.Т. Екология. - М .: School-Press, 1996, стр. 106-111.
5. Шилов И.А. Екология. - М.: Висше училище, 2000, стр. 389-393.

Една от основните съвременна екологияе концепцията за екологична ниша. За първи път зоолозите започнаха да говорят за екологичната ниша. През 1914 г. американският зоолог-натуралист Дж. Гринел и през 1927 г. английският еколог К. Елтън използват термина „ниша“, за да определят най-малката единица на разпространение на даден вид, както и мястото на даден организъм в биотична среда, нейното място в хранителните вериги.

Обобщено определение за екологична ниша е следното: това е мястото на даден вид в природата, определено от комбиниран набор от фактори на околната среда. Екологичната ниша включва не само позицията на вида в пространството, но и неговата функционална роля в общността.

- това е набор от фактори на околната среда, в които живее определен вид организъм, неговото място в природата, в рамките на което даден вид може да съществува неограничено дълго време.

Тъй като при определяне на екологична ниша трябва да се вземат предвид голям брой фактори, мястото на вида в природата, описано от тези фактори, е многомерно пространство. Този подход позволи на американския еколог Г. Хътчинсън да даде следната дефиниция на екологична ниша: тя е част от въображаемо многомерно пространство, чиито индивидуални измерения (вектори) съответстват на факторите, необходими за нормалното съществуване на даден вид. В същото време Хътчинсън идентифицира ниша фундаментален, която популацията може да заеме при липса на конкуренция (определя се от физиологичните характеристики на организмите), и нишата реализиран,тези. част от основната ниша, в която даден вид действително се среща в природата и която заема в присъствието на конкуренция с други видове. Ясно е, че реализираната ниша, като правило, винаги е по-малка от фундаменталната.

Някои еколози подчертават, че организмите трябва не само да се срещат в рамките на своята екологична ниша, но и да могат да се възпроизвеждат. Тъй като има видова специфичност към всеки фактор на околната среда, екологичните ниши на видовете са специфични. Всеки вид има своя характерна екологична ниша.

Повечето видове растения и животни могат да съществуват само в специални ниши, в които се поддържат определени физикохимични фактори, температура и хранителни източници. След като започна унищожаването на бамбука в Китай, например, пандата, чиято диета се състои от 99% от това растение, се оказа на ръба на изчезването.

Видовете с общи ниши могат лесно да се адаптират към променящите се условия на околната среда, така че рискът от тяхното изчезване е нисък. Типични представители на видове с общи ниши са мишки, хлебарки, мухи, плъхове и хора.

Законът на G. Gause за конкурентно изключване за екологично подобни видове в светлината на доктрината за екологичната ниша може да се формулира, както следва: две видовете не могат да заемат една и съща екологична ниша.Излизането от конкуренцията се постига чрез различни изисквания към околната среда или, с други думи, чрез разграничаване на екологичните ниши на видовете.

Конкуриращите се видове, които живеят заедно, често „споделят“ наличните ресурси, за да намалят конкуренцията. Типичен пример е разделянето на животни, които са активни през деня и такива, които са активни през нощта. Прилепите(всеки четвърти бозайник в света принадлежи към този подразред на прилепите) споделят въздушното пространство с други ловци на насекоми - птици, използвайки цикъла на деня и нощта. Вярно е, че прилепите имат няколко сравнително слаби конкуренти, като сови и нощници, които също са активни през нощта.

Подобно разделение на екологичните ниши на дневни и нощни „смени“ се наблюдава и при растенията. Някои растения цъфтят през деня (повечето диви видове), други - през нощта (Lyubka bifolia, ухаещ тютюн). В същото време нощните видове също излъчват аромат, който привлича опрашителите.

Екологичните амплитуди на някои видове са много малки. Така в тропическа Африка един вид червей живее под клепачите на хипопотам и се храни изключително със сълзите на това животно. Трудно е да си представим по-тясна екологична ниша.

Концепция за екологична ниша на вида

Положението на вида, което той заема в общата система на биоценозата, включително комплекса от неговите биоценотични връзки и изисквания към абиотични факторисреди се наричат екологична ниша на вида.

Концепцията за екологична ниша се оказа много плодотворна за разбирането на законите на съвместното съществуване между видовете. Понятието „екологична ниша” трябва да се разграничава от понятието „местообитание”. В последния случай имаме предвид тази част от пространството, която се обитава от вида и която има необходимите абиотични условия за неговото съществуване.

Екологичната ниша на даден вид зависи не само от абиотичните условия на околната среда, но и не по-малко от неговата биоценотична среда. Това е характеристика на начина на живот, който даден вид може да води в дадена общност. Екологичните ниши са толкова, колкото са видовете живи организми на Земята.

Правило за конкурентно изключванеможе да се изрази по такъв начин, че два вида да не съществуват едновременно в една и съща екологична ниша. Излизането от конкуренцията се постига поради различията в изискванията към околната среда, промените в начина на живот, което е разграничаването на екологичните ниши на видовете. В този случай те придобиват способността да съществуват съвместно в една и съща биоценоза.

Разделяне на екологичните ниши по съжителстващи видовес частичното им припокриване - един от механизмите за устойчивост на естествените биоценози.Ако някой от видовете рязко намали числеността си или отпадне от общността, други поемат неговата роля.

Екологичните ниши на растенията на пръв поглед са по-малко разнообразни от тези на животните. Те са ясно определени при видове, които се различават по хранене. По време на онтогенезата растенията, подобно на много животни, променят своята екологична ниша. С напредване на възрастта те използват и трансформират околната среда по-интензивно.

Растенията имат припокриващи се екологични ниши. Тя се засилва в определени периоди, когато ресурсите на околната среда са ограничени, но тъй като видовете използват ресурсите индивидуално, избирателно и с различна интензивност, конкуренцията в стабилни фитоценози е отслабена.

Богатството на екологични ниши в една биоценоза се влияе от две групи причини. Първият е условията на околната среда, осигурени от биотопа. Колкото по-мозаичен и разнообразен е биотопът, толкова повече видовемогат да обособят своите екологични ниши в него.

Концепцията за екологична ниша.В една екосистема всеки жив организъм е еволюционно адаптиран (адаптиран) към определени условия на околната среда, т.е. към променящите се абиотични и биотични фактори. Промените в стойностите на тези фактори за всеки организъм са допустими само в определени граници, в които се поддържа нормалното функциониране на организма, т.е. неговата жизнеспособност. Колкото по-голям е диапазонът от промени в параметрите на околната среда, които даден организъм позволява (обикновено издържа), толкова по-висока е устойчивостта на този организъм към промените във факторите на околната среда. Изискванията на даден вид към различни фактори на средата определят ареала на вида и мястото му в екосистемата, т.е. екологичната ниша, която заема.

Екологична ниша– съвкупност от условия на живот в екосистема, наложени от даден вид върху различни фактори на околната среда от гледна точка на нормалното му функциониране в екосистемата. Следователно концепцията за екологична ниша включва предимно ролята или функцията, която даден вид изпълнява в дадена общност. Всеки вид заема свое собствено, уникално място в екосистемата, което се определя от нуждата му от храна и е свързано с функцията за размножаване на вида.

Връзката между понятията ниша и местообитание. Както е показано в предишния раздел, популацията първо се нуждае от подходящ среда на живот, което по своите абиотични (температура, вид на почвата и др.) и биотични (хранителни ресурси, тип растителност и др.) фактори би отговаряло на нейните нужди. Но местообитанието на даден вид не трябва да се бърка с екологична ниша, т.е. функционалната роля на вида в дадена екосистема.

Условия за нормално функциониране на вида.Най-важният биотичен фактор за всеки жив организъм е храната. Известно е, че съставът на храната се определя преди всичко от набора от протеини, въглеводороди, мазнини, както и от наличието на витамини и микроелементи. Свойствата на храните се определят от съдържанието (концентрацията) на отделните съставки. Разбира се, необходимите свойства на храната са различни за различните видове организми. Липсата на каквито и да било съставки, както и излишъкът им, оказват вредно влияние върху жизнеността на организма.

Подобно е положението и с други биотични и абиотични фактори. Следователно можем да говорим за долната и горната граница на всеки фактор на околната среда, в рамките на които е възможно нормалното функциониране на организма. Ако стойността на екологичния фактор стане под долната му граница или над горната граница за даден вид и ако този вид не може бързо да се адаптира към променените условия на околната среда, тогава той е обречен на изчезване и мястото му в екосистемата (екологична ниша) ) ще бъдат заети от друг вид.

2
Въведение.
Тази работа разглежда темата „Екологични ниши“. Екологичната ниша е мястото, заемано от вида (по-точно неговата популация) в общността, комплексът от неговите биоценотични връзки и изисквания към абиотичните фактори на околната среда. Този термин е въведен през 1927 г. от Чарлз Елтън.
Екологичната ниша е сборът от фактори за съществуването на даден вид, основен от които е мястото му в хранителната верига.
Целта на работата е да се идентифицира същността на понятието „екологична ниша“.
Целите на изследването произтичат от заявената цел:
- дават концепцията за екологична ниша;
- анализират характеристиките на екологичните ниши;
- разгледайте екологичните ниши на видовете в съобществата.
Екологична ниша е позицията, заета от даден вид в дадена общност. Взаимодействието на даден вид (популация) с партньори в съобществото, в което той членува, определя мястото му в кръговрата на веществата, обусловено от хранителните и конкурентни отношения в биоценозата. Терминът „екологична ниша” е предложен от американския учен Дж. Гринел (1917 г.). Тълкуването на екологична ниша като позиция на вид с цел хранене на една или няколко биоценози е дадено от английския еколог К. Елтън (1927). Подобна интерпретация на понятието екологична ниша ни позволява да дадем количествено описание на екологичната ниша за всеки вид или за отделните му популации. За да направите това, сравнете изобилието на вида (брой индивиди или биомаса) с
3
индикатори за температура, влажност или друг фактор на околната среда. По този начин е възможно да се идентифицира оптималната зона и границите на допустимите отклонения от типа - максимум и минимум на всеки фактор или набор от фактори. По правило всеки вид заема определена екологична ниша, към която е адаптиран в хода на еволюционното развитие. Мястото, заемано от вид (неговата популация) в пространството (пространствена екологична ниша), по-често се нарича местообитание.
Нека разгледаме по-отблизо екологичните ниши.

1.Екологична ниша
Всеки вид организъм е адаптиран към определени условия на съществуване и не може произволно да променя своето местообитание, диета, време на хранене, място за размножаване, подслон и др. Целият комплекс от връзки с такива фактори определя мястото, което природата е отредила на даден организъм и ролята, която той трябва да играе в общия жизнен процес. Всичко това се събира в концепцията екологична ниша.
1.1.Концепцията за екологична ниша.
Екологичната ниша се разбира като мястото на организма в природата и целия начин на неговата жизнена дейност, жизнения му статус, фиксиран в неговата организация и адаптации.
В различни времена на понятието екологична ниша се приписваше различно значение. Първоначално думата „ниша“ обозначава основната единица на разпространение на даден вид в пространството на една екосистема, продиктувано от структурни и
4
инстинктивни ограничения от този тип. Например катериците живеят по дърветата, лосовете живеят на земята, някои видове птици гнездят на клони, други в хралупи и т.н. Тук понятието екологична ниша се тълкува главно като местообитание или пространствена ниша. По-късно терминът „ниша“ получава значението на „функционалното състояние на даден организъм в дадена общност“. Това се отнася главно за мястото на даден вид в трофичната структура на екосистемата: вид храна, време и място на хранене, кой е хищник за даден организъм и др. Това сега се нарича трофична ниша. Тогава беше показано, че нишата може да се разглежда като вид хиперобем в многоизмерно пространство, изградено на базата на фактори на околната среда. Този хиперобем ограничава обхвата от фактори, в които може да съществува даден вид (хиперизмерна ниша).
Тоест, в съвременното разбиране на екологичната ниша могат да се разграничат най-малко три аспекта: физическото пространство, заемано от даден организъм в природата (местообитание), връзката му с факторите на околната среда и със съседните живи организми (връзки), както и неговата функционална роля в екосистемата. Всички тези аспекти се проявяват чрез структурата на организма, неговите адаптации, инстинкти, жизнени цикли, жизнени „интереси“ и др. Правото на организма да избира своята екологична ниша е ограничено от доста тясна рамка, определена му от раждането. Въпреки това, неговите потомци могат да претендират за други екологични ниши, ако в тях са настъпили подходящи генетични промени.
1.2. Ширина и припокриване на ниши.
Използвайки концепцията за екологична ниша, правилото на Гаузе за конкурентно изключване може да бъде преформулирано по следния начин: два различни вида не могат да заемат една и съща екологична ниша за дълго време или дори да навлязат в една и съща екосистема; един от тях трябва или да умре, или
5
променят и заемат нова екологична ниша. Между другото, вътрешновидовата конкуренция често е значително намалена, именно защото на различни етапи от жизнения цикъл много организми заемат различни екологични ниши. Например поповата лъжица е тревопасно животно, а възрастните жаби, живеещи в едно и също езеро, са хищници. Друг пример: насекоми в стадий на ларви и възрастни.
Голям брой организми от различни видове могат да живеят в една област в една екосистема. Това може да са тясно свързани видове, но всеки от тях трябва да заема своя собствена уникална екологична ниша. В този случай тези видове не влизат в конкурентни отношения и в известен смисъл стават неутрални един към друг. Въпреки това, често екологичните ниши на различни видове могат да се припокриват в поне един аспект, например местообитание или диета. Това води до междувидова конкуренция, която обикновено не е тежка и допринася за ясното очертаване на екологичните ниши. За характеризиране на ниша обикновено се използват две стандартни измервания - ширината на нишата и припокриването на нишата със съседните ниши.
Ширината на нишата се отнася до градиенти или обхват на действие на някакъв фактор от околната среда, но само в рамките на дадено хиперпространство. Ширината на нишата може да се определи от интензивността на осветлението, дължината на трофичната верига и интензивността на действието на всеки абиотичен фактор. Под припокриващи се екологични ниши имаме предвид както припокриване на ширината на нишите, така и припокриващи се хиперобеми.Ширината на екологичната ниша е относителен параметър, който се оценява чрез сравнение с ширината на екологичната ниша на други видове. Еврибионтите обикновено имат по-широки екологични ниши от стенобионтите. Една и съща екологична ниша обаче може да има различна ширина според различните
6
посоки: например чрез пространствено разпределение, хранителни връзки и др.
Припокриването на екологични ниши възниква, когато различни видове използват едни и същи ресурси, когато живеят заедно. Припокриването може да бъде пълно или частично, според един или повече параметри на екологичната ниша.

Ако екологичните ниши на организмите от два вида са много различни един от друг, тогава тези видове, които имат едно и също местообитание, не се конкурират помежду си (фиг. 3).

Ако екологичните ниши се припокрият частично (фиг. 2), тогава съвместното им съжителство ще бъде възможно поради наличието на специфични адаптации във всеки вид.

Ако екологичната ниша на един вид включва екологичната ниша на друг (фиг. 1), тогава възниква интензивна конкуренция; доминиращият конкурент ще измести своя съперник към периферията на фитнес зоната.
Конкуренцията има важни последици за околната среда. В природата индивидите от всеки вид са обект едновременно на междувидова и вътревидова конкуренция. Междувидово по своите последствия
7
е обратното на вътрешновидовото, тъй като стеснява площта на местообитанията и количеството и качеството на необходимите ресурси на околната среда. Вътрешноспецифичната конкуренция допринася за териториалното разпределение на видовете, тоест за разширяването на пространствената екологична ниша. Крайният резултат е съотношението на междувидова и вътревидова конкуренция. Ако междувидовата конкуренция е по-голяма, тогава ареалът на даден вид намалява до зона с оптимални условия и в същото време се увеличава специализацията на вида.

1.3. Диференциация на ниши.
По този начин в екосистемите се прилага закон, подобен на принципа на изключване на Паули в квантовата физика: в дадена квантова система не може да съществува повече от един фермион (частици с полуцяло въртене, като електрони, протони, неутрони и др.) в същото квантово състояние). В екосистемите също има квантуване на екологични ниши, които са склонни да бъдат ясно локализирани по отношение на други екологични ниши. В рамките на дадена екологична ниша, тоест в популацията, която заема тази ниша, диференциацията продължава в по-специфични.
8
ниши, заети от всеки конкретен индивид, което определя статуса на този индивид в живота на дадено население.
Среща ли се подобна диференциация на по-ниските нива на системната йерархия, например на ниво многоклетъчен организъм? Тук също можем да различим различни „типове“ клетки и по-малки „тела“, чиято структура определя функционалното им предназначение в тялото. Някои от тях са неподвижни, техните колонии образуват органи, чиято цел има смисъл само по отношение на организма като цяло. Има и мобилни прости организми, които сякаш живеят свой собствен „личен“ живот, който въпреки това напълно задоволява нуждите на целия многоклетъчен организъм. Например червените кръвни клетки правят само това, което „могат“: свързват кислорода на едно място и на друго място се пуска. Това е тяхната „екологична ниша“. Жизнената дейност на всяка клетка на тялото е устроена така, че докато „живее за себе си“, тя едновременно работи в полза на целия организъм. Такава работа изобщо не ни уморява, както не сме уморени от процеса на хранене или правене на това, което обичаме (ако, разбира се, всичко това е умерено). Клетките са устроени така, че просто не могат да живеят по друг начин, както пчелата не може да живее без да събира нектар и прашец от цветята (вероятно това й носи някакво удоволствие).
По този начин цялата природа „отдолу до горе“ изглежда е проникната от идеята за диференциация, която в екологията се е оформила в концепцията за екологична ниша, която в известен смисъл е аналогична на орган или подсистема на жив организъм. Самите тези „органи“ се формират под въздействието на външната среда, тоест тяхното формиране е подчинено на изискванията на суперсистемата, в нашия случай - биосферата.

9
1.4. Еволюция на нишите.
Известно е, че при сходни условия се формират екосистеми, подобни една на друга, имащи еднакъв набор от екологични ниши, дори ако тези екосистеми са разположени в различни географски области, разделени от непреодолими препятствия. Най-яркият пример в това отношение е живият свят на Австралия, който отдавна се е развивал отделно от останалия земен свят. В австралийските екосистеми могат да бъдат идентифицирани функционални ниши, които са еквивалентни на съответните ниши на екосистеми на други континенти. Тези ниши се оказват заети от онези биологични групи, които присъстват във фауната и флората на дадена територия, но са сходно специализирани за същите функции в екосистемата, които са характерни за дадена екологична ниша. Такива видове организми се наричат ​​екологично еквивалентни. Например, големите кенгура в Австралия са еквивалентни на бизоните и антилопите в Северна Америка (на двата континента тези животни сега са заменени главно от крави и овце). Такива явления в теорията на еволюцията се наричат ​​паралелизъм. Много често паралелизмът е придружен от конвергенция (сближаване) на много морфологични (от гръцката дума morphe - форма) характеристики. И така, въпреки факта, че целият свят беше завладян от плантарни животни, в Австралия по някаква причина почти всички бозайници са торбести, с изключение на няколко вида животни, донесени много по-късно, отколкото най-накрая се оформи живият свят на Австралия. Тук обаче има и торбести къртици, торбести катерици, торбести вълци и др. Всички тези животни са не само функционално, но и морфологично подобни на съответните животни от нашите екосистеми, въпреки че няма връзка между тях. Всичко това свидетелства в полза на наличието на определена „програма” за формиране на екосистеми в тези специфични
10
условия. Цялата материя може да действа като „гени“, които съхраняват тази програма, всяка частица от която холограмно съхранява информация за цялата Вселена. Тази информация се реализира в действителния свят под формата на закони на природата, които допринасят за това, че различни природни елементи могатда се оформят в подредени структури съвсем не по произволен начин, а по единствения възможен начин или поне по няколко възможни начина. Например водна молекула, произведена от един кислороден атом и два водородни атома, има една и съща пространствена форма, независимо дали реакцията е станала тук или в Австралия, въпреки че според изчисленията на Айзък Азимов се реализира само един шанс от 60 милиона. Вероятно нещо подобно се случва и при формирането на екосистеми.
По този начин във всяка екосистема има определен набор от потенциално възможни (виртуални) екологични ниши, строго свързани една с друга, предназначени да осигурят целостта и устойчивостта на екосистемата. Тази виртуална структура е своеобразно „биополе“ на дадена екосистема, съдържащо „еталон“ на нейната действителна (материална) структура. И като цяло дори няма значение каква е природата на това биополе: електромагнитно, информационно, идеално или друго. Важен е самият факт на съществуването му. Във всяка естествено формирана екосистема, която не е претърпяла въздействието на човека, всички екологични ниши са запълнени. Това се нарича правило за задължително запълване на екологични ниши. Неговият механизъм се основава на свойството на живота да запълва плътно цялото пространство, което му е налично (в този случай пространството се разбира като хиперобем от фактори на околната среда). Едно от основните условия, осигуряващи изпълнението на това правило, е наличието на достатъчно видово разнообразие. Броят на екологичните ниши и тяхната взаимовръзка е подчинено на една единствена цел
11
функциониране на екосистемата като единно цяло, притежаващо механизми на хомеостаза (стабилност), свързване и освобождаване на енергия и циркулация на веществата. Всъщност подсистемите на всеки жив организъм са насочени към едни и същи цели, което още веднъж показва необходимостта от преразглеждане на традиционното разбиране на термина „живо същество“. Както един жив организъм не може да съществува нормално без един или друг орган, така и една екосистема не може да бъде устойчива, ако не са запълнени всички нейни екологични ниши.
2. Аспекти на екологичната ниша.

декологична ниша е понятие, според Ю. Одум , по-вместим. Екологичната ниша, както показва английският учен К. Елтън (1927), включва не само физическото пространство, заемано от даден организъм, но и функционалната роля на организма в общността. Елтън разграничи нишите като позицията на даден вид в зависимост от други видове в общността. Идеята на Чарлз Елтън, че нишата не е синоним на местообитание, стана широко приета и разпространена. Един организъм е много важен за неговото трофично положение, начин на живот, връзки с други организми и др. и позицията му спрямо градиентите на външни фактори като условия на живот (температура, влажност, pH, състав и вид на почвата и др.).
Удобно е да се обозначат тези три аспекта на екологичната ниша (пространство, функционална роля на организма, външни фактори) като пространствена ниша (ниша на място), трофична ниша (функционална ниша), в разбирането на гл многоизмерна ниша (вземат се предвид целият обем и набор от биотични и абиотични характеристики, хиперобем). Екологичната ниша на даден организъм зависи не само от това къде живее, но включва и общия размер на неговите изисквания към околната среда.
12
Тялото не само изпитва въздействието на факторите на околната среда, но и предявява свои собствени изисквания към тях.

3. Съвременна концепция за екологична ниша.

Той се формира на базата на модела, предложен от Дж. Хътчинсън (1957). Според този модел екологичната ниша е част от въображаемо многомерно пространство (хиперобем), чиито индивидуални измерения съответстват на факторите, необходими за нормалното съществуване и възпроизводство на организма. Нишата на Хътчинсън, която ще наречем многоизмерна (хиперизмерна), може да бъде описана с помощта на количествени характеристики и оперирана с помощта на математически изчисления и модели. R. Whittaker (1980) определя екологичната ниша като позицията на даден вид в съобщество, което предполага, че съобществото вече е свързано с определен биотоп, т.е. с определен набор от физични и химични параметри. Следователно, екологична ниша е термин, използван за обозначаване на специализацията на популацията на даден вид в общността.
Групи от видове в една биоценоза, които имат подобни функции и ниши с еднакъв размер, се наричат ​​гилдии. Видове, които заемат подобни ниши в различни географски области, се наричат ​​екологични еквиваленти.

4. Индивидуалност и уникалност на екологичните ниши.

Без значение колко близки са организмите (или видовете като цяло) в местообитанието, колкото и близки да са техните функционални характеристики в биоценозите, те никога няма да заемат една и съща екологична ниша. Така броят на екологичните ниши на нашата планета е безброй.
13
Можете образно да си представите човешка популация, всички индивиди от която имат само своя собствена уникална ниша. Невъзможно е да си представим двама абсолютно еднакви хора, които имат абсолютно еднакви морфофизиологични и функционални характеристики, включително психически, отношение към себеподобните, абсолютна потребност от вида и качеството на храната, сексуални отношения, норми на поведение и др. Но отделни ниши различни хорамогат да се припокриват в определени параметри на околната среда. Например студентите могат да бъдат свързани помежду си от един университет, конкретни преподаватели и в същото време да се различават по социално поведение, избор на храна, биологична активност и т.н.

5. Видове екологични ниши.

Има два основни вида екологични ниши. Първо, това
фундаментална (формална) ниша – най-голямата „абстрактно населена“
хиперобем”, където действието на факторите на околната среда без влиянието на конкуренцията осигурява максимално изобилие и функциониране на вида. Видът обаче претърпява постоянни промени във факторите на околната среда в своя ареал. Освен това, както вече знаем, увеличаването на действието на един фактор може да промени връзката на един вид с друг фактор (последствие от закона на Либих) и неговият обхват може да се промени. Действието на два фактора едновременно може да промени отношението на даден вид към всеки от тях конкретно. Биотичните ограничения (хищничество, конкуренция) винаги действат в рамките на екологичните ниши. Всички тези действия водят до факта, че видът всъщност заема екологично пространство, което е много по-малко от хиперпространството на фундаменталната ниша. В случая говорим за реализирана ниша, т.е. истинска ниша.

14
6. Пространство за ниша.

Екологичните ниши на видовете са повече от връзката на вида с който и да е градиент на околната среда. Много характеристики или оси на многомерното пространство (хиперобем) са много трудни за измерване или не могат да бъдат изразени чрез линейни вектори (например поведение, пристрастяване и т.н.). Следователно е необходимо, както правилно отбеляза R. Whittaker (1980), да се премине от концепцията за оста на нишата (помнете ширината на нишата според всеки един или няколко параметъра) към концепцията за нейното многомерно определение, което ще разкрие природата на взаимоотношенията на видовете с пълния им набор от адаптивни взаимоотношения.
Ако една ниша е „място“ или „позиция“ на даден вид в дадена общност според концепцията на Елтън, тогава тя има правото да й даде някои измервания. Според Хътчинсън една ниша може да бъде определена от редица променливи на околната среда в общността, към които даден вид трябва да бъде адаптиран. Тези променливи включват както биологични показатели (например размер на храната), така и небиологични показатели (климатични, орографски, хидрографски и др.). Тези променливи могат да служат като оси, по които се пресъздава многоизмерно пространство, което се нарича екологично пространство или пространство на ниша. Всеки вид може да се адаптира или да бъде толерантен към определен диапазон от стойности на всяка променлива. Горната и долната граница на всички тези променливи очертават екологичното пространство, което даден вид е способен да заема. Това е фундаменталната ниша в разбирането на Хътчинсън. В опростена форма това може да се разглежда като "n-странна кутия" със страни, съответстващи на границите на стабилност
изглед по осите на нишата. Чрез прилагане на многоизмерен подход към пространството на общностна ниша, можем да разберем позицията на видовете в пространството, естеството на реакцията на видовете към влиянието на повече от една променлива, относителната
15
размери на нишите.
Заключение.

18
Библиография:

Chernova N.M., Bylova A.M. Екология. - М.: Образование, 1988.
Бродски А.К. Кратък курсобща екология, Учебник за ВУЗ - Санкт Петербург: "Декан", 2000. - 224 с.
и т.н.................