Položaj vrste koji zauzima u opštem sistemu biocenoze, kompleks njenih biocenotičkih veza i zahteva za abiotičkim faktorima sredine naziva se ekološka niša vrsta.

Koncept ekološke niše pokazao se vrlo plodonosnim za razumijevanje zakona koegzistencije među vrstama. Na njegovom razvoju su radili mnogi ekolozi: J. Grinnell, C. Elton, G. Hutchinson, Y. Odum i drugi.

Koncept „ekološke niše“ treba razlikovati od koncepta „staništa“. U potonjem slučaju mislimo na onaj dio prostora koji je nastanjen vrstom i koji ima potrebne abiotičke uslove za svoje postojanje. Ekološka niša vrste zavisi ne samo od abiotskih uslova sredine, već i, ništa manje, od njenog biocenotičkog okruženja. Priroda zauzete ekološke niše određena je kako ekološkim mogućnostima vrste, tako i mjerom u kojoj se te sposobnosti mogu ostvariti u određenim biocenozama. Ovo je karakteristika životnog stila koji vrsta može voditi u datoj zajednici.

G. Hutchinson je iznio koncepte fundamentalne i realizovane ekološke niše. Ispod fundamentalno odnosi se na čitav niz uslova pod kojima vrsta može uspješno postojati i razmnožavati se. U prirodnim biocenozama, međutim, vrste ne razvijaju sve resurse koji su im pogodni zbog, prije svega, kompetitivnih odnosa. Realizovana ekološka niša - ovo je položaj vrste u specifičnoj zajednici, gdje je ograničena složenim biocenotičkim odnosima. Drugim riječima, temeljna ekološka niša karakterizira potencijalne sposobnosti vrste, a ostvarena onaj dio njih koji se može realizovati pod datim uslovima, s obzirom na dostupnost resursa. Dakle, ostvarena niša je uvijek manja od osnovne.

U ekologiji se naširoko raspravlja o tome koliko ekoloških niša može smjestiti biocenoza i koliko vrsta bilo koje određene grupe koje imaju slične ekološke zahtjeve mogu živjeti zajedno.

Specijalizacija vrste u ishrani, korišćenju prostora, vremenu aktivnosti i drugim uslovima karakteriše se kao sužavanje njene ekološke niše, dok se obrnuti procesi karakterišu kao njeno širenje. Na širenje ili sužavanje ekološke niše vrste u zajednici u velikoj mjeri utiču konkurenti. Pravilo konkurentskog isključenja koju je formulirao G.F. Gause za vrste koje su slične po ekologiji, može se izraziti na način da dvije vrste ne koegzistiraju u istoj ekološkoj niši.

Eksperimenti i zapažanja u prirodi pokazuju da se u svim slučajevima kada vrste ne mogu izbjeći nadmetanje za osnovne resurse, slabiji konkurenti postepeno tjeraju iz zajednice. Međutim, u biocenozama postoje mnoge mogućnosti za barem djelomično razgraničenje ekoloških niša vrsta koje su slične po ekologiji.

Izlazak iz konkurencije ostvaruje se zbog divergencije zahtjeva za životnom sredinom, promjena u načinu života, što, drugim riječima, predstavlja razgraničenje ekoloških niša vrsta. U tom slučaju stječu sposobnost koegzistiranja u istoj biocenozi. Svaka vrsta koja živi zajedno sposobna je potpunije koristiti resurse u odsustvu konkurenta. Ovaj fenomen je lako uočiti u prirodi. Tako se zeljaste biljke u šumi smreke mogu zadovoljiti malom količinom azota u tlu, koji ostaje od presretanja korijenjem drveća. Međutim, ako se korijenje ovih stabala smrče odsiječe na ograničenom području, uvjeti ishrane dušikom za travu se poboljšavaju i one brzo rastu, poprimajući gustu zelenu boju. Poboljšanje životnih uslova i povećanje broja vrste kao rezultat uklanjanja iz biocenoze druge, slične ekološkim zahtjevima, naziva se konkurentno izdanje.

Podjela ekoloških niša po zajedničkim vrstama sa njihovim djelomičnim preklapanjem jedan je od mehanizama stabilnosti prirodnih biocenoza. Ako neka od vrsta naglo smanji broj ili ispadne iz zajednice, druge preuzimaju njenu ulogu. Što više vrsta ima u biocenozi, što je manji broj svake od njih, to je izraženija njihova ekološka specijalizacija. U ovom slučaju govore o “gušćem pakovanju ekoloških niša u biocenozi”.

Blisko srodne vrste koje žive zajedno obično imaju vrlo fine linije ekoloških niša. Tako kopitari koji pasu u afričkim savanama koriste hranu za pašnjake na različite načine: zebre čupaju uglavnom vrhove trave, gnu se hrane onim što im zebre ostave, birajući određene vrste biljaka, gazele čupaju najnižu travu, a topi antilope se zadovoljavaju visokim suhe stabljike koje su ostali biljojedi. Istu „podelu rada“ u južnoevropskim stepama nekada su vršili divlji konji, svizaci i gofovi (Sl. 92).

Rice. 92. Različite vrste biljojeda jedu travu na različitim visinama u afričkim savanama (gornji redovi) i u evroazijskim stepama (donji redovi) (prema F. R. Fuente, 1972; B. D. Abaturov, G. V. Kuznjecov, 1973)

U našim zimskim šumama, insektojedne ptice koje se hrane drvećem također izbjegavaju međusobnu konkurenciju zbog različitih obrazaca pretraživanja. Na primjer, nuthats i pikas skupljaju hranu na stablima drveća. U isto vrijeme, puznjaci brzo pregledavaju stablo, brzo hvataju insekte ili sjemenke uhvaćene u velikim pukotinama kore, dok male pike pažljivo pretražuju površinu debla u potrazi za najmanjim pukotinama u koje prodire njihov tanki šilasti kljun. Zimi, u mješovitim jatima, velike sise vrše široku pretragu po drveću, žbunju, panjevima, a često i po snijegu; Pilići pregledavaju uglavnom velike grane; dugorepe sise traže hranu na krajevima grana; mali mačići pažljivo pretražuju gornje dijelove krošnje četinara.

Mravi postoje u prirodnim uslovima u udruženjima više vrsta, čiji se članovi razlikuju po načinu života. U šumama Podmoskovskog regiona najčešće se sreće sljedeća asocijacija vrsta: dominantna vrsta (Formica rufa, F. aquilonia ili Lasius fuliginosus) zauzima nekoliko slojeva, L. flavus je aktivna u tlu, Myrmica rubra je aktivna u šumska legla, prizemni sloj koloniziraju L. niger i F. fusca, drveće – Camponotus herculeanus. Specijalizacija za život u različitim slojevima odražava se u životnom obliku vrsta. Osim po odvojenosti u prostoru, mravi se razlikuju i po prirodi dobijanja hrane i po vremenu svakodnevne aktivnosti.

U pustinjama, najrazvijeniji kompleks mrava sakuplja hranu na površini tla (herpetobionti). Među njima se ističu predstavnici tri trofičke grupe: 1) dnevni zoonekrofagi - aktivni u najtoplijem vremenu, hrane se leševima insekata i malim živim insektima aktivnim tokom dana; 2) noćni zoofagi - love sjedeće insekte s mekim pokrivačima koji se pojavljuju na površini samo noću i linjajuće člankonošce; 3) karpofagi (dan i noć) - jedu sjemenke biljaka.

Nekoliko vrsta iz iste trofičke grupe može živjeti zajedno. Mehanizmi za izlazak iz konkurencije i razgraničenje ekoloških niša su sljedeći.

1. Razlikovanje veličine (Sl. 93). Na primjer, prosječne težine radnih jedinki tri najčešća dnevna zoonekrofaga u pijesku Kyzylkum su u omjeru 1:8:120. Približno isti omjer težine nalazi se kod mačke srednje veličine, risa i tigra.

Rice. 93. Uporedne veličine četiri vrste mrava iz grupe dnevnih zoonekrofaga u pješčanoj pustinji Centralnog Karakuma i distribucija plijena tri vrste po težinskim klasama (prema G. M. Dlussky, 1981): 1 – srednji i veliki radnici Cataglyphis setipes; 2 – S. pallida; 3 – Acantholepis semenovi; 4 – Plagiolepis pallescens

2. Razlike u ponašanju sastoje se od različitih strategija ishrane. Mravi koji stvaraju puteve i koriste mobilizaciju nosača da prenesu otkrivenu hranu do gnijezda hrane se prvenstveno sjemenom biljaka koje formiraju grudve. Mravi, čiji sakupljači hrane rade kao usamljeni sakupljači hrane, sakupljaju uglavnom sjemenke biljaka koje su raspršeno raspoređene.

3. Prostorna diferencijacija. Unutar istog sloja, prikupljanje hrane od strane različitih vrsta može biti ograničeno na različita područja, na primjer, na otvorenim površinama ili ispod grmlja pelina, na pješčanim ili glinovitim područjima itd.

4. Razlike u vremenu aktivnosti odnose se uglavnom na doba dana, ali kod nekih vrsta postoje razlike u aktivnostima između godišnjih doba (uglavnom proljetna ili jesenska aktivnost).

Ekološke niše vrsta variraju u prostoru i vremenu. Mogu se oštro razlikovati u individualnom razvoju ovisno o stadiju ontogeneze, kao na primjer kod gusjenica i odraslih jedinki lepidoptera, ličinki i majskih buba, punoglavaca i odraslih žaba. U tom slučaju se mijenja i stanište i cjelokupna biocenotska sredina. Kod ostalih vrsta, ekološke niše koje zauzimaju mladi i odrasli oblici su bliže, ali ipak uvijek postoje razlike između njih. Dakle, odrasli smuđevi i njihova mladež koji žive u istom jezeru koriste različite izvore energije za svoju egzistenciju i dio su različitih lanaca ishrane. Mladunci žive od sitnog planktona, dok su odrasli tipični grabežljivci.

Slabljenje međuvrsne konkurencije dovodi do širenja ekološke niše vrste. Na okeanskim ostrvima sa siromašnom faunom, određeni broj ptica, u poređenju sa svojim srodnicima na kopnu, naseljava raznovrsnija staništa i proširuje asortiman hrane, jer se ne susreću sa konkurentskim vrstama. Među otočkim stanovnicima postoji čak i povećana varijabilnost u obliku kljuna kao pokazatelj širenja prirode veza s hranom.

Ako interspecifična konkurencija sužava ekološku nišu vrste, sprečavajući da se iskaže sav njen potencijal, onda unutarvrsna konkurencija, naprotiv, doprinosi širenju ekoloških niša. S povećanjem broja vrsta počinje korištenje dodatne hrane, razvoj novih staništa i nastajanje novih biocenotičkih veza.

U akumulacijama biljke koje su potpuno uronjene u vodu (elodea, hornwort, urut) nalaze se u različitim uvjetima temperature, osvjetljenja i plina od onih koje plutaju na površini (telores, akvarel, leća) ili se ukorjenjuju na dnu i donose listovi na površinu (lokvanj, jajna kapsula, Victoria). Razlikuju se i po svojim odnosima sa okolinom. Epifiti tropskih šuma zauzimaju slične, ali još uvijek ne identične niše, jer pripadaju različitim ekološkim grupama u odnosu na svjetlost i vodu (heliofiti i sciofiti, higrofiti, mezofiti i kserofiti). Različite epifitske orhideje imaju visoko specijalizirane oprašivače.

U zreloj širokolisnoj šumi, drveće prvog sloja - obični hrast, glatki brijest, javor javor, srcolisna lipa i obični jasen - imaju slične životne oblike. Krošnje drveća koje formiraju njihove krošnje završavaju u istom horizontu, u sličnim uvjetima okoline. Ali pažljiva analiza pokazuje da oni na različite načine učestvuju u životu zajednice i stoga zauzimaju različite ekološke niše. Ova stabla se razlikuju po stepenu tolerancije na svjetlost i sjenu, vremenu cvatnje i plodonošenja, načinu oprašivanja i distribucije plodova, sastavu supruzi itd. Hrast, brijest i jasen su anemofilne biljke, ali je okolina u različito vrijeme zasićena njihovim polenom. Javor i lipa su entomofili, dobre medonosne biljke, ali cvjetaju u različito vrijeme. Hrast ima zoohoriju, dok druga širokolisna stabla imaju anemohoriju. Sastav supruga je različit za svakoga.

Ako se u šumi širokog lišća krošnje drveća nalaze u istom horizontu, tada se aktivni završeci korijena nalaze na različitim dubinama. Najdublje prodire korijenje hrasta, korijenje javora se nalazi više, a korijenje jasena je još površnije. Leglo različitih vrsta drveća se koristi različitim stopama. Lišće lipe, javora, brijesta i jasena se do proljeća gotovo potpuno raspada, a lišće hrasta još u proljeće formira rastresito šumsku stelju.

U skladu sa idejama L. G. Ramenskog o ekološkoj individualnosti vrsta i uzimajući u obzir činjenicu da biljne vrste u zajednici na različite načine učestvuju u razvoju i transformaciji životne sredine i transformaciji energije, možemo pretpostaviti da u postojećim fitocenozama svaka biljna vrsta ima svoju ekološku nišu.

Tokom ontogeneze, biljke, kao i mnoge životinje, mijenjaju svoju ekološku nišu. Kako stare, intenzivnije koriste i transformiraju svoje okruženje. Prelaskom biljke u generativni period značajno se proširuje raspon konsorta i mijenja se veličina i intenzitet fitogenog polja. Uloga starenja, senilnih biljaka u formiranju životne sredine se smanjuje. Gube mnoge supružnike, ali se povećava uloga destruktora povezanih s njima. Proizvodni procesi su oslabljeni.

Biljke imaju preklapajuće ekološke niše. Pojačava se u određenim periodima kada su resursi životne sredine ograničeni, ali kako vrste koriste resurse pojedinačno, selektivno i različitim intenzitetom, konkurencija u stabilnim fitocenozama je oslabljena.

Rice. 94. Korelacija između raznolikosti slojeva lišća i raznolikosti vrsta ptica (Shannon MacArthur indeksi iz E. Pianka, 1981.)

Bibliografija

Shilov I. A. Ekologija. M.: Viša škola, 1997.

Hristoforova N.K. Osnove ekologije. Vladivostok: Dalnauka, 1999.

Gilyarov A. M. Populaciona ekologija. M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta, 1990.

1. Svaka vrsta je prilagođena strogo definisanim uslovima životne sredine. Zahtevi organizama nasleđenih od svojih predaka za sastavom i režimima faktora životne sredine određuju granice rasprostranjenja vrste kojoj ovaj organizam pripada, odnosno rasprostranjenost, i unutar područja; staništa specifična za opseg. Bilo koja vrsta životinje, biljke ili mikroba sposobna je normalno živjeti, hraniti se i razmnožavati samo na mjestu gdje je evolucija to propisivala milenijumima, počevši od svojih predaka. Da bi označili ovaj fenomen, biolozi su posudili termin iz arhitekture - riječ "niša" i počeli su govoriti da svaka vrsta živog organizma zauzima svoju ekološku nišu u prirodi, jedinstvenu za njega.

Ekološka niša organizma- to je ukupnost svih njenih zahteva za uslovima životne sredine (sastav i režimi faktora sredine) i mesto gde su ti zahtevi zadovoljeni, ili čitav skup mnogih bioloških karakteristika i fizičkih parametara životne sredine koji određuju uslove postojanja određenu vrstu, njenu transformaciju energije, razmjenu informacija sa okolinom i sopstvenom vrstom. Američki naučnik John Grinnello uveo je termin ekološka niša 1928. godine. Stanište vrste je prostorno ograničen skup uslova abiotičke i biotičke sredine koji obezbjeđuje cjelokupni razvojni ciklus jedinki ili grupe jedinki iste vrste.

Ekološka niša karakteriše stepen biološke specijalizacije vrste. Prema naučnicima, stanište organizma je njegova adresa, ekološka niša je njegovo zanimanje ili stil života, ili profesija. Ekološka specifičnost vrste je naglašena aksiomom ekološke prilagodljivosti: „svaka vrsta je prilagođena strogo određenom skupu specifičnih uslova postojanja – ekološkoj niši“. Vrste organizama su ekološki individualne, imaju specifične ekološke niše. Ekoloških niša ima onoliko koliko i vrsta živih organizama na zemlji. Organizmi koji vode sličan način života imaju tendenciju da ne žive na istim mjestima zbog međuvrste konkurencije. Sovjetski biolog Gause je 1934. ustanovio princip kompetitivnog međusobnog isključivanja: dvije vrste ne zauzimaju istu ekološku nišu. U prirodi postoje i pravila za obavezno popunjavanje ekoloških niša: prazna ekološka niša će uvijek i definitivno biti popunjena. Ekološke niše su uvijek popunjene, iako za to ponekad treba dosta vremena.

Posebno je važno voditi računa o prirodnim obrascima kada se pokušava uklopiti u postojeću situaciju kako bi se stvorili povoljniji uvjeti za čovjeka. Biolozi su dokazali da u gradovima, kada područje postaje sve zagađenije otpadom od hrane, broj vrana raste. Prilikom pokušaja poboljšanja situacije, posebno fizičkim istrebljenjem ovih vrana, stanovništvo se može suočiti s činjenicom da će ekološku nišu u urbanoj sredini koju su vrane napustile brzo zauzeti vrsta koja ima sličnu ekološku nišu, odnosno štakori. .

2. Specijalizovane i opšte niše.

Ekološke niše svih živih organizama dijele se na specijalizirane i opće. Ova podjela ovisi o glavnom izvoru hrane odgovarajuće vrste, veličini staništa i osjetljivosti na abiotske faktore okoliša.

Specijalizovane niše. Većina vrsta biljaka i životinja prilagođena je da postoji samo u uskom rasponu klimatskih uvjeta i drugih ekoloških karakteristika i hrani se ograničenim spektrom biljaka ili životinja. Takve vrste imaju specijaliziranu nišu koja određuje njihovo stanište u prirodnom okruženju. Džinovska panda ima visoko specijalizovanu nišu, koja hrani 99% bambusovog lišća i izdanaka.

Opšte niše. Vrste sa zajedničkim nišama karakteriše laka prilagodljivost promenama faktora životne sredine. Mogu uspješno postojati na raznim mjestima, jesti raznovrsnu hranu i izdržati oštre fluktuacije u prirodnim uvjetima. Uobičajene ekološke niše nalaze se među muvama, žoharima, miševima, pacovima i ljudima.

Za vrste sa općim ekološkim nišama, postoji znatno niža prijetnja izumiranja nego za one sa specijaliziranim nišama.

3. Ljudska ekološka niša.

Osoba ima svoju jedinstvenu ekološku nišu, odnosno skup zahtjeva za mnoge okolišne faktore, razvijene u procesu evolucije. Prostor u kome je lokalizovana ljudska niša, odnosno mesto gde režimi faktora ne prelaze granice tolerancije nasleđene od predaka, veoma je ograničen. Kao biološka vrsta, čovjek može živjeti samo unutar kopnene mase ekvatorijalnog pojasa, odnosno u tropima i suptropima, gdje je prvobitno nastala drevna porodica. Vertikalno, ljudska niša se proteže na otprilike 3 - 3,5 km nadmorske visine. Zahvaljujući društvenim svojstvima, čovjek je proširio granice svog početnog područja ili staništa, nastanio se u visokim, srednjim i niskim geografskim širinama i ovladao dubinama oceana i svemira. Međutim, njegova temeljna ekološka niša se praktički nije promijenila i izvan prvobitnog dometa može opstati, savladavajući otpor ograničavajućih faktora ne adaptacijom, već uz pomoć posebno kreiranih zaštitnih uređaja i uređaja, posebno grijanih stanova, tople odjeće i tako dalje, koje imitiraju njegovu nišu, slično je onome što se radi za egzotične životinje i biljke u zoološkim vrtovima, botaničkim vrtovima, okeanarijumima i tako dalje.

Detaljno rešenje paragrafa 76 iz biologije za učenike 10. razreda, autori Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. 2014

• Gdz radnu svesku iz biologije za 10. razred možete pronaći

1. Šta je stanište?

Odgovori. Stanište (stanište) je skup biotičkih, abiotskih i antropogenih (ako ih ima) faktora životne sredine na bilo kojoj specifičnoj teritoriji ili vodenom području, formiranih na mestu primarnog kompleksa abiotskih faktora - ekotopa. Stanište vrste ili populacije je važna komponenta njegove/njene ekološke niše. U odnosu na kopnene životinje, pojam se smatra sinonimom za koncepte stanice (stanište vrste) i biotopa (stanište zajednice).

Staništa koja karakterišu različiti faktori životne sredine, ali imaju sličan vegetacijski pokrivač, nazivaju se biološki ekvivalentnim. Njihovo postojanje je moguće zbog djelomične kompenzacije faktora jedni od drugih.

T. Southwood (1977) je predložio klasifikaciju staništa prema prirodi promjena faktora tokom vremena, ističući sljedeće:

nepromijenjena - uslovi životne sredine ostaju povoljni na neodređeno vrijeme;

predvidljivo sezonski - postoji redovna promjena povoljnih i nepovoljnih perioda;

nepredvidivo - povoljni i nepovoljni periodi imaju različito trajanje;

efemerno - sa kratkim povoljnim periodom.

2. Šta je lanac ishrane?

Odgovori. Prehrambeni (trofički) lanac - niz vrsta biljaka, životinja, gljiva i mikroorganizama koji su međusobno povezani odnosom: hrana - potrošač (niz organizama u kojem se odvija postepeni prijenos materije i energije od izvora do potrošača ).

Organizmi sljedeće karike jedu organizme prethodne karike i tako nastaje lančani prijenos energije i materije, koji je u osnovi kruženja tvari u prirodi. Svakim prijenosom od veze do veze gubi se veliki dio (do 80-90%) potencijalne energije, koja se raspršuje u obliku topline. Iz tog razloga je broj karika (vrsta) u lancu ishrane ograničen i obično ne prelazi 4-5.

3. Šta je međuspecifična borba?

Pitanja nakon § 76

1. Koja je razlika između pojmova “staništa” i “ekološke niše”?

Odgovori. Položaj vrste koji zauzima u biogeocenozi, kompleks njenih veza s drugim vrstama i zahtjevi za abiotskim čimbenicima okoliša naziva se ekološka niša. Koncept "ekološke niše" treba razlikovati od koncepta "staništa". U potonjem slučaju radi se o dijelu prostora u kojem vrsta živi i gdje postoje neophodni abiotički uslovi za njeno postojanje. Ekološka niša vrste ne zavisi samo od abiotskih uslova, ona karakteriše čitav životni stil koji vrsta može voditi u datoj zajednici. Prema figurativnom izrazu ekologa Yu Oduma, stanište je adresa vrste, a ekološka niša je njena „profesija“. Postoje fundamentalne (ili potencijalne) i realizovane niše. Osnovna ekološka niša je skup optimalnih uslova pod kojima određena vrsta može postojati i razmnožavati se. Realizovana niša – uslovi u kojima se vrsta zaista pojavljuje u datom ekosistemu, ona uvek čini neki deo osnovne niše.

Za reprodukciju i dugotrajno postojanje mnogih životinjskih vrsta, razgraničenje niša u različitim fazama ontogeneze je od velike važnosti: gusjenice i odrasle jedinke lepidoptera, ličinke i kornjaši majske bube, punoglavci i odrasle žabe ne natječu se ni s jednom. drugi, budući da se razlikuju po staništu i da su dio različitih lanaca ishrane.

Međuvrsna konkurencija dovodi do sužavanja ekološke niše i ne dozvoljava da se njen potencijal manifestuje. Intraspecifična konkurencija, naprotiv, doprinosi širenju ekološke niše. U vezi sa povećanjem brojnosti vrsta počinje korištenje prihrane, razvoj novih staništa i nastajanje novih biocenotskih veza.

2. Mogu li različite vrste zauzimati istu ekološku nišu?

Odgovori. Ne, ne mogu. Veliki broj organizama različitih vrsta živi u jednom staništu. Na primjer, mješovita šuma je stanište za stotine vrsta biljaka i životinja, ali svaka od njih ima svoju i samo jednu "profesiju" - ekološku nišu.

U šumi, los i vjeverica imaju slična staništa, ali su njihove niše potpuno različite: vjeverica živi uglavnom u krošnjama drveća, hrani se sjemenkama i plodovima i tamo se razmnožava. Cijeli životni ciklus losa povezan je s prostorom potkrovlja: hranjenje zelenim biljkama ili njihovim dijelovima, razmnožavanje i sklonište u šikarama.

Elementi ekološke niše:

hrana (vrste);

vrijeme i način ishrane;

mjesto uzgoja;

mjesto skloništa.

Ekološke niše postoje prema određenim pravilima:

što su zahtjevi (granice tolerancije) neke vrste na bilo koji ili više faktora okoliša širi, to je veći prostor koji ona može zauzeti u prirodi, a time i šira njena rasprostranjenost;

ako se režim bilo kojeg, barem jednog ekološkog faktora u staništu jedinki jedne vrste promijenio na način da njegove vrijednosti prelaze granice niše, onda to znači uništenje niše, tj. , ograničenje ili nemogućnost očuvanja vrste u datom staništu. Drugi važni obrasci su takođe povezani sa konceptom „ekološke niše“ – svaka vrsta ima svoju, jedinstvenu ekološku nišu, odnosno koliko vrsta na Zemlji, toliko ekoloških niša (2,2 miliona vrsta živih organizama, od čega 1,7 miliona vrsta životinja). Dvije različite vrste (čak i one vrlo bliske) ne mogu zauzeti istu ekološku nišu u prostoru;

u svakom ekosistemu postoje vrste koje imaju istu nišu ili njene elemente (hrana, sklonište). U ovom slučaju, konkurencija je neizbježna, borba za posjedovanje niše. Takvi odnosi odražavaju se Gauseovim pravilom: ako dvije vrste sa sličnim zahtjevima za okoliš (ishrana, ponašanje, mjesta za razmnožavanje) uđu u kompetitivni odnos, tada jedna od njih mora umrijeti ili promijeniti način života i zauzeti novu ekološku nišu.

Ekološka niša je ukupnost svih zahtjeva vrste (populacije) prema uslovima životne sredine (sastav i režim faktora sredine) i mjesto gdje su ti zahtjevi ispunjeni.

Ekološke niše suživotnih vrsta mogu se djelomično preklapati, ali se nikada u potpunosti ne podudaraju, jer stupa na snagu zakon konkurentske isključenosti.

3. Može li jedna vrsta zauzimati različite ekološke niše? Od čega ovo zavisi?

4. Kakav je značaj ekoloških niša u životu zajednice?

Odgovori. Koncept ekološke niše vrlo je koristan za razumijevanje zakona koegzistencije vrsta. Na primjer, svaka zelena biljka, sudjelujući na jedan ili drugi način u formiranju biogeocenoze, osigurava postojanje niza ekoloških niša. Među njima mogu postojati niše koje uključuju organizme koji se hrane korijenskim tkivom (korijenovci) ili lisnim tkivom (lisne bube i sokovnjače), cvijećem (cvjetne bube), voćem (voćari), izlučevinama korijena (ekkrizotrofi) itd. čine integralni sistem raznovrsne upotrebe biljne mase tela. Štoviše, svi heterotrofi koji jedu biljnu biomasu gotovo se i ne natječu jedni s drugima.

Svaka od ovih niša uključuje grupe organizama koje su heterogene po sastavu vrsta. Na primjer, ekološka grupa kornjaša uključuje i nematode i ličinke nekih kornjaša (majske bube, kukoljke), a niša biljaka koje sišu biljne sokove uključuju bube i lisne uši.

Ekološke niše životinja koje se hrane biljnom biomasom

Grupe vrsta u zajednici koje imaju slične funkcije i niše istih svojstava neki autori nazivaju cehovima (ceh korijenoždera, ceh noćnih grabežljivaca, ceh čistača itd.).

Razmotrite sliku 122. Da li biljojedi zauzimaju iste ili različite niše u afričkoj savani? Obrazložite svoj odgovor. Razmotrite sliku 123. Da li vreten konjic i njegova larva zauzimaju iste ili različite niše? Obrazložite svoj odgovor.

Odgovori. U savani životinje zauzimaju različite ekološke niše. Ekološka niša je mjesto koje vrsta zauzima u biocenozi, uključujući kompleks njenih biocenotičkih veza i zahtjeva za okolišnim faktorima. Termin je 1914. skovao J. Grinnell, a 1927. Charles Elton.

Ekološka niša je zbir faktora za postojanje određene vrste, od kojih je glavni njeno mjesto u lancu ishrane.

Ekološka niša može biti:

fundamentalna - određena kombinacijom uslova i resursa koji omogućavaju vrsti da održi održivu populaciju;

ostvarene - čija svojstva određuju konkurentske vrste.

Ova razlika naglašava da interspecifična konkurencija dovodi do smanjenja plodnosti i održivosti i da može postojati dio temeljne ekološke niše u kojoj vrsta, kao rezultat međuvrsne konkurencije, više nije u stanju živjeti i uspješno se razmnožavati.

Ekološka niša ne može biti prazna. Ako se niša isprazni kao rezultat izumiranja vrste, odmah je popunjava druga vrsta.

Stanište se obično sastoji od odvojenih područja („krpe“) sa povoljnim i nepovoljnim uslovima; ova mjesta su često samo privremeno dostupna i pojavljuju se nepredvidivo u vremenu i prostoru.

Prazne površine ili „praznine“ staništa se javljaju nepredvidivo u mnogim biotopima. Požari ili klizišta mogu dovesti do stvaranja pustara u šumama; Oluja može razotkriti otvoreno područje morske obale, a proždrljivi grabežljivci bilo gdje mogu istrijebiti potencijalne žrtve. Ove ispražnjene oblasti su uvek ponovo naseljene. Međutim, prvi doseljenici neće nužno biti one vrste koje su u stanju da se uspješno takmiče s drugim vrstama i istisnu ih u dužem vremenskom periodu. Stoga je koegzistencija prolaznih i konkurentskih vrsta moguća sve dok se nenaseljena područja pojavljuju s odgovarajućom učestalošću. Prolazna vrsta je obično prva koja kolonizuje prazno područje, kolonizira ga i razmnožava se. Konkurentnija vrsta polako kolonizuje ova područja, ali kada kolonizacija počne, s vremenom pobjeđuje prolaznu vrstu i razmnožava se.

Proučavanje ekoloških niša je od velike praktične važnosti. Prilikom uvođenja stranih vrsta u lokalnu floru i faunu potrebno je saznati koju ekološku nišu zauzimaju u svojoj domovini i da li će imati konkurenciju u mjestima introdukcije. Široka rasprostranjenost muskrata u Evropi i Aziji objašnjava se upravo odsustvom glodara sa sličnim načinom života u ovim regijama.

Kod srodnih vrsta koje žive zajedno, postoji vrlo fino ocrtavanje ekoloških niša. Tako kopitari koji pasu u afričkim savanama koriste hranu za pašnjake na različite načine: zebre uglavnom beru vrhove trave, gnuovi se hrane onim što im zebre ostave, gazele čupaju najniže trave, a topi antilope se zadovoljavaju suhim stabljikama koje ostavljaju drugi biljojedi. Zbog podjele niša povećava se ukupna bioproduktivnost ovako složenog stada u pogledu sastava vrsta. Seljačko stado koje se sastoji od krava, ovaca i koza koristi livade i pašnjake mnogo efikasnije, sa ekološke tačke gledišta, nego monokultura jedne vrste je najmanje efikasan način poljoprivrede.

Ako uporedimo odraslog kukca i larve vretenca, možemo izvući sljedeće zaključke:

1) Ličinke obično služe kao faza disperzije koja osigurava širenje vrste.

2) Ličinke se razlikuju od odraslih jedinki i po biologiji ishrane, i po svom staništu, i po načinu kretanja (leteći vretenac i njegova plivajuća ličinka) i karakteristikama ponašanja. Zahvaljujući tome, jedna vrsta može iskoristiti mogućnosti koje pružaju dvije ekološke niše tokom cijelog svog životnog ciklusa. Ovo povećava šanse za preživljavanje vrste.

3) mogu se prilagoditi raznim uslovima koji ih čekaju u drugom životu, imaju fiziološku izdržljivost.

Uvod

U ovom radu želim da vas upoznam sa pojmovima kao što su ekološka niša, ograničavajući faktori i detaljnije o zakonu tolerancije.

Ekološka niša je mjesto koje vrsta zauzima u biocenozi, uključujući kompleks njenih biocenotičkih veza i zahtjeva za okolišnim faktorima.

Koncept ekološke niše uveden je da se odnosi na ulogu koju vrsta igra u zajednici. Ekoniš treba shvatiti kao način života i, prije svega, način ishrane tijela.

Ekološka niša je apstraktan pojam to je ukupnost svih faktora životne sredine u okviru kojih je moguće postojanje vrste u prirodi. Ovaj termin je 1927. skovao Charles Elton. Uključuje hemijske, fizičke i biotičke faktore neophodne za život organizma, a određen je njegovom morfološkom spremnošću, fiziološkim reakcijama i ponašanjem. U različitim dijelovima svijeta i na različitim teritorijama postoje vrste koje nisu identične u sistematskom smislu, ali slične u ekologiji - nazivaju se ekološki ekvivalentnim.

Ekološka niša je mjesto koje vrsta (tačnije, njena populacija) zauzima u zajednici (biocenoza). Interakcija date vrste (populacije) sa partnerima u zajednici čiji je član određuje njeno mjesto u ciklusu supstanci koje određuju hrana i kompetitivni odnosi u biocenozi. Termin "ekološka niša" predložio je američki naučnik J. Grinnell (1917). Tumačenje ekološke niše kao položaja vrste u lancima ishrane jedne ili više biocenoza dao je engleski ekolog C. Elton (1927). Takvo tumačenje koncepta ekološke niše omogućava nam da damo kvantitativni opis ekološke niše za svaku vrstu ili za njene pojedinačne populacije.

Ograničavajući faktor je faktor sredine koji prevazilazi granice izdržljivosti organizma. Ograničavajući faktor ograničava svaku manifestaciju vitalne aktivnosti tijela. Uz pomoć ograničavajućih faktora reguliše se stanje organizama i ekosistema.

Shelfordov zakon tolerancije - u ekologiji - je zakon prema kojem je postojanje vrste određeno ograničavajućim faktorima koji su ne samo na minimumu, već i na maksimumu. Zakon tolerancije proširuje Liebigov zakon minimuma.

J. Liebigov zakon minimuma - u ekologiji - koncept prema kojem postojanje i izdržljivost organizma određuje najslabija karika u lancu njegovih ekoloških potreba.

Prema zakonu minimuma, vitalne sposobnosti organizama ograničene su onim faktorima životne sredine čija je količina i kvaliteta blizu minimuma koji organizam ili ekosistem zahteva.

Ekološka niša

Bilo koja vrsta organizma prilagođena je određenim uslovima postojanja i ne može proizvoljno menjati svoje stanište, ishranu, vreme hranjenja, mesto razmnožavanja, sklonište itd. Čitav kompleks odnosa prema takvim faktorima određuje mjesto koje je priroda dodijelila datom organizmu i ulogu koju on mora imati u općem životnom procesu. Sve ovo dolazi zajedno u koncept ekološka niša.

Ekološka niša se podrazumijeva kao mjesto organizma u prirodi i cjelokupni način njegovog životnog djelovanja, njegov životni status, fiksiran u njegovoj organizaciji i adaptacijama.

U različito vrijeme konceptu ekološke niše pripisivana su različita značenja. Isprva je riječ „niša“ označavala osnovnu jedinicu distribucije vrste unutar prostora ekosistema, diktiranu strukturnim i instinktivnim ograničenjima date vrste. Na primjer, vjeverice žive na drveću, losovi žive na tlu, neke vrste ptica gnijezde se na granama, druge u šupljinama itd. Ovdje se koncept ekološke niše tumači uglavnom kao stanište, odnosno prostorna niša. Kasnije je termin “niša” dobio značenje “funkcionalnog statusa organizma u zajednici”. To se uglavnom odnosilo na mjesto date vrste u trofičkoj strukturi ekosistema: vrstu hrane, vrijeme i mjesto hranjenja, ko je grabežljivac za dati organizam itd. Ovo se sada zove trofička niša. Tada se pokazalo da se niša može smatrati svojevrsnim hipervolumenom u višedimenzionalnom prostoru izgrađenom na osnovu faktora okoline. Ovaj hipervolumen ograničavao je raspon faktora u kojima bi određena vrsta mogla postojati (hiperdimenzionalna niša).

Odnosno, u savremenom poimanju ekološke niše mogu se razlikovati najmanje tri aspekta: fizički prostor koji organizam zauzima u prirodi (stanište), njegov odnos prema faktorima okoline i susjednim živim organizmima (vezama), kao i njegovu funkcionalnu ulogu u ekosistemu. Svi ovi aspekti se manifestuju kroz strukturu organizma, njegove adaptacije, instinkte, životne cikluse, životne „interese“ itd. Pravo organizma da bira svoju ekološku nišu ograničeno je prilično uskim okvirom koji mu je dodijeljen od rođenja. Međutim, njegovi potomci mogu tražiti druge ekološke niše ako su se u njima dogodile odgovarajuće genetske promjene.

Koristeći koncept ekološke niše, Gauseovo pravilo kompetitivne isključenosti može se preformulisati na sljedeći način: dvije različite vrste ne mogu dugo zauzimati istu ekološku nišu ili čak ući u isti ekosistem; jedan od njih mora ili umrijeti ili se promijeniti i zauzeti novu ekološku nišu. Inače, intraspecifična konkurencija je često jako smanjena upravo zato što u različitim fazama životnog ciklusa mnogi organizmi zauzimaju različite ekološke niše. Na primjer, punoglavac je biljožder, a odrasle žabe koje žive u istom ribnjaku su grabežljivci. Drugi primjer: insekti u stadiju larve i odrasle osobe.

Veliki broj organizama različitih vrsta može živjeti na jednom području u ekosistemu. To mogu biti blisko povezane vrste, ali svaka od njih mora zauzeti svoju jedinstvenu ekološku nišu. U ovom slučaju, ove vrste ne ulaze u kompetitivne odnose i, u određenom smislu, postaju neutralne jedna prema drugoj. Međutim, često se ekološke niše različitih vrsta mogu preklapati u barem jednom aspektu, na primjer, stanište ili prehrana. To dovodi do međuvrsne konkurencije, koja obično nije ozbiljna i doprinosi jasnom razgraničenju ekoloških niša.

Dakle, u ekosistemima se primjenjuje zakon sličan Paulijevom principu isključivanja u kvantnoj fizici: u datom kvantnom sistemu ne može postojati više od jednog fermiona (čestica sa polucijelim spinom, kao što su elektroni, protoni, neutroni, itd.). u istom kvantnom stanju). U ekosistemima postoji i kvantizacija ekoloških niša koje imaju tendenciju da budu jasno lokalizovane u odnosu na druge ekološke niše. Unutar date ekološke niše, odnosno unutar populacije koja tu nišu zauzima, diferencijacija se nastavlja na specifičnije niše koje zauzima svaki pojedini pojedinac, što određuje status ove jedinke u životu ove populacije.

Da li se slična diferencijacija javlja na nižim nivoima hijerarhije sistema, na primjer, na nivou višećelijskog organizma? Ovdje također možemo razlikovati različite „vrste“ ćelija i manja „tijela“, čija struktura određuje njihovu funkcionalnu svrhu u tijelu. Neki od njih su nepokretni, njihove kolonije formiraju organe, čija svrha ima smisla samo u odnosu na organizam u cjelini. Postoje i pokretni jednostavni organizmi za koje se čini da žive vlastitim “ličnim” životom, koji ipak u potpunosti zadovoljava potrebe cijelog višećelijskog organizma. Na primjer, crvena krvna zrnca rade samo ono što „mogu“: vezuju kisik na jednom mjestu i oslobađaju ga na drugom mjestu. To je njihova „ekološka niša“. Vitalna aktivnost svake ćelije u telu je tako strukturisana da, „živeći za sebe“, istovremeno radi na dobrobit celog organizma. Takav rad nas nimalo ne zamara, kao što nas ne zamara ni proces jedenja, niti bavljenje onim što volimo (ako je, naravno, sve ovo umjereno). Ćelije su dizajnirane tako da jednostavno ne mogu drugačije živjeti, kao što pčela ne može živjeti bez skupljanja nektara i polena sa cvijeća (vjerovatno joj to donosi nekakvo zadovoljstvo).

Dakle, čini se da je čitava priroda „od dna do vrha“ prožeta idejom diferencijacije, koja se u ekologiji uobličila u koncept ekološke niše, koja je u određenom smislu analogna organu ili podsistemu živi organizam. Sami ovi "organi" nastaju pod utjecajem vanjskog okruženja, odnosno njihovo formiranje podliježe zahtjevima supersistema, u našem slučaju - biosfere.

Funkcionalno razumijevanje ekološke niše

Napomena 1

Teorija ekološke niše služi kao osnova za mnoga područja ekoloških i evolucijsko-ekoloških istraživanja, posebno u vezi s biotičkim odnosima organizama.

Koncept niše je relativno nedavno stekao moderan oblik. Očigledno, R. Johnson je prvi upotrijebio ovaj izraz na samom početku 20. stoljeća. Radom ekologa u prvoj polovini prošlog stoljeća, ekološka niša se počela poistovjećivati ​​sa položajem organizama u zajednici. Od sredine prošlog veka, koncept niše dobija centralni značaj u evolucionim ekološkim istraživanjima.

Napomena 2

Jedan od prvih razvijenih koncepata niše bio je koncept E. Grinnell-a, u odnosu na koji se obično smatra da se koncept niše u velikoj mjeri poistovjećuje s konceptom staništa.

Međutim, u stvari, Grinnell je nišu shvatio kao međusobno povezani skup adaptacija organizama na uvjete postojanja u određenom staništu.

Među tim adaptacijama dao je primat trofičkim, tj. sastav hrane i način ishrane, a hranidbeno ponašanje smatra vodećom adaptivnom osobinom, koja utiče na izbor supstrata za hranu ili mikrostaništa životinja, što kao posljedicu određuje biotopske preferencije i raspon vrsta, njihovu morfologiju i sastav hrane.

Tako je E. Grinnell nišu shvatio kao svojstvo vrste, a ne njenog okruženja, kao istorijski određen položaj vrste u ekosistemima, koji se izražava u sticanju određene prehrambene specijalizacije, prostornih odnosa, tj. u svim oblicima životne aktivnosti.

Sličan koncept razvio je Charles Elton, koji je koristio koncept niše za određivanje položaja i međuvrsnih odnosa živih organizama u zajednici. Dakle, u zoru formiranja koncepta niše, on je uključivao pretežno funkcionalni aspekt.

Proučavanje parametara pojedinačnih niša

Od sredine 20. stoljeća interes ekologa se pomjerio na proučavanje pojedinačnih parametara niše. Ove studije su bile zasnovane na Hutchinsonovom konceptu višedimenzionalne ekološke niše. Prema ovom konceptu, niša se može definirati kao zbir ukupne raznolikosti resursa potrebnih za populaciju vrste.

Hutchinson je uporedio nišu sa višedimenzionalnim prostorom, ili hipervolumenom, unutar kojeg preovlađujući uslovi omogućavaju organizmu da živi neograničeno. Gradijentna linija svakog faktora predstavlja određenu dimenziju prostora. Hutchinson je nazvao ukupni skup vrijednosti svih faktora pod kojima određeni organizam može postojati fundamentalna niša. Takva niša je najveći apstraktni hipervolumen, u nedostatku ograničenja konkurencije s drugim vrstama i uz optimalno abiotičko okruženje. Stvarni raspon uslova u kojima organizam stvarno postoji, manji ili jednaki osnovnoj niši, naziva se ostvarena niša.

Napomena 3

Multidimenzionalna niša bi se mogla opisati pomoću kvantitativnih indikatora i sa njom bi se mogli napraviti matematički proračuni. Ona je uključivala i svojstva samih organizama i karakteristike njihovih odnosa u zajednici, pa se pokazalo da su karakteristike niše vrste vrlo varijabilne.

Uz prisustvo slobodnih niša, koje pod određenim uvjetima mogu zauzeti vrste koje su na to najprilagođenije, Hutchinson je ukazao na mogućnost promjene konfiguracije niša i podjele nekada pojedinačnih niša na nekoliko u toku procesa specijacije.

Dalji razvoj ovog koncepta odredili su radovi R. MacArthura, njegovih sljedbenika i kolega. Ove studije su razvile formalizovane metode za proučavanje stepena preklapanja i širine niše pojedinih vrsta. Nakon toga, mnogi istraživači su počeli ukazivati ​​na potrebu za diferenciranim pristupom proučavanju različitih aspekata niše.

Postupno su se najvažniji parametri niše počeli zvati:

• stanište,
• sastav hrane,
• vrijeme.

Početkom 21. stoljeća, ponašanje u hranjenju počelo je da se dodaje glavnim pokazateljima ekološke niše. Na osnovu uporedne analize glavnih indikatora niše, došli smo do zaključka o njihovoj hijerarhijskoj međusobnoj povezanosti.

Dalja istraživanja u ovom pravcu doprinijela su stvaranju koncepta jednodimenzionalne hijerarhijske ekološke niše.

Osnova za njegovo stvaranje bile su ideje Grinnell-a, koji je preuzeo vodeću ulogu ponašanja u ishrani u ekološkoj segregaciji blisko povezanih vrsta i hijerarhijskoj strukturi njihovih niša.

U okviru ovog koncepta, niša se shvata kao integralna funkcionalna jedinica. Definiše se kao sistem čija emergentna svojstva proizilaze iz specifične funkcije svake vrste u ekosistemu i jasno su izražena u vrsti specifičnog načina ponašanja u hranjenju vrste. Da bi to učinili, organizmi razvijaju posebne adaptivne karakteristike vezane za njihovu ekologiju, morfologiju, fiziologiju, genetiku itd.

Ponašanje u hranjenju je stabilno i najstereotipnije među pokazateljima vrste, i određuje izbor karakterističnih mikrostaništa životinja, što dalje određuje njihovu biotopsku i geografsku rasprostranjenost, utiče na sastav hrane, karakteristike društvene organizacije itd. U ovom slučaju, ona se sama ispostavlja kao sistemsko obilježje koje određuje razvoj svih ostalih osobina date vrste, njihov je integralni izraz i holistički odražava specifičnosti niše vrste.