Funkcjonalne rozumienie niszy ekologicznej

Notatka 1

Teoria niszy ekologicznej służy jako podstawa dla wielu obszarów badań ekologicznych i ewolucyjno-ekologicznych, zwłaszcza dotyczących powiązań biotycznych organizmów.

Koncepcja niszy stosunkowo niedawno zyskała nowoczesną formę. Podobno R. Johnson jako pierwszy użył tego określenia już na samym początku XX wieku. Dzięki pracom ekologów w pierwszej połowie ubiegłego wieku niszę ekologiczną zaczęto utożsamiać z pozycją organizmów w zbiorowisku. Od połowy ubiegłego wieku koncepcja niszy zyskała centralne znaczenie w ewolucyjnych badaniach ekologicznych.

Uwaga 2

Jedną z pierwszych opracowanych koncepcji niszy była koncepcja E. Grinnella, w związku z którą zwykle uważa się, że pojęcie niszy w dużej mierze utożsamiano z koncepcją siedliska.

Jednak w rzeczywistości Grinnell rozumiał niszę jako wzajemnie powiązany zestaw adaptacji organizmów do warunków życia w określonym siedlisku.

Wśród tych adaptacji dał pierwszeństwo adaptacjom troficznym, tj. skład pożywienia i sposób żerowania, a zachowanie żywieniowe uznawano za wiodącą cechę adaptacyjną, która wpływa na wybór substratów pokarmowych lub mikrosiedlisk przez zwierzęta, co w konsekwencji determinuje preferencje biotopowe oraz zasięg gatunków, ich morfologię i skład żywności.

Tym samym E. Grinnell rozumiał niszę jako właściwość gatunku, a nie jego otoczenia, jako historycznie zdeterminowaną pozycję gatunku w ekosystemach, która wyraża się w nabywaniu określonej specjalizacji pokarmowej, relacji przestrzennych, tj. we wszystkich formach aktywności życiowej.

Podobną koncepcję opracował Charles Elton, który wykorzystał koncepcję niszy do określenia położenia i powiązań międzygatunkowych organizmów żywych w zbiorowisku. Zatem u zarania powstawania koncepcji niszy obejmowała ona głównie aspekt funkcjonalny.

Badanie indywidualnych parametrów niszowych

Od połowy XX wieku zainteresowanie ekologów przesunęło się w stronę badania poszczególnych parametrów niszowych. Badania te opierały się na koncepcji wielowymiarowej niszy ekologicznej Hutchinsona. Zgodnie z tą koncepcją niszę można zdefiniować jako sumę całkowitej różnorodności zasobów wymaganych dla populacji gatunku.

Hutchinson porównał niszę do wielowymiarowej przestrzeni, czyli hiperobjętości, w której panujące warunki umożliwiają organizmowi życie w nieskończoność. Linia gradientu każdego czynnika reprezentuje pewien wymiar przestrzeni. Hutchinson nazwał całkowity zbiór wartości wszystkich czynników, w ramach których dany organizm może istnieć podstawowa nisza. Taka nisza to największa abstrakcyjna hiperobjętość, przy braku ograniczeń wynikających z konkurencji z innymi gatunkami i przy optymalnym środowisku abiotycznym. Rzeczywisty zakres warunków, w jakich organizm faktycznie istnieje, mniejszy lub równy niszy podstawowej, nazywany jest niszą zrealizowaną.

Uwaga 3

Za pomocą wskaźników ilościowych można opisać wielowymiarową niszę i przeprowadzić za jej pomocą obliczenia matematyczne. Obejmowało zarówno właściwości samych organizmów, jak i cechy ich relacji w zbiorowisku, więc charakterystyka niszy gatunku okazała się bardzo zmienna.

Oprócz obecności wolnych nisz, które pod pewnymi warunkami mogą być zajmowane przez gatunki najlepiej do tego przystosowane, Hutchinson zwrócił uwagę na możliwość zmiany konfiguracji nisz i podzielenia niegdyś pojedynczych nisz na kilka w procesie specjacji.

O dalszym rozwoju tej koncepcji zdecydowały prace R. MacArthura, jego zwolenników i współpracowników. W badaniach tych opracowano sformalizowane metody badania stopnia nakładania się i szerokości niszy. poszczególne gatunki. Następnie wielu badaczy zaczęło wskazywać na taką potrzebę zróżnicowane podejście do badania różnych aspektów niszy.

Stopniowo zaczęto nazywać najważniejsze parametry niszowe:

• siedlisko,
• skład żywności,
• czas.

Na początku XXI wieku do głównych wskaźników niszy ekologicznej zaczęto dodawać zachowania żywieniowe. Na podstawie analiza porównawcza główne wskaźniki niszy doszły do ​​wniosku o ich hierarchicznych powiązaniach.

Dalsze badania w tym kierunku przyczyniły się do powstania koncepcji jednowymiarowej hierarchicznej niszy ekologicznej.

Podstawą do jego powstania były idee Grinnella, który przyjął wiodącą rolę zachowań żywieniowych w segregacji ekologicznej blisko spokrewnionych gatunków i hierarchicznej strukturze ich nisz.

W tej koncepcji nisza rozumiana jest jako integralna jednostka funkcjonalna. Definiuje się go jako system, którego wyłaniające się właściwości wynikają ze specyficznej funkcji każdego gatunku w ekosystemie i są wyraźnie wyrażone w specyficznym dla gatunku sposobie zachowania żywieniowego gatunku. Aby to zrobić, organizmy rozwijają specjalne cechy adaptacyjne związane z ekologią, morfologią, fizjologią, genetyką itp.

Zachowania żywieniowe są stabilne i najbardziej stereotypowe wśród wskaźników gatunku, determinują wybór przez zwierzęta charakterystycznych mikrosiedlisk, co dodatkowo determinuje ich biotopowe i geograficzne rozmieszczenie, wpływa na skład paszy, cechy organizacji społecznej itp. W tym przypadku sama okazuje się cechą systemową, która determinuje rozwój wszystkich pozostałych cech danego gatunku, jest ich integralnym wyrazem i całościowo odzwierciedla specyfikę niszy gatunku.

Nisza ekologiczna

1. Koncepcja” nisza ekologiczna»

2. Nisza ekologiczna i ekosystemy

Wniosek

Literatura

1. Pojęcie „niszy ekologicznej”

Nisza ekologiczna , miejsce zajmowane przez gatunek (a dokładniej jego populację) w zbiorowisku (biocenoza). Wzajemne oddziaływanie danego gatunku (populacji) z partnerami w społeczności, której jest członkiem, determinuje jego miejsce w obiegu substancji wyznaczanym przez pożywienie i stosunki konkurencyjne w biocenozie. Termin „nisza ekologiczna” zaproponował amerykański naukowiec J. Grinell (1917). Interpretację niszy ekologicznej jako pozycji gatunku w łańcuchach pokarmowych jednej lub kilku biocenoz podał angielski ekolog C. Elton (1927). Taka interpretacja pojęcia niszy ekologicznej pozwala na ilościowy opis niszy ekologicznej dla każdego gatunku lub dla jego poszczególnych populacji. W tym celu liczebność gatunku (liczba osobników lub biomasa) porównuje się w układzie współrzędnych ze wskaźnikami temperatury, wilgotności lub innego czynnika środowiskowego. W ten sposób można określić optymalną strefę oraz granice odchyleń tolerowanych przez typ – maksimum i minimum każdego współczynnika lub zbioru czynników. Z reguły każdy gatunek zajmuje pewną niszę ekologiczną, do której jest przystosowany w trakcie rozwoju ewolucyjnego. Miejsce zajmowane przez gatunek (jego populację) w przestrzeni (przestrzenna nisza ekologiczna) częściej nazywane jest siedliskiem.

Nisza ekologiczna - czasoprzestrzenna pozycja organizmu w ekosystemie (gdzie, kiedy i co żeruje, gdzie zakłada gniazdo itp.)

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zwierzęta muszą ze sobą konkurować o pożywienie i schronienie. Jednak zdarza się to rzadko, ponieważ zajmują różne nisze ekologiczne. Przykład: dzięcioły wydobywają larwy spod kory za pomocą ziarna wróbla. Zarówno muchołówki, jak i nietoperze łapią muszki, ale inny czas- dzień i noc. Żyrafa zjada liście z koron drzew i nie stanowi konkurencji dla innych roślinożerców.

Każdy gatunek zwierząt ma swoją niszę, co minimalizuje konkurencję z innymi gatunkami. Dlatego w zrównoważonym ekosystemie obecność jednego gatunku zwykle nie zagraża innemu.

Dostosowanie do różnych nisz wiąże się z działaniem prawa czynnika ograniczającego. Próbując wykorzystać zasoby spoza swojej niszy, zwierzę naraża się na stres, tj. wraz ze wzrostem oporu ośrodka. Innymi słowy, we własnej niszy konkurencyjność jest duża, ale poza nią znacznie słabnie lub całkowicie zanika.

Adaptacja zwierząt do określonych nisz trwała miliony lat i przebiegała inaczej w każdym ekosystemie. Gatunki wprowadzone z innych ekosystemów mogą spowodować wyginięcie lokalnych właśnie w wyniku udanej rywalizacji o ich nisze.

1. Szpaki sprowadzone do Ameryki Północnej z Europy, ze względu na swoje agresywne zachowanie terytorialne, wyparły miejscowe „niebieskie” ptaki.

2. Zdziczałe osły zatruły ekosystemy pustynne, wypierając owce gruborogie.

3. W 1859 roku sprowadzono do Australii z Anglii króliki na polowania sportowe. Warunki naturalne okazały się dla nich sprzyjające, a lokalne drapieżniki nie były groźne. W rezultacie

4. Rolnicy szukają metod zwalczania chwastu, którego wcześniej nie spotykano w Dolinie Nilu. Niska roślina o dużych liściach i potężnych korzeniach od kilku lat atakuje uprawne ziemie Egiptu. Lokalni agronomowie uważają go za niezwykle aktywnego szkodnika. Okazuje się, że roślina ta znana jest w Europie pod nazwą „chrzan wiejski”. Prawdopodobnie sprowadzili go rosyjscy specjaliści budujący zakład metalurgiczny.

Pojęcie niszy ekologicznej dotyczy także roślin. Podobnie jak zwierzęta, ich konkurencyjność jest wysoka tylko w określonych warunkach.

Przykład: Platany rosną wzdłuż brzegów rzek i na terenach zalewowych, a dęby rosną na zboczach. Jawor jest przystosowany do gleby podmokłej. Nasiona jaworu rozprzestrzeniają się w górę zbocza i gatunek ten może tam rosnąć w przypadku braku dębów. Podobnie, gdy żołędzie wpadną do równiny zalewowej, giną z powodu nadmiaru wilgoci i nie są w stanie konkurować z platanami.

Nisza ekologiczna człowieka - skład powietrza, wody, pożywienia, warunki klimatyczne, poziom promieniowania elektromagnetycznego, ultrafioletu, promieniowanie radioaktywne itp.

2. Nisza ekologiczna i ekosystemy

W różnym czasie pojęciu niszy ekologicznej przypisywano różne znaczenia. Początkowo słowo „nisza” oznaczało podstawową jednostkę rozmieszczenia gatunku w przestrzeni ekosystemu, podyktowaną ograniczeniami strukturalnymi i instynktownymi danego gatunku. Na przykład wiewiórki żyją na drzewach, łosie na ziemi, niektóre gatunki ptaków gniazdują na gałęziach, inne w zagłębieniach itp. Tutaj pojęcie niszy ekologicznej jest interpretowane głównie jako siedlisko, czyli nisza przestrzenna. Później terminowi „nisza” nadano znaczenie „stanu funkcjonalnego organizmu w społeczności”. Dotyczyło to głównie miejsca danego gatunku w strukturze troficznej ekosystemu: rodzaju pożywienia, czasu i miejsca żerowania, kto jest drapieżnikiem dla danego organizmu itp. Nazywa się to obecnie niszą troficzną. Następnie wykazano, że niszę można uznać za swego rodzaju hiperobjętość w wielowymiarowej przestrzeni budowanej w oparciu o czynniki środowiskowe. Ta hiperobjętość ograniczała zakres czynników, w których dany gatunek mógłby istnieć (nisza hiperwymiarowa).

Oznacza to, że we współczesnym rozumieniu niszy ekologicznej można wyróżnić co najmniej trzy aspekty: przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm w przyrodzie (siedlisko), jej związek z czynnikami środowiskowymi i sąsiadującymi organizmami żywymi (połączenia), a także jego funkcjonalną rolę w ekosystemie. Wszystkie te aspekty przejawiają się w budowie organizmu, jego adaptacjach, instynktach, cyklach życiowych, „zainteresowaniach” życiowych itp. Prawo organizmu do wyboru swojej niszy ekologicznej ograniczają dość wąskie ramy przypisane mu od urodzenia. Jednak jego potomkowie mogą zająć inne nisze ekologiczne, jeśli zajdą w nich odpowiednie zmiany genetyczne.

Wykorzystując koncepcję niszy ekologicznej, regułę Gause'a o wykluczeniu konkurencyjnym można przeformułować w następujący sposób: dwa różne gatunki nie mogą długi czas zajmują tę samą niszę ekologiczną, a nawet są częścią tego samego ekosystemu; jeden z nich musi albo umrzeć, albo zmienić się i zająć nową niszę ekologiczną. Nawiasem mówiąc, konkurencja wewnątrzgatunkowa jest często znacznie zmniejszona właśnie dlatego, że na różnych etapach cyklu życiowego wiele organizmów zajmuje różne nisze ekologiczne. Na przykład kijanka jest roślinożercą, a dorosłe żaby żyjące w tym samym stawie są drapieżnikami. Inny przykład: owady w stadium larwalnym i dorosłym.

Może żyć na jednym terytorium w ekosystemie duża liczba organizmy różne rodzaje. Mogą to być gatunki blisko spokrewnione, jednak każdy z nich musi zajmować własną, unikalną niszę ekologiczną. W tym przypadku gatunki te nie wchodzą w relacje konkurencyjne i w pewnym sensie stają się wobec siebie neutralne. Jednak często nisze ekologiczne różnych gatunków mogą pokrywać się co najmniej w jednym aspekcie, na przykład siedlisku lub diecie. Prowadzi to do konkurencji międzygatunkowej, która zwykle nie jest ostra i przyczynia się do wyraźnego wytyczenia nisz ekologicznych.

Zatem w ekosystemach realizowane jest prawo podobne do zasady wykluczenia Pauliego w fizyce kwantowej: w danym układzie kwantowym nie może istnieć więcej niż jeden fermion (cząstki o spinie półcałkowitym, takie jak elektrony, protony, neutrony itp.) w tym samym stanie kwantowym. ). W ekosystemach następuje również kwantyzacja nisz ekologicznych, które są zwykle wyraźnie zlokalizowane w stosunku do innych nisz ekologicznych. W obrębie danej niszy ekologicznej, czyli w obrębie populacji zamieszkującej tę niszę, zróżnicowanie przebiega dalej w kierunku bardziej szczegółowych nisz, które zajmują każdy konkretny osobnik, co determinuje status tego osobnika w życiu tej populacji.

Czy podobne zróżnicowanie występuje na więcej niskie poziomy hierarchia systemów, na przykład, na poziomie organizmu wielokomórkowego? Tutaj także możemy rozróżnić różne „typy” komórek i mniejsze „ciała”, których budowa determinuje ich budowę cel funkcjonalny wewnątrz ciała. Niektóre z nich są nieruchome, ich kolonie tworzą narządy, których przeznaczenie ma sens tylko w odniesieniu do organizmu jako całości. Istnieją również mobilne organizmy proste, które zdają się żyć własnym „osobistym” życiem, które jednak w pełni zaspokaja potrzeby całego organizmu wielokomórkowego. Na przykład czerwone krwinki robią tylko to, co „mogą” zrobić: wiążą tlen w jednym miejscu i uwalniają go w innym. To jest ich „nisza ekologiczna”. Aktywność życiowa każdej komórki organizmu jest tak skonstruowana, że ​​„żyjąc dla siebie”, jednocześnie działa na korzyść całego organizmu. Taka praca wcale nas nie męczy, tak jak nie męczy nas proces jedzenia, czy robienia tego, co kochamy (o ile oczywiście wszystko to z umiarem). Komórki są tak zaprojektowane, że po prostu nie mogą żyć inaczej, tak jak pszczoła nie może żyć bez zbierania nektaru i pyłku z kwiatów (zapewne sprawia jej to jakąś przyjemność).

Tym samym cała przyroda „od dołu do góry” zdaje się przesiąknięta ideą zróżnicowania, która w ekologii uformowała się w koncepcji niszy ekologicznej, która w pewnym sensie jest analogiczna do narządu czy podsystemu żywy organizm. Same te „organy” powstają pod wpływem otoczenie zewnętrzne, czyli ich powstawanie podlega wymaganiom nadsystemu, w naszym przypadku - biosfery.

Wiadomo, że w podobnych warunkach tworzą się ekosystemy podobne do siebie, posiadające ten sam zestaw nisz ekologicznych, nawet jeśli ekosystemy te są zlokalizowane na różnych obszarach geograficznych, oddzielonych przeszkodami nie do pokonania. Najbardziej uderzającym przykładem w tym względzie jest żywy świat Australii, przez długi czas rozwijał się oddzielnie od reszty świata lądowego. W ekosystemach australijskich można zidentyfikować nisze funkcjonalne, które są równoważne odpowiednim niszom ekosystemów na innych kontynentach. Nisze te okazują się być zajęte przez te grupy biologiczne, które występują w faunie i florze danego obszaru, ale w podobny sposób wyspecjalizowane są w tych samych funkcjach w ekosystemie, które są charakterystyczne dla danej niszy ekologicznej. Tego typu organizmy nazywane są ekologicznie równoważnymi. Na przykład duże kangury Australii są odpowiednikiem żubrów i antylop Ameryki Północnej (na obu kontynentach zwierzęta te są obecnie zastępowane głównie przez krowy i owce).

Takie zjawiska w teorii ewolucji nazywane są paralelizmem. Bardzo często równoległości towarzyszy zbieżność (zbieżność) wielu cech morfologicznych (od greckiego słowa morphe - forma). Tak więc, pomimo tego, że zwierzęta podeszwowe podbiły cały świat, z jakiegoś powodu w Australii prawie wszystkie ssaki są torbaczami, z wyjątkiem kilku gatunków zwierząt sprowadzonych znacznie później, niż ostatecznie ukształtował się żywy świat Australii. Jednak są tu także krety torbacze, wiewiórki torbacze, wilki torbacze itp. Wszystkie te zwierzęta są nie tylko funkcjonalnie, ale także morfologicznie podobne do odpowiednich zwierząt naszych ekosystemów, chociaż nie ma między nimi żadnego związku.

Wszystko to wskazuje na obecność pewnego „programu” tworzenia ekosystemów w tych specyficznych warunkach. Cała materia może działać jako „geny” przechowujące ten program, a każda cząsteczka holograficznie przechowuje informacje o całym Wszechświecie. Informacja ta urzeczywistnia się w świecie rzeczywistym w postaci praw natury, które przyczyniają się do tego, że różne elementy przyrody mogą układać się w uporządkowane struktury wcale nie w sposób dowolny, ale w jedyny możliwy sposób lub przynajmniej w sposób kilka sposobów. możliwe sposoby. Przykładowo cząsteczka wody wytworzona z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru ma ten sam kształt przestrzenny, niezależnie od tego, czy reakcja miała miejsce tutaj, czy w Australii, chociaż według obliczeń Isaaca Asimova realizowana jest tylko jedna szansa na 60 milionów. Prawdopodobnie coś podobnego dzieje się w przypadku powstawania ekosystemów.

Zatem w każdym ekosystemie istnieje pewien zestaw potencjalnie możliwych (wirtualnych) nisz ekologicznych, ściśle ze sobą powiązanych, zaprojektowanych w celu zapewnienia integralności i trwałości ekosystemu. Ta wirtualna struktura jest rodzajem „biopola” danego ekosystemu, zawierającego „wzorzec” jego rzeczywistej (materialnej) struktury. W zasadzie nie ma nawet znaczenia, jaka jest natura tego biopola: elektromagnetyczna, informacyjna, idealna czy inna. Istotny jest sam fakt jego istnienia.

W każdym naturalnie utworzonym ekosystemie, który nie doświadczył wpływu człowieka, wszystkie nisze ekologiczne są wypełnione. Nazywa się to zasadą obowiązkowego wypełniania nisz ekologicznych. Jego mechanizm opiera się na właściwości życia polegającego na gęstym wypełnianiu całej dostępnej mu przestrzeni (w tym przypadku przestrzeń rozumiana jest jako hiperobjętość czynników środowiskowych). Jednym z głównych warunków zapewniających realizację tej zasady jest obecność wystarczającej różnorodności gatunkowej.

Liczba nisz ekologicznych i ich wzajemne powiązania podporządkowane są jednemu celowi, jakim jest funkcjonowanie ekosystemu jako jednej całości, która posiada mechanizmy homeostazy (stabilności), wiązania i uwalniania energii oraz obiegu substancji. Tak naprawdę podsystemy każdego żywego organizmu skupiają się na tych samych celach, co po raz kolejny wskazuje na potrzebę rewizji tradycyjnego rozumienia terminu „istota żywa”. Tak jak żywy organizm nie może normalnie istnieć bez tego czy innego organu, tak ekosystem nie może być zrównoważony, jeśli wszystkie jego nisze ekologiczne nie zostaną wypełnione. Dlatego też podana powyżej ogólnie przyjęta definicja niszy ekologicznej najwyraźniej nie jest do końca poprawna. Wynika to ze stanu życiowego konkretnego organizmu (podejście redukcjonistyczne), natomiast potrzeby ekosystemu w realizacji jego żywotności ważne funkcje(podejście holistyczne). Określone typy organizmów mogą wypełnić daną niszę ekologiczną tylko wtedy, gdy odpowiada to ich statusowi życiowemu. Innymi słowy, status życia jest jedynie „prośbą” o niszę ekologiczną, ale jeszcze nie niszę samą w sobie. Zatem przez niszę ekologiczną należy najwyraźniej rozumieć jednostkę strukturalną ekosystemu, charakteryzującą się pewną funkcją niezbędną do zapewnienia żywotności ekosystemu i która w tym celu musi koniecznie zostać wypełniona organizmami o odpowiedniej specjalizacji morfologicznej.

Wniosek

Pozycja populacji w ekosystemie może być różna: od całkowitej dominacji (sosna zwyczajna w lesie sosnowym) po całkowitą zależność i podporządkowanie (światłolubne trawy pod okapem lasu). Jednocześnie z jednej strony stara się jak najpełniej realizować swoje procesy życiowe we własnym interesie, a z drugiej strony automatycznie zapewnia aktywność życiową innym populacjom tej samej biocenozy, będąc składnikiem łańcucha pokarmowego, a także poprzez powiązania tematyczne, adaptacyjne i inne.

Te. każda populacja, jako pełny przedstawiciel gatunku w ekosystemie, ma w nim swoje miejsce. Amerykański ekolog R. McIntosh nazwał to niszą ekologiczną.

Główne składniki nisz ekologicznych:

1. Specyficzne siedlisko (właściwości fizykochemiczne ekotopu i warunki klimatyczne);

2. Rola biocenotyczna (producent, konsument lub niszczyciel materii organicznej);

3. Pozycja w obrębie własnego poziomu troficznego (dominacja, współdominacja, podporządkowanie itp.);

4. Umieść w łańcuchu pokarmowym;

5. Miejsce w systemie stosunków biotycznych.

Inaczej mówiąc, nisza ekologiczna to sfera aktywności życiowej gatunku w ekosystemie. Ponieważ gatunek jest reprezentowany w ekosystemie przez jedną populację, oczywiste jest, że to populacja zajmuje w nim określoną niszę ekologiczną. Gatunek w zasadzie zajmuje swoją niszę ekologiczną w globalnym ekosystemie - biosferze. Bardziej złożone pytanie dotyczy tego, czy jednostka ma swoją własną niszę ekologiczną. Nisza nie tylko jako wycinek terytorium ekotopowego, ale także jako swego rodzaju własna i wyjątkowa rola, zdeterminowana zdolnością do walki o byt. W wielu przypadkach takiej roli nie da się określić ani praktycznie, ani teoretycznie. Na przykład komar w chmurze komarów lub roślina pszenicy dowolnej odmiany w agrocenozie nie różnią się od siebie żadnymi istotnymi parametrami. W innych przypadkach obecność własnej niszy ekologicznej jest oczywista: przywódca w stadzie wilków, królowa pszczół w ulu pszczół itp. Oczywiście im bardziej zróżnicowana lub społeczna jest społeczność (populacja), tym wyraźniej pojawiają się oznaki nisz ekologicznych każdego osobnika. Najwyraźniej różnicują się i zarysowują we wspólnotach ludzkich: prezydent państwa, szef firmy, gwiazda popu itp. i tak dalej.

Tak więc w ekologii ogólnej nisze ekologiczne są uważane za rzeczywistość dla takich taksonów, jak gatunek (podgatunek, odmiana) i populacja, a także dla poszczególnych zbiorowisk heterogenicznych - i dla jednostki. W społecznościach homogenicznych, biorąc pod uwagę miejsce i rolę poszczególnych jednostek, całkiem możliwe jest użycie terminu mikronisza.

Literatura

1. Radkiewicz V.A. Ekologia - Mn.: Vysh.shk., 1997, s. 107-108.
2. Solbrig O., Solbrig D. Biologia i ewolucja populacji. - M.: Mir, 1982.
3. Mirkin B.M. Czym są zbiorowiska roślinne? - M.: Nauka, 1986, s. 38-53.
4. Mamedov N.M., Surovegina I.T. Ekologia. - M.: School-Press, 1996, s. 106-111.
5. Shilov I.A. Ekologia. - M.: Szkoła wyższa, 2000, s. 389-393.

Jeden z głównych nowoczesna ekologia to koncepcja niszy ekologicznej. Po raz pierwszy zoologowie zaczęli mówić o niszy ekologicznej. W 1914 roku amerykański zoolog-przyrodnik J. Grinnell, a w 1927 angielski ekolog C. Elton, użyli terminu „nisza” na określenie najmniejszej jednostki rozmieszczenia gatunku, a także miejsca danego organizmu w środowisku. środowisko biotyczne, jego pozycja w łańcuchach pokarmowych.

Uogólniona definicja niszy ekologicznej jest następująca: jest to miejsce gatunku w przyrodzie, określone przez połączony zestaw czynników środowiskowych. Nisza ekologiczna obejmuje nie tylko położenie gatunku w przestrzeni, ale także jego funkcjonalną rolę w zbiorowisku.

- jest to zespół czynników środowiskowych, w obrębie których żyje dany gatunek organizmu, jego miejsce w przyrodzie, w obrębie którego dany gatunek może egzystować w nieskończoność.

Ponieważ przy ustalaniu niszy ekologicznej należy brać pod uwagę dużą liczbę czynników, miejsce gatunku w przyrodzie opisywane przez te czynniki jest przestrzenią wielowymiarową. Podejście to pozwoliło amerykańskiemu ekologowi G. Hutchinsonowi podać następującą definicję niszy ekologicznej: jest to część wyimaginowanej przestrzeni wielowymiarowej, której poszczególne wymiary (wektory) odpowiadają czynnikom niezbędnym do normalnego istnienia gatunku. Jednocześnie Hutchinson zidentyfikował niszę fundamentalny, które populacja może zajmować przy braku konkurencji (decyduje o tym fizjologiczna charakterystyka organizmów) oraz nisza wdrożony, te. część podstawowej niszy, w której dany gatunek faktycznie występuje w przyrodzie i którą zajmuje w obliczu konkurencji z innymi gatunkami. Oczywiste jest, że zrealizowana nisza z reguły jest zawsze mniejsza niż podstawowa.

Niektórzy ekolodzy podkreślają, że organizmy muszą nie tylko występować w swojej niszy ekologicznej, ale także posiadać zdolność do rozmnażania się. Ponieważ każdy czynnik środowiskowy ma swoją specyfikę gatunkową, nisze ekologiczne gatunków są specyficzne. Każdy gatunek ma swoją charakterystyczną niszę ekologiczną.

Większość gatunków roślin i zwierząt może istnieć tylko w specjalnych niszach, w których utrzymywane są określone czynniki fizykochemiczne, temperatura i źródła pożywienia. Na przykład po rozpoczęciu niszczenia bambusa w Chinach panda, której dieta składa się w 99% z tej rośliny, znalazła się na skraju wyginięcia.

Gatunki posiadające wspólne nisze łatwo przystosowują się do zmieniających się warunków środowiskowych, dlatego ryzyko ich wyginięcia jest niskie. Typowymi przedstawicielami gatunków o wspólnych niszach są myszy, karaluchy, muchy, szczury i ludzie.

Prawo wykluczenia konkurencyjnego G. Gause’a dla gatunków podobnych ekologicznie w świetle doktryny niszy ekologicznej można sformułować następująco: dwa gatunki nie mogą zajmować tej samej niszy ekologicznej. Wyjście z konkurencji następuje poprzez rozbieżne wymagania wobec środowiska, czyli innymi słowy poprzez wytyczenie nisz ekologicznych gatunków.

Konkurujące gatunki, które żyją razem, często „dzielą się” dostępnymi zasobami, aby ograniczyć konkurencję. Typowym przykładem jest podział na zwierzęta aktywne w dzień i te aktywne nocą. Nietoperze(co czwarty ssak na świecie należy do tego podrzędu nietoperzy) dzielą przestrzeń powietrzną z innymi łowcami owadów – ptakami, korzystając z cyklu dnia i nocy. Prawdą jest, że nietoperze mają kilku stosunkowo słabych konkurentów, takich jak sowy i lelki, które są aktywne także w nocy.

Podobny podział nisz ekologicznych na „zmiany” dzienne i nocne obserwuje się u roślin. Niektóre rośliny kwitną w ciągu dnia (większość dzikie gatunki), inne - w nocy (Lyubka bifolia, pachnący tytoń). Jednocześnie gatunki prowadzące nocny tryb życia wydzielają zapach, który przyciąga zapylacze.

Amplitudy ekologiczne niektórych gatunków są bardzo małe. Tak więc w tropikalnej Afryce jeden gatunek robaka żyje pod powiekami hipopotama i żywi się wyłącznie łzami tego zwierzęcia. Trudno sobie wyobrazić węższą niszę ekologiczną.

Koncepcja niszy ekologicznej gatunku

Miejsce gatunku, jaki zajmuje w ogólnym systemie biocenozy, w tym w kompleksie jego powiązań biocenotycznych i wymaganiach dla Czynniki abiotyczneśrodowiska nazywane są nisza ekologiczna gatunku.

Koncepcja niszy ekologicznej okazała się bardzo owocna w zrozumieniu praw współistnienia gatunków. Należy odróżnić pojęcie „niszy ekologicznej” od pojęcia „siedliska”. W tym drugim przypadku mamy na myśli tę część przestrzeni, która jest zamieszkana przez gatunek i która posiada warunki abiotyczne niezbędne do jego istnienia.

Nisza ekologiczna gatunku zależy nie tylko od abiotycznych warunków środowiska, ale także w nie mniejszym stopniu od jego środowiska biocenotycznego. Jest to cecha stylu życia, jaki gatunek może prowadzić w danej społeczności. Nisz ekologicznych jest tyle, ile gatunków organizmów żywych na Ziemi.

Reguła wykluczenia konkurencyjnego można wyrazić w taki sposób, że dwa gatunki nie współistnieją w tej samej niszy ekologicznej. Wyjście z konkurencji następuje poprzez rozbieżność wymagań wobec środowiska, zmianę stylu życia, jakim jest wytyczenie nisz ekologicznych gatunków. W tym przypadku nabywają zdolność do współistnienia w tej samej biocenozie.

Podział nisz ekologicznych ze względu na gatunki współżyjące z ich częściowym pokrywaniem się - jeden z mechanizmów trwałości naturalnych biocenoz. Jeśli któryś z gatunków drastycznie zmniejszy swoją liczebność lub wypadnie ze zbiorowiska, jego rolę przejmują inne.

Nisze ekologiczne roślin na pierwszy rzut oka są mniej zróżnicowane niż nisze zwierzęce. Są one jasno określone u gatunków różniących się odżywianiem. W trakcie ontogenezy rośliny, podobnie jak wiele zwierząt, zmieniają swoją niszę ekologiczną. Z wiekiem intensywniej wykorzystują i przekształcają swoje otoczenie.

Rośliny mają nakładające się nisze ekologiczne. Nasila się w pewnych okresach, gdy zasoby środowiska są ograniczone, jednak ponieważ gatunki korzystają z zasobów indywidualnie, selektywnie i z różną intensywnością, konkurencja w stabilnych fitocenozach ulega osłabieniu.

Na bogactwo nisz ekologicznych w biocenozie wpływają dwie grupy przyczyn. Pierwszą z nich są warunki środowiskowe, jakie zapewnia biotop. Im bardziej mozaikowy i zróżnicowany jest biotop, tym więcej typów potrafią wyznaczyć w nim swoje nisze ekologiczne.

Koncepcja niszy ekologicznej. W ekosystemie każdy żywy organizm jest ewolucyjnie przystosowany (przystosowany) do określonych warunków środowiskowych, tj. na zmieniające się czynniki abiotyczne i biotyczne. Zmiany wartości tych czynników dla każdego organizmu są dopuszczalne jedynie w określonych granicach, w których zachowane jest normalne funkcjonowanie organizmu, tj. jego żywotność. Im większy zakres zmian parametrów środowiskowych pozwala (zwykle wytrzymuje) dany organizm, tym większa jest odporność tego organizmu na zmiany czynników środowiskowych. Wymagania danego gatunku wobec różnych czynników środowiskowych determinują zasięg gatunku i jego miejsce w ekosystemie, tj. niszę ekologiczną, którą zajmuje.

Nisza ekologiczna– zespół warunków życia w ekosystemie, narzuconych przez gatunek różnym czynnikom środowiskowym z punktu widzenia jego normalnego funkcjonowania w ekosystemie. W związku z tym pojęcie niszy ekologicznej obejmuje przede wszystkim rolę lub funkcję, jaką dany gatunek pełni w zbiorowisku. Każdy gatunek zajmuje swoje własne, niepowtarzalne miejsce w ekosystemie, które jest zdeterminowane jego zapotrzebowaniem na żywność i wiąże się z funkcją reprodukcyjną gatunku.

Związek pomiędzy pojęciami niszy i siedliska. Jak pokazano w poprzedniej sekcji, populacja potrzebuje najpierw odpowiedniego siedlisko, która pod względem czynników abiotycznych (temperatura, rodzaj gleby itp.) i biotycznych (zasoby żywności, rodzaj roślinności itp.) odpowiadałaby jego potrzebom. Nie należy jednak mylić siedliska gatunku z niszą ekologiczną, tj. funkcjonalną rolę gatunku w danym ekosystemie.

Warunki normalnego funkcjonowania gatunku. Najważniejszym czynnikiem biotycznym dla każdego żywego organizmu jest pożywienie. Wiadomo, że o składzie żywności decyduje przede wszystkim zestaw białek, węglowodorów, tłuszczów, a także obecność witamin i mikroelementów. O właściwościach żywności decyduje zawartość (stężenie) poszczególnych składników. Oczywiście wymagane właściwości żywności są różne dla różnych typów organizmów. Brak jakichkolwiek składników, a także ich nadmiar niekorzystnie wpływają na witalność organizmu.

Podobnie sytuacja wygląda w przypadku innych czynników biotycznych i abiotycznych. Można więc mówić o dolnej i górnej granicy każdego czynnika środowiskowego, w ramach której możliwe jest normalne funkcjonowanie organizmu. Jeżeli wartość czynnika środowiskowego spadnie poniżej jego dolnej granicy lub przekroczy górną granicę dla danego gatunku, a gatunek ten nie będzie w stanie szybko przystosować się do zmienionych warunków środowiskowych, wówczas jest on skazany na wyginięcie i jego miejsce w ekosystemie (nisza ekologiczna ) zostaną zajęte przez inny gatunek.

2
Wstęp.
W pracy poruszany jest temat „Nisz ekologiczne”. Nisza ekologiczna to miejsce zajmowane przez gatunek (a dokładniej jego populację) w zbiorowisku, zespół jego powiązań biocenotycznych i wymagania wobec abiotycznych czynników środowiskowych. Termin ten został ukuty w 1927 roku przez Charlesa Eltona.
Nisza ekologiczna to suma czynników istnienia danego gatunku, z których głównym jest jego miejsce w łańcuchu pokarmowym.
Celem pracy jest rozpoznanie istoty pojęcia „nisza ekologiczna”.
Cele badania wynikają z postawionego sobie celu:
- podać koncepcję niszy ekologicznej;
- analizować cechy nisz ekologicznych;
- rozważyć nisze ekologiczne gatunków w zbiorowiskach.
Nisza ekologiczna to pozycja zajmowana przez gatunek w zbiorowisku. Wzajemne oddziaływanie danego gatunku (populacji) z partnerami w społeczności, której jest członkiem, determinuje jego miejsce w obiegu substancji wyznaczanym przez pożywienie i stosunki konkurencyjne w biocenozie. Termin „nisza ekologiczna” zaproponował amerykański naukowiec J. Grinnell (1917). Interpretację niszy ekologicznej jako pozycji gatunku w celu żerowania jednej lub kilku biocenoz podał angielski ekolog C. Elton (1927). Taka interpretacja pojęcia niszy ekologicznej pozwala na ilościowy opis niszy ekologicznej dla każdego gatunku lub dla jego poszczególnych populacji. Aby to zrobić, porównaj liczebność gatunku (liczbę osobników lub biomasę).
3
wskaźniki temperatury, wilgotności lub innego czynnika środowiskowego. W ten sposób można określić optymalną strefę oraz granice odchyleń tolerowanych przez typ – maksimum i minimum każdego współczynnika lub zbioru czynników. Z reguły każdy gatunek zajmuje pewną niszę ekologiczną, do której dostosowuje się w trakcie rozwoju ewolucyjnego. Miejsce zajmowane przez gatunek (jego populację) w przestrzeni (przestrzenna nisza ekologiczna) częściej nazywane jest siedliskiem.
Przyjrzyjmy się bliżej niszom ekologicznym.

1. Nisza ekologiczna
Każdy rodzaj organizmu jest przystosowany do określonych warunków życia i nie może dowolnie zmieniać swojego siedliska, diety, czasu karmienia, miejsca rozrodu, schronienia itp. Cały zespół powiązań z tymi czynnikami determinuje miejsce, jakie natura przyznała danemu organizmowi i rolę, jaką musi ona odgrywać w ogólnym procesie życiowym. Wszystko to łączy się w koncepcję nisza ekologiczna.
1.1.Pojęcie niszy ekologicznej.
Przez niszę ekologiczną rozumie się miejsce organizmu w przyrodzie i cały sposób jego życiowej aktywności, jego status życiowy, utrwalony w jego organizacji i adaptacjach.
W różnym czasie pojęciu niszy ekologicznej przypisywano różne znaczenia. Początkowo słowo „nisza” oznaczało podstawową jednostkę rozmieszczenia gatunku w przestrzeni ekosystemu, podyktowaną strukturalnymi i
4
instynktowne ograniczenia tego typu. Na przykład wiewiórki żyją na drzewach, łosie na ziemi, niektóre gatunki ptaków gniazdują na gałęziach, inne w zagłębieniach itp. Tutaj pojęcie niszy ekologicznej jest interpretowane głównie jako siedlisko, czyli nisza przestrzenna. Później terminowi „nisza” nadano znaczenie „stanu funkcjonalnego organizmu w społeczności”. Dotyczyło to głównie miejsca danego gatunku w strukturze troficznej ekosystemu: rodzaju pożywienia, czasu i miejsca żerowania, kto jest drapieżnikiem dla danego organizmu itp. Nazywa się to obecnie niszą troficzną. Następnie wykazano, że niszę można uznać za swego rodzaju hiperobjętość w wielowymiarowej przestrzeni budowanej w oparciu o czynniki środowiskowe. Ta hiperobjętość ograniczała zakres czynników, w których dany gatunek mógłby istnieć (nisza hiperwymiarowa).
Oznacza to, że we współczesnym rozumieniu niszy ekologicznej można wyróżnić co najmniej trzy aspekty: przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm w przyrodzie (siedlisko), jej związek z czynnikami środowiskowymi i sąsiadującymi organizmami żywymi (połączenia), a także jego funkcjonalną rolę w ekosystemie. Wszystkie te aspekty przejawiają się w budowie organizmu, jego adaptacjach, instynktach, cyklach życiowych, „zainteresowaniach” życiowych itp. Prawo organizmu do wyboru swojej niszy ekologicznej ograniczają dość wąskie ramy przypisane mu od urodzenia. Jednak jego potomkowie mogą zająć inne nisze ekologiczne, jeśli zajdą w nich odpowiednie zmiany genetyczne.
1.2. Szerokość i zachodzenie na siebie nisz.
Wykorzystując koncepcję niszy ekologicznej, regułę wykluczenia konkurencyjnego Gause’a można przeformułować w następujący sposób: dwa różne gatunki nie mogą zajmować przez długi czas tej samej niszy ekologicznej ani nawet wejść do tego samego ekosystemu; jedno z nich musi albo umrzeć, albo
5
zmienić i zająć nową niszę ekologiczną. Nawiasem mówiąc, konkurencja wewnątrzgatunkowa jest często znacznie zmniejszona, właśnie dlatego, że na różnych etapach cyklu życiowego wiele organizmów zajmuje różne nisze ekologiczne. Na przykład kijanka jest roślinożercą, a dorosłe żaby żyjące w tym samym stawie są drapieżnikami. Inny przykład: owady w stadium larwalnym i dorosłym.
Na jednym obszarze ekosystemu może żyć duża liczba organizmów różnych gatunków. Mogą to być gatunki blisko spokrewnione, jednak każdy z nich musi zajmować własną, unikalną niszę ekologiczną. W tym przypadku gatunki te nie wchodzą w relacje konkurencyjne i w pewnym sensie stają się wobec siebie neutralne. Jednak często nisze ekologiczne różnych gatunków mogą pokrywać się co najmniej w jednym aspekcie, na przykład siedlisku lub diecie. Prowadzi to do konkurencji międzygatunkowej, która zwykle nie jest ostra i przyczynia się do wyraźnego wytyczenia nisz ekologicznych. Aby scharakteryzować niszę, zwykle stosuje się dwa standardowe pomiary - szerokość niszy i zachodzenie niszy na sąsiednie nisze.
Szerokość niszy odnosi się do gradientów lub zasięgu działania jakiegoś czynnika środowiskowego, ale tylko w obrębie danej hiperprzestrzeni. Szerokość niszy można określić na podstawie intensywności oświetlenia, długości łańcucha troficznego i intensywności działania dowolnego czynnika abiotycznego. Przez nakładanie się nisz ekologicznych rozumiemy zarówno nakładanie się szerokości nisz, jak i nakładanie się hiperobjętości.Szerokość niszy ekologicznej jest parametrem względnym, który ocenia się w porównaniu z szerokością niszy ekologicznej innych gatunków. Eurybionty mają zwykle szersze nisze ekologiczne niż stenobionty. Jednak ta sama nisza ekologiczna może mieć różne szerokości w zależności od różnych
6
kierunki: np. poprzez rozmieszczenie przestrzenne, powiązania żywnościowe itp.
Nakładanie się nisz ekologicznych ma miejsce, gdy różne gatunki żyją razem i korzystają z tych samych zasobów. Nakładanie się może być całkowite lub częściowe, w zależności od jednego lub więcej parametrów niszy ekologicznej.

Jeżeli nisze ekologiczne organizmów dwóch gatunków bardzo się od siebie różnią, to gatunki te, mając to samo siedlisko, nie konkurują ze sobą (ryc. 3).

Jeżeli nisze ekologiczne częściowo się pokrywają (ryc. 2), wówczas ich wspólne współistnienie będzie możliwe dzięki obecności specyficznych adaptacji u każdego gatunku.

Jeśli nisza ekologiczna jednego gatunku obejmuje niszę ekologiczną innego gatunku (ryc. 1), wówczas dochodzi do intensywnej konkurencji, w której dominujący konkurent wypiera rywala na peryferie strefy przystosowania.
Konkurencja ma istotne konsekwencje dla środowiska. W naturze osobniki każdego gatunku podlegają jednocześnie konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Międzygatunkowość w swoich konsekwencjach
7
jest przeciwieństwem wewnątrzgatunkowym, ponieważ zawęża obszar siedlisk oraz ilość i jakość niezbędnych zasobów środowiska. Konkurencja wewnątrzgatunkowa przyczynia się do terytorialnego rozmieszczenia gatunków, czyli poszerzania przestrzennej niszy ekologicznej. Końcowym rezultatem jest stosunek konkurencji międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej. Jeśli konkurencja międzygatunkowa jest większa, wówczas zasięg danego gatunku zmniejsza się do obszaru o optymalnych warunkach i jednocześnie wzrasta specjalizacja gatunku.

1.3. Zróżnicowanie niszowe.
Zatem w ekosystemach realizowane jest prawo podobne do zasady wykluczenia Pauliego w fizyce kwantowej: w danym układzie kwantowym nie może istnieć więcej niż jeden fermion (cząstki o spinie półcałkowitym, takie jak elektrony, protony, neutrony itp.) w tym samym stanie kwantowym. ). W ekosystemach następuje również kwantyzacja nisz ekologicznych, które są zwykle wyraźnie zlokalizowane w stosunku do innych nisz ekologicznych. W obrębie danej niszy ekologicznej, czyli w obrębie populacji zamieszkującej tę niszę, zróżnicowanie przebiega dalej w kierunku bardziej specyficznych.
8
nisze zajmowane przez każdą konkretną jednostkę, co określa status tej jednostki w życiu danej populacji.
Czy podobne zróżnicowanie zachodzi na niższych poziomach hierarchii ustrojowej, np. na poziomie organizmu wielokomórkowego? Tutaj także możemy rozróżnić różne „typy” komórek i mniejsze „ciała”, których budowa decyduje o ich przeznaczeniu funkcjonalnym w organizmie. Niektóre z nich są nieruchome, ich kolonie tworzą narządy, których przeznaczenie ma sens tylko w odniesieniu do organizmu jako całości. Istnieją również mobilne organizmy proste, które zdają się prowadzić własne „osobiste” życie, co jednak w pełni zaspokaja potrzeby całego organizmu wielokomórkowego. Np. czerwone krwinki robią tylko to, co „mogą”: wiążą tlen w jednym miejscu i w innym miejscu jest uwalniany. To jest ich „nisza ekologiczna”. Aktywność życiowa każdej komórki organizmu jest tak skonstruowana, że ​​„żyjąc dla siebie”, jednocześnie działa na korzyść całego organizmu. Taka praca wcale nas nie męczy, tak jak nie męczy nas proces jedzenia, czy robienia tego, co kochamy (o ile oczywiście wszystko to z umiarem). Komórki są tak zaprojektowane, że po prostu nie mogą żyć inaczej, tak jak pszczoła nie może żyć bez zbierania nektaru i pyłku z kwiatów (zapewne sprawia jej to jakąś przyjemność).
Tym samym cała przyroda „od dołu do góry” zdaje się przesiąknięta ideą zróżnicowania, która w ekologii uformowała się w koncepcji niszy ekologicznej, która w pewnym sensie jest analogiczna do narządu czy podsystemu żywy organizm. Same te „organy” powstają pod wpływem środowiska zewnętrznego, to znaczy ich powstawanie podlega wymaganiom supersystemu, w naszym przypadku - biosfery.

9
1.4. Ewolucja nisz.
Wiadomo, że w podobnych warunkach tworzą się ekosystemy podobne do siebie, posiadające ten sam zestaw nisz ekologicznych, nawet jeśli ekosystemy te są zlokalizowane na różnych obszarach geograficznych, oddzielonych przeszkodami nie do pokonania. Najbardziej uderzającym przykładem w tym względzie jest żywy świat Australii, który przez długi czas rozwijał się oddzielnie od reszty świata lądowego. W ekosystemach australijskich można zidentyfikować nisze funkcjonalne, które są równoważne odpowiednim niszom ekosystemów na innych kontynentach. Nisze te okazują się być zajęte przez te grupy biologiczne, które występują w faunie i florze danego obszaru, ale w podobny sposób wyspecjalizowane są w tych samych funkcjach w ekosystemie, które są charakterystyczne dla danej niszy ekologicznej. Tego typu organizmy nazywane są ekologicznie równoważnymi. Na przykład duże kangury Australii są odpowiednikiem żubrów i antylop Ameryki Północnej (na obu kontynentach zwierzęta te są obecnie zastępowane głównie przez krowy i owce). Takie zjawiska w teorii ewolucji nazywane są paralelizmem. Bardzo często równoległości towarzyszy zbieżność (zbieżność) wielu cech morfologicznych (od greckiego słowa morphe - forma). Tak więc, pomimo tego, że zwierzęta podeszwowe podbiły cały świat, z jakiegoś powodu w Australii prawie wszystkie ssaki są torbaczami, z wyjątkiem kilku gatunków zwierząt sprowadzonych znacznie później, niż ostatecznie ukształtował się żywy świat Australii. Jednak są tu także krety torbacze, wiewiórki torbacze, wilki torbacze itp. Wszystkie te zwierzęta są nie tylko funkcjonalnie, ale także morfologicznie podobne do odpowiednich zwierząt naszych ekosystemów, chociaż nie ma między nimi żadnego związku. Wszystko to świadczy o istnieniu w tych specyficznych „programie” tworzenia ekosystemów
10
warunki. Cała materia może działać jako „geny” przechowujące ten program, którego każda cząstka hologramowo przechowuje informacje o całym Wszechświecie. Informacje te realizowane są w rzeczywistym świecie w postaci praw natury, które przyczyniają się do tego, że różne elementy przyrody mogąformować się w uporządkowane struktury wcale nie w sposób dowolny, ale w jedyny możliwy sposób lub przynajmniej na kilka możliwych sposobów. Przykładowo cząsteczka wody wytworzona z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru ma ten sam kształt przestrzenny, niezależnie od tego, czy reakcja miała miejsce tutaj, czy w Australii, chociaż według obliczeń Isaaca Asimova realizowana jest tylko jedna szansa na 60 milionów. Prawdopodobnie coś podobnego dzieje się w przypadku powstawania ekosystemów.
Zatem w każdym ekosystemie istnieje pewien zestaw potencjalnie możliwych (wirtualnych) nisz ekologicznych, ściśle ze sobą powiązanych, zaprojektowanych w celu zapewnienia integralności i trwałości ekosystemu. Ta wirtualna struktura jest rodzajem „biopola” danego ekosystemu, zawierającego „wzorzec” jego rzeczywistej (materialnej) struktury. W zasadzie nie ma nawet znaczenia, jaka jest natura tego biopola: elektromagnetyczna, informacyjna, idealna czy inna. Istotny jest sam fakt jego istnienia. W każdym naturalnie utworzonym ekosystemie, który nie doświadczył wpływu człowieka, wszystkie nisze ekologiczne są wypełnione. Nazywa się to zasadą obowiązkowego wypełniania nisz ekologicznych. Jego mechanizm opiera się na właściwości życia polegającego na gęstym wypełnianiu całej dostępnej mu przestrzeni (w tym przypadku przestrzeń rozumiana jest jako hiperobjętość czynników środowiskowych). Jednym z głównych warunków zapewniających realizację tej zasady jest obecność wystarczającej różnorodności gatunkowej. Liczba nisz ekologicznych i ich wzajemne powiązania podporządkowane są jednemu celowi
11
funkcjonowanie ekosystemu jako jednej całości, posiadającej mechanizmy homeostazy (stabilności), wiązania i uwalniania energii oraz krążenia substancji. Tak naprawdę podsystemy każdego żywego organizmu skupiają się na tych samych celach, co po raz kolejny wskazuje na potrzebę rewizji tradycyjnego rozumienia terminu „istota żywa”. Tak jak żywy organizm nie może normalnie istnieć bez tego czy innego organu, tak ekosystem nie może być zrównoważony, jeśli wszystkie jego nisze ekologiczne nie zostaną wypełnione.
2. Aspekty niszy ekologicznej.

mi Według Yu Oduma nisza ekologiczna to koncepcja , bardziej pojemny. Nisza ekologiczna, jak wykazał angielski naukowiec C. Elton (1927), obejmuje nie tylko przestrzeń fizyczną zajmowaną przez organizm, ale także funkcjonalną rolę organizmu w zbiorowości. Elton wyróżnił nisze jako pozycję gatunku zależną od innych gatunków w zbiorowisku. Pomysł Charlesa Eltona, że ​​nisza nie jest synonimem siedliska, stał się powszechnie akceptowany i powszechny. Organizm jest bardzo ważny ze względu na jego pozycję troficzną, styl życia, powiązania z innymi organizmami itp. i jego położenie względem gradientów czynników zewnętrznych, takich jak warunki życia (temperatura, wilgotność, pH, skład i rodzaj gleby itp.).
Wygodnie jest wyznaczyć te trzy aspekty niszy ekologicznej (przestrzeń, rola funkcjonalna organizmu, czynniki zewnętrzne) jako niszę przestrzenną (nisza miejsca), niszę troficzną (nisza funkcjonalna) w rozumieniu Ch. Eltona oraz niszę troficzną (nisza funkcjonalna). nisza wielowymiarowa (uwzględnia się całą objętość oraz zbiór cech biotycznych i abiotycznych, hiperobjętość). Nisza ekologiczna organizmu zależy nie tylko od miejsca jego zamieszkania, ale obejmuje także całkowitą wielkość jego wymagań wobec środowiska.
12
Organizm nie tylko doświadcza skutków czynników środowiskowych, ale także stawia im własne wymagania.

3. Nowoczesna koncepcja niszy ekologicznej.

Powstał on w oparciu o model zaproponowany przez J. Hutchinsona (1957). Według tego modelu nisza ekologiczna to część wyimaginowanej wielowymiarowej przestrzeni (hiperobjętości), której poszczególne wymiary odpowiadają czynnikom niezbędnym do normalnego istnienia i rozmnażania się organizmu. Niszę Hutchinsona, którą nazwiemy wielowymiarową (hiperwymiarową), można opisać za pomocą cech ilościowych i operować nią za pomocą obliczeń i modeli matematycznych. R. Whittaker (1980) niszę ekologiczną definiuje jako pozycję gatunku w zbiorowisku, sugerując, że zbiorowisko jest już powiązane z określonym biotopem, tj. z pewnym zestawem parametrów fizycznych i chemicznych. Dlatego nisza ekologiczna to termin używany do określenia specjalizacji populacji gatunku w obrębie społeczności.
Grupy gatunków w biocenozie, które mają podobne funkcje i nisze tej samej wielkości, nazywane są cechami. Gatunki zajmujące podobne nisze na różnych obszarach geograficznych nazywane są ekwiwalentami ekologicznymi.

4. Indywidualność i niepowtarzalność nisz ekologicznych.

Bez względu na to, jak blisko siedliska znajdują się organizmy (lub gatunki w ogóle), niezależnie od tego, jak blisko są ich cechy funkcjonalne w biocenozach, nigdy nie zajmą tej samej niszy ekologicznej. Zatem liczba nisz ekologicznych na naszej planecie jest niezliczona.
13
Możesz w przenośni wyobrazić sobie populację ludzką, z której wszystkie jednostki mają tylko swoją własną, niepowtarzalną niszę. Nie można sobie wyobrazić dwóch absolutnie identycznych ludzi, którzy mają absolutnie identyczne cechy morfofizjologiczne i funkcjonalne, w tym mentalne, stosunek do własnego rodzaju, absolutną potrzebę rodzaju i jakości pożywienia, stosunki seksualne, normy zachowania itp. Ale indywidualne nisze różni ludzie mogą nakładać się na siebie w niektórych parametrach środowiskowych. Przykładowo studenci mogą być powiązani ze sobą przez jedną uczelnię, konkretnych nauczycieli, a jednocześnie mogą różnić się zachowaniami społecznymi, wyborem pożywienia, aktywnością biologiczną itp.

5. Rodzaje nisz ekologicznych.

Istnieją dwa główne typy nisz ekologicznych. Po pierwsze, to
nisza podstawowa (formalna) – największa „abstrakcyjnie zaludniona”
hypervolume”, gdzie działanie czynników środowiskowych bez wpływu konkurencji zapewnia maksymalną liczebność i funkcjonowanie gatunku. Jednakże gatunek ten doświadcza ciągłych zmian czynników środowiskowych w swoim zasięgu. Ponadto, jak już wiemy, zwiększenie działania jednego czynnika może zmienić stosunek gatunku do innego czynnika (konsekwencja prawa Liebiga), a jego zasięg może się zmienić. Jednoczesne działanie dwóch czynników może zmienić stosunek gatunku do każdego z nich. Ograniczenia biotyczne (drapieżnictwo, konkurencja) zawsze działają w obrębie nisz ekologicznych. Wszystkie te działania prowadzą do tego, że gatunek faktycznie zajmuje przestrzeń ekologiczną znacznie mniejszą niż hiperprzestrzeń niszy podstawowej. W tym przypadku mówimy o zrealizowanej niszy, tj. prawdziwa nisza.

14
6. Niszowa przestrzeń.

Nisze ekologiczne gatunków to coś więcej niż tylko związek gatunku z jakimkolwiek gradientem środowiskowym. Wiele cech lub osi przestrzeni wielowymiarowej (hiperobjętość) jest bardzo trudnych do zmierzenia lub nie można ich wyrazić za pomocą wektorów liniowych (na przykład zachowanie, uzależnienie itp.). Należy zatem, jak słusznie zauważa R. Whittaker (1980), przejść od koncepcji osi niszy (pamiętać o szerokości niszy według jednego lub kilku parametrów) do koncepcji jej wielowymiarowej definicji, która ujawni naturę powiązań gatunków z pełnym zakresem ich powiązań adaptacyjnych.
Jeśli nisza jest według koncepcji Eltona „miejscem” lub „pozycją” gatunku w zbiorowości, to ma ona prawo nadać jej pewne wymiary. Według Hutchinsona niszę można zdefiniować na podstawie szeregu zmiennych środowiskowych w obrębie społeczności, do której gatunek musi się dostosować. Zmienne te obejmują zarówno wskaźniki biologiczne (na przykład wielkość żywności), jak i wskaźniki niebiologiczne (klimatyczne, orograficzne, hydrograficzne itp.). Zmienne te mogą służyć jako osie, wzdłuż których odtwarzana jest wielowymiarowa przestrzeń, nazywana przestrzenią ekologiczną lub przestrzenią niszową. Każdy gatunek może przystosować się lub być tolerancyjny w stosunku do pewnego zakresu wartości każdej zmiennej. Górne i dolne granice wszystkich tych zmiennych wyznaczają przestrzeń ekologiczną, jaką gatunek jest w stanie zająć. Jest to podstawowa nisza w rozumieniu Hutchinsona. W uproszczonej formie można to traktować jako „pudełko n-stronne” o bokach odpowiadających granicom stabilności
widok na osie wnęki. Stosując wielowymiarowe podejście do przestrzeni niszy zbiorowej, możemy poznać położenie gatunku w przestrzeni, charakter reakcji gatunku na wpływ więcej niż jednej zmiennej, względną
15
rozmiary niszowe.
Wniosek.

18
Bibliografia:

Chernova N.M., Bylova A.M. Ekologia - M.: Edukacja, 1988.
Brodski A.K. Krótki kurs ekologia ogólna, Podręcznik dla uniwersytetów - St.Petersburg: „Dziekan”, 2000. - 224 s.
itp.................