Ekološka niša životinje. Pravila za obavezno popunjavanje višedimenzionalnog područja ekosistema

Prilikom proučavanja ponašanja životinja u prirodnom okruženju, važno je razumjeti utjecaj posljedica ponašanja na sposobnost životinje da preživi. Posljedice određene vrste aktivnosti uglavnom ovise o neposrednim životnim uvjetima životinja. U uvjetima na koje je životinja dobro prilagođena, posljedice ove ili one vrste aktivnosti mogu biti korisne. Ista aktivnost u drugim uslovima može biti štetna. Da bismo razumjeli kako je evoluiralo ponašanje životinja, moramo razumjeti kako se životinje prilagođavaju svom okruženju.

ekologija - je grana prirodnih nauka koja proučava odnos životinja i biljaka sa njihovom okolinom. prirodno okruženje. To je relevantno za sve aspekte ovih odnosa, uključujući protok energije kroz ekosisteme, fiziologiju životinja i biljaka, strukturu životinjskih populacija i njihovo ponašanje, itd. Pored stjecanja preciznih znanja o određenim životinjama, ekolog nastoji razumjeti opšti principi ekološke organizacije, a ovdje ćemo se osvrnuti na neke od njih.

U procesu evolucije životinje se prilagođavaju specifičnim uvjetima. okruženje, ili stanište. Staništa se obično karakteriziraju opisom njihovih fizičkih i hemijski znaci. Od vrste biljnih zajednica zavisi fizička svojstva okruženja kao što su tlo i klima. Biljne zajednice pružaju raznovrsna moguća staništa koja koriste životinje. Povezivanje biljaka i životinja, zajedno sa specifičnim uslovima prirodnog staništa, čini ekosistem. Na svijetu postoji 10 glavnih tipova ekosistema koji se nazivaju biomi. Na sl. 5.8 prikazuje distribuciju glavnih zemaljskih bioma svijeta. Tu su i morski i slatkovodni biomi. Na primjer, biom kao što su savane pokriva velika područja Afrike, Južne Amerike i Australije i travnate su ravnice s rijetkim drvećem koje raste na njima u tropskim i suptropskim regijama. globus. Savane obično imaju kišnu sezonu. Na gornjem kraju raspona distribucije padavina, savana postepeno ustupa mjesto tropskim šumama, a na donjem kraju pustinjama. Bagrem prevladava u afričkoj savani, palme u južnoameričkoj savani, a eukaliptus u australskoj savani. Karakteristična karakteristika afričke savane je širok izbor biljojeda kopitara, koji osiguravaju postojanje raznih grabežljivaca. AT južna amerika i Australiji, iste niše zauzimaju druge vrste.

Skup životinja i biljaka koje naseljavaju određeno stanište naziva se zajednica. Vrste koje formiraju zajednicu dijele se na proizvođače, potrošače i razlagače. Proizvođači su zelene biljke koje hvataju solarna energija i pretvori ga u hemikaliju. Potrošači su životinje koje jedu biljke ili biljojede i tako indirektno ovise o biljkama za energiju. Razlagači su obično gljive i bakterije koje razgrađuju mrtve ostatke životinja i biljaka u tvari koje biljke mogu ponovno koristiti.

niša - to je uloga životinje u zajednici, određena njenim odnosima i sa drugim organizmima i sa fizičkim okruženjem. Dakle, biljojedi obično jedu biljke, a biljojede, zauzvrat, jedu grabežljivci. Tipovi koji zauzimaju ovu nišu razlikuju se u različitim dijelovima svijeta. Na primjer, nišu malih biljojeda u umjerenim zonama na sjevernoj hemisferi zauzimaju zečevi i zečevi, u Južnoj Americi agouti i viscaches, u Africi hurmašici i bijelonogi hrčci, au Australiji valabiji.

Rice. 5.8. Distribucija glavnih zemaljskih bioma svijeta.

Godine 1917. američki ekolog Grinnell prvi je iznio teoriju niša, zasnovanu na proučavanju kalifornijske ptice rugalice. (Toxostoma redivivum) - ptica koja se gnijezdi u gustom lišću jedan do dva metra iznad zemlje. Lokacija gnijezda je jedna od karakteristika po kojima se može opisati životna niša. U planinskim područjima vegetacija neophodna za gniježđenje nalazi se samo u ekološkoj zajednici tzv chaparral. Stanište ptice rugalice, opisano fizičkim karakteristikama okoline, dijelom je određeno reakcijom populacije ptice rugalice na situaciju u niši. Dakle, ako je visina gnijezda iznad tla odlučujući faktor u bijegu od grabežljivaca, tada će postojati jaka konkurencija u populaciji za gnijezdišta na optimalnoj visini. Da ovaj faktor nije bio toliko odlučujući, onda više pojedinci bi mogli da grade gnijezda na drugom mjestu. Na uslove staništa u datoj niši takođe utiče konkurencija drugih vrsta za mesta gnežđenja, hranu itd. Stanište kalifornijske ptice rugalice delimično je određeno situacijom u niši, distribucijom drugih vrsta grmova karakterističnih za čaparal i gustina naseljenosti same ptice rugalice. Jasno je da ako je njegova gustina mala, ptice se gnijezde samo unutra najbolja mesta, a to ima utjecaja na stanište vrste. Dakle, ukupni odnos ptice rugalice prema uslovima staništa, koji se često naziva terminom ekotop, su rezultat složene interakcije karakteristične karakteristike niše, staništa i populacije.

Ako životinje različite vrste koriste iste resurse, karakterišu ih neke zajedničke preferencije ili granice održivosti, onda govorimo o preklapajućim nišama (slika 5.9). Preklapanje niša dovodi do konkurencije, posebno kada su resursi oskudni. Princip konkurentske isključenosti navodi da dvije vrste sa identičnim nišama ne mogu postojati na istom mjestu u isto vrijeme s ograničenim resursima. Iz ovoga slijedi da ako dvije vrste koegzistiraju, onda između njih moraju postojati ekološke razlike.

Rice. 5.9. Preklapanje niša. Kondicija životinje se često može predstaviti kao kriva u obliku zvona duž nekog gradijenta okoline, kao što je temperatura. Preklapanje niša (zasjenjeno područje) javlja se u dijelu gradijenta koji zauzimaju predstavnici različitih vrsta.

Kao primjer, razmotrite odnos niša u grupi vrsta ptica koje "beru lišće" koje se hrane hrastovima planinske obale u centralnoj Kaliforniji (Root, 1967). Ova grupa, tzv ceh, su vrste koje koriste iste prirodne resurse na isti način. Niše ovih vrsta se u velikoj mjeri preklapaju i stoga se međusobno takmiče. Prednost koncepta ceha je u tome što ovaj slučaj analizirane su sve konkurentske vrste ovog lokaliteta, bez obzira na njihov taksonomski položaj. Ako uzmemo u obzir prehranu ovog ceha ptica kao element njihovog staništa, onda se mora reći da bi se većina ove prehrane trebala sastojati od člankonožaca prikupljenih iz lišća. Ovo je proizvoljna klasifikacija, jer svaka vrsta može biti član više od jednog saveza. Na primjer, obična sisa (Parus inornatus) odnosi se na ceh ptica koje beru lišće na osnovu njihovog ponašanja u potrazi za hranom; osim toga, član je ceha ptica koje se gnijezde u udubljenjima zbog zahtjeva za gniježđenjem.

Rice. 5.11. Tri tipa ponašanja u potrazi za hranom kod ptica koje beru lišće predstavljene su kao tri strane trougla. Dužina prave okomite na stranu trougla je proporcionalna količini vremena utrošenog na ovo ponašanje. Zbir sva tri reda za svaki pogled je 100%. (After Root, 1967.)

Iako se u ovom slučaju pet vrsta ptica hrani kukcima, svaka vrsta uzima insekte koji se razlikuju po veličini i taksonomskom položaju. Taksonomske kategorije insekata koje jedu ovih pet vrsta se preklapaju, ali svaka vrsta je specijalizovana za određeni takson. Veličine plijena se potpuno preklapaju, ali njihova sredstva i varijacije su različite, barem u nekim slučajevima. Root (1967) je također otkrio da ptice ovih vrsta karakteriziraju tri tipa ponašanja u potrazi za hranom:

1) sakupljanje insekata sa površine lišća, kada se ptica kreće po čvrstoj podlozi;

2) hvatanje insekata sa površine lišća od strane ptice koja lebdi;

3) hvatanje letećih insekata.

Udio vremena koje svaka vrsta troši na jedan ili drugi način dobivanja hrane prikazan je na Sl. 5.11. Ovaj primjer jasno pokazuje proces ekološke specijalizacije u ponašanju. Ponašanje svake vrste utječe na ponašanje drugih vrsta na način da članovi tog esnafa razvijaju sve moguće vrste ponašanja u potrazi za hranom i koriste sve vrste plijena.

Konkurencija često rezultira dominacijom jedne vrste; ovo se ogleda u činjenici da dominantne vrste imaju prednost u korišćenju resursa kao što su hrana, prostor i sklonište (Miller, 1967; Morse, 1971). Na osnovu teorije, moglo bi se očekivati ​​da će vrsta koja postane podređena drugoj vrsti morati promijeniti svoje korištenje resursa na način da smanji preklapanje s dominantnom vrstom. Obično u ovom slučaju, podređena vrsta smanjuje korištenje nekih resursa, čime se smanjuje širina niše. U nekim slučajevima, podređena vrsta može proširiti nišu kako bi uključila prethodno neiskorištene resurse, bilo podređivanjem drugih vrsta u susjednim nišama ili potpunijim korištenjem osnovne niše.

Ako podređena vrsta opstane u konkurenciji s dominantnom vrstom, tada je njena glavna niša šira od one dominantne vrste. Takvi slučajevi su zabilježeni kod pčela i kosova Novog svijeta (Orians i Willson, 1964). Pošto prioritet u korišćenju resursa pripada dominantnim vrstama, podređene vrste mogu biti isključene iz nišnog prostora kada su resursi ograničeni, njihov broj je nepredvidiv, a ishrana zahteva značajan napor; a sve to značajno smanjuje sposobnost podređenih vrsta u području preklapanja. U takvim slučajevima može se očekivati ​​da podređene vrste budu podvrgnute značajnom pritisku selekcije i da će promijeniti svoje temeljne niše, bilo kroz specijalizaciju ili razvijanjem otpornosti na širi spektar fizičkih uslova staništa.

Prilagodljivost ponašanja životinja

Prirodnjaci i etolozi otkrili su brojne primjere nevjerovatnih načina na koje se životinje savršeno prilagođavaju uvjetima svog okruženja. Poteškoća u objašnjavanju ovakvog ponašanja životinja je u tome što ono izgleda samo uvjerljivo jer se različiti detalji i zapažanja previše dobro uklapaju; drugim riječima, dobra priča može izgledati uvjerljivo jednostavno zato što je dobra priča. To ne znači da dobra priča ne može biti istinita. U bilo kojem ispravno objašnjenje Adaptacija ponašanja različiti detalji i zapažanja i zaista moraju biti spojeni. Problem je u tome što biolozi, kao i naučnici, moraju procijeniti podatke, i dobar opis- nisu uvek dobri podaci. Kao i na sudu, podaci moraju biti više nego temeljiti i moraju imati neke elemente nezavisne provjere.

Jedan od načina da se dobiju podaci koji ukazuju na prilagodljivost ponašanja je upoređivanje srodnih vrsta koje zauzimaju različita staništa. Klasičan primjer takav pristup je rad Ester Cullen (1957) koji upoređuje navike gniježđenja mačića koji se gnijezde na stijenama. (Rissa tridactyla) i galebovi koji se gnijezde u zemlji kao što je obični (Lams ridibundus) i srebro (Lams argentatus). Kittiwake se gnijezde na stjenovitim izbočinama nedostupnim grabežljivcima i očito su evoluirale od galebova koji se gnijezde na zemlji kao rezultat pritiska grabežljivaca. Kittiwake su naslijedile neke osobine galebova koji se gnijezde na zemlji, kao što je djelomično kamuflirana boja njihovih jaja. Jaja ptica koje se gnijezde na zemlji obično su dobro kamuflirana kako bi se zaštitile od grabežljivaca, ali kod kittiwake boja jaja ne može služiti ovoj funkciji, jer je svako gnijezdo označeno upadljivim bijelim izmetom. Odrasle jedinke i mladunci koji se gnijezde na tlu su uredni i izbjegavaju nuždu u blizini gnijezda kako ne bi otkrili njegovu lokaciju. Stoga se čini najvjerovatnijim da je kamuflažna boja kittiwake jaja dokaz da su se njihovi preci gnijezdili na tlu.

Cullen (1957) je proučavao gnijezdeću koloniju kittiwakesa na otocima Farne kod istočne obale Ujedinjenog Kraljevstva, gdje se gnijezde na vrlo uskim stijenama. Ustanovila je da ni kopnene životinje poput štakora niti ptice poput galebova haringe, koje često plijene jaja ptica koje se gnijezde na tlu, ne plijene njihova jaja. Kittiwake se uglavnom hrane ribom i ne jedu jaja i piliće iz susjednih gnijezda, kao što to često čine galebovi koji se gnijezde na tlu. Kittiwakes su, očigledno, već izgubili većina adaptacije za zaštitu drugih galebova od predatora. Na primjer, ne samo da ne maskiraju gnijezdo, već rijetko emituju alarm i ne napadaju masovno grabežljivce.

Rice. 5.12. Crvenonogi govornici (Rissa brevirostris), gnijezde se na stjenovitim izbočinama otoka Pribylov u Beringovom moru

Kittiwakes ima puno posebne adaptacije da se gnezde na stenama. Imaju lagano tijelo i snažne prste i kandže koje im omogućavaju da se drže izbočina koje su premale za druge galebove. U poređenju s galebovima koji se gnijezde u zemlji, odrasli mačkice imaju brojne adaptacije ponašanja na kamenita staništa. Njihovo ponašanje tokom borbi ograničeno je strogim stereotipima u poređenju sa rođacima koji se gnezde na zemlji (Sl. 5.12). Oni grade prilično složena gnijezda u obliku čaše koristeći grančice i blato, dok galebovi koji se gnijezde u zemlji grade rudimentarna gnijezda od trave ili morskih algi bez upotrebe blata kao cementa. Kittiwake pilići se po mnogo čemu razlikuju od pilića drugih galebova. Na primjer, duže ostaju u gnijezdu i većinu vremena provode okrenute glave prema stijeni. Izvrgnutu hranu grabe direktno iz grla svojih roditelja, dok je većina galebova pokupi sa zemlje, gdje je bacaju odrasli. Galebovi koji se gnijezde na tlu bježe i skrivaju se kada su uplašeni, dok mladi mačići ostaju u gnijezdu. Pilići galebova karakteriziraju kriptična boja i ponašanje, dok pilići kittiwake ne.

Poređenje vrsta može rasvijetliti funkcionalni značaj određene vrste ponašanja na sljedeće načine: Kada se tip ponašanja javlja kod jedne vrste, ali ne i kod druge, to može biti posljedica razlika u načinu na koji prirodna selekcija djeluje na dvije vrste. vrste. Na primjer, galebovi haringe uklanjaju ljuske jaja u blizini gnijezda kako bi održali kamuflažu gnijezda jer je unutrašnja bijela površina ljuske jajeta vrlo vidljiva. Dokazi koji podržavaju ovu hipotezu dolaze iz zapažanja mačića koji ne uklanjaju svoje školjke. Kao što smo već vidjeli, gnijezda kittiwake ne napadaju grabežljivci i njihova gnijezda i jaja nisu kamuflirana. Ako uklanjanje ljuske jajeta služi prvenstveno za održavanje kamuflaže gnijezda, onda je malo vjerojatno da ćemo to pronaći u kittiwake. Međutim, ako služi drugim svrhama, kao što je prevencija bolesti, onda bi se očekivalo da će se ovo ponašanje pojaviti u kittiwake. Kittiwake obično drže gnijezdo vrlo čistim i odbacuju sve strane predmete iz njega. Galebovi haringe to obično ne rade.

Gore navedeni podaci će biti dodatno ojačani ako možemo pokazati da druge srodne vrste pod istim pritiskom selekcije razvijaju slične adaptacije. Jedan takav primjer je dao Hailman (1965), koji je proučavao gniježđenje galeba na stijenama. (Lams furcatus) na ostrvima Galapagos. Heilman je proučavao različita ponašanja koja su određena sposobnošću da se spriječi opasnost od pada sa stijena. Galebovi se gnijezde ne na tako strmim stijenama kao što su kittiwakes, i ne tako visoko iznad zemlje. Stoga bi se očekivalo da će odgovarajuće adaptacije galebova račvastih repa biti posredne između onih kod kittiwakesa i tipičnih galebova koji se gnijezde na zemlji. Galebovi sa viljuškastim repom su podložni više grabežljivcima nego mačkice, a Heilman je otkrio neka ponašanja koja su, izgleda, vođena ovom razlikom. Na primjer, kao što je već spomenuto, pilići kittiwake vrše nuždu na rubu gnijezda, čineći ga tako vrlo upadljivim. Pilići galebova s ​​račvastim repom vrše nuždu iza ruba ove ivice. Otkrio je da galebovi s račvastim repom zauzimaju srednju poziciju između kittiwakesa i drugih galebova u brojnim likovima, također povezanim s intenzitetom grabežljivca. Na ovaj način, Heilman je procijenio one osobine ponašanja galebova s ​​račvastim repom koje su adaptacije na dostupnost raspoloživog prostora za gniježđenje i dostupnost mjesta za gniježđenje i materijala za gniježđenje. Zatim je krenuo u procjenu podataka na kojima se temelji Cullenova (1957.) hipoteza da karakterne osobine kittiwakes su rezultat pritiska selekcije koji prati gniježđenje stijena. Odabrao je 30 osobina galeba s račvastim repom i podijelio ih u tri grupe ovisno o stepenu sličnosti s ponašanjem mačića. Uzeto u cjelini, ovo poređenje podržava Cullenovu hipotezu da su posebne osobine kittiwakesa rezultat čina selekcije koji prati gniježđenje stijena.

Rad Crooka (Crook, 1964) na skoro 90 vrsta tkalaca (Ploceinae) je još jedan primjer ovog komparativnog pristupa. Ove male ptice su rasprostranjene širom Azije i Afrike. Uprkos svojoj površnoj sličnosti, različite vrste tkalja značajno se razlikuju po društvenoj organizaciji. Neki od njih štite velika površina, na kojima se grade kamuflirana gnijezda, dok se drugi gnijezde u kolonijama u kojima su gnijezda jasno vidljiva. Crook je otkrio da vrste koje žive u šumama vode usamljeni način života, hrane se insektima, gnijezda su maskirana u velikom zaštićenom području. Monogamni su, seksualni dimorfizam je slabo izražen. Vrste koje žive u savani obično jedu sjemenke, žive u grupama, gnijezde se kolonijalno. Poligamni su, sa mužjacima jarkih boja, a ženkama dosadnim.

Kruk je vjerovao da je, budući da je u šumi teško doći do hrane, neophodno da oba roditelja hrane piliće, a za to su roditelji morali ostati zajedno tokom sezone parenja. Gustina insekata kojima se šumske ptice hrane je niska, tako da par ptica mora braniti veliko područje kako bi osigurali adekvatnu opskrbu pilića hranom. Gnijezda su dobro kamuflirana, a odrasle ptice su mutne boje kako bi se spriječilo da grabežljivci otkriju lokaciju kada posjete gnijezdo.

U savani, sjemena može biti u izobilju na nekim mjestima, a malo na drugim, što je primjer nejednake distribucije hrane. Traženje hrane u takvim uslovima je efikasnije ako se ptice formiraju u grupe za pretraživanje širokog područja. Mjesta za gniježđenje zaštićena od grabežljivaca rijetka su u savani, pa se mnoge ptice gnijezde na istom drvetu. Gnijezda su obimna da pružaju zaštitu od solarna toplota, tako da su kolonije jasno vidljive. Za zaštitu od grabežljivaca, gnijezda se obično grade visoko na bodljikavim bagremovima ili drugim sličnim stablima (slika 5.13). Sama ženka može hraniti potomstvo, jer postoji relativno velika količina hrane. Mužjak gotovo da ne učestvuje u tome i brine o drugim ženkama. Mužjaci se takmiče za mjesta gniježđenja unutar kolonije, a oni koji uspiju mogu privući nekoliko ženki, dok ostali mužjaci ostaju samci. U kolonijalnom naselju tkalja (Textor cucullatus), na primjer, mužjaci kradu materijal za gniježđenje jedni od drugih. Stoga su prisiljeni stalno biti u blizini gnijezda kako bi ga zaštitili. Kako bi privukao ženke, mužjak priređuje složenu "predstavu" vješajući se s gnijezda. Ako je mužjak uspješan u udvaranju, ženka ulazi u gnijezdo. Ova privlačnost gnijezdu tipična je za kolonijalne tkalje. Ritual udvaranja je sasvim drugačiji za vrste ptica koje žive u šumi, u kojima mužjak bira ženku, udvara joj se na značajnoj udaljenosti od gnijezda, a zatim je vodi do gnijezda.

Rice. 5.13. Weaver colony Ploceus cucullatus. Imajte na umu da veliki broj gnijezda su relativno nepristupačna grabežljivcima. (Fotografija Nicholasa Colliasa.)

Uporedni pristup se pokazao kao plodna metoda u proučavanju odnosa ponašanja i ekologije. Ptice (Lack, 1968), kopitari (Jarman, 1974) i primati (Crook i Gartlan, 1966; Glutton-Brock i Harvey, 1977) proučavani su ovom metodom. Neki autori (Clutton-Brock, Harvey, 1977; Krebs, Davies, 1981) kritikuju komparativni pristup, ipak, pruža zadovoljavajuće podatke o evolucijskim aspektima ponašanja, pod uslovom da se poduzmu odgovarajuće mjere kako bi se izbjegla zamjena koncepata i preklapanje dokaza. Heilman (Hailman, 1965) smatra da je komparativna metoda prikladna samo u onim slučajevima kada poređenje dvije populacije životinja omogućava da se izvuku zaključci o trećoj populaciji koja još nije proučavana do trenutka kada su ovi zaključci formulisani. U ovom slučaju, hipoteza formulirana kao rezultat komparativna studija, može se nezavisno provjeriti bez korištenja podataka iz ove studije. Nije teško uočiti da ako postoje međusobno povezane razlike u ponašanju i ekologiji između dvije populacije, onda to nije dovoljno da se kaže da ove osobine odražavaju selekcijski pritisak koji nastaje kao rezultat razlika u životnim uvjetima ove dvije populacije. Razlike koje proizlaze iz zabune varijabli ili iz poređenja neodgovarajućih taksonomskih nivoa mogu se izbjeći pažljivim Statistička analiza(Clutton-Brock & Harvey 1979; Krebs & Davies 1981).



Sažetak o ekologiji

Bilo koja vrsta je prilagođena određenim uslovima sredine (faktorima). Izlaz parametara barem jednog od mnogih faktora izvan tolerancije organizma uzrokuje njegovo ugnjetavanje. Od predaka naslijedio zahtjeve tijela prema sastavu i parametrima faktori životne sredine određuju granice rasprostranjenosti vrste kojoj ovaj organizam pripada, odnosno rasprostranjenost, a unutar područja - specifična staništa.

Drugim riječima, bilo koja vrsta životinje, biljke, mikroorganizma može normalno živjeti, hraniti se, razmnožavati se samo na mjestu gdje je "registrovana" evolucijom kroz mnogo milenijuma, počevši od svojih predaka. Da bi označili ovaj fenomen, biolozi su posudili arhitektonski izraz "niša". Dakle, svaka vrsta živog organizma zauzima svoju jedinstvenu ekološku nišu u prirodi.

ekološka niša - ovo je mjesto organizma u prirodi i cijeli način njegovog životnog djelovanja ili, kako kažu, vitalni status, što uključuje stavove prema faktorima okoline, vrsti hrane, vremenu i načinu hranjenja, mjestima razmnožavanja, skloništima itd. Ovaj koncept je mnogo obimniji i značajniji od koncepta "staništa".

stanište - ovo je prostorno ograničen skup uslova abiotičke i biotičke sredine, koji obezbeđuje čitav ciklus razvoja organizma.

Američki ekolog Y. Odum figurativno je nazvao stanište "adresom" organizma, a ekološku nišu - njegovom "profesijom". Živi u jednom staništu, po pravilu, veliki broj organizmi različitih tipova. Na primjer, mješovita šuma je stanište za stotine vrsta organizama, ali svaka od njih ima svoju ekološku nišu. Ekološka niša - funkcionalna uloga vrste na mjestu njene "registracije". S jedne strane, organizam je učesnik u opštem toku života u okolini, as druge tvorac takvog toka. I ovo je, zaista, vrlo slično profesiji osobe.

Prije svega, ekološku nišu ne mogu zauzeti dvije ili više vrsta, kao što ne postoje dvije apsolutno identične profesije. Vrsta zauzima ekološku nišu kako bi ispunila jedinstvena karakteristika samo na svoj način, ovladavajući okolinom i istovremeno je oblikujući. Priroda je vrlo ekonomična - čak i samo dvije vrste koje zauzimaju istu ekološku nišu ne mogu stabilno koegzistirati, jer će kao rezultat konkurencije jedna od njih biti zamijenjena drugom. Ovaj obrazac nije bez izuzetaka, ali je toliko objektivan da je formuliran u obliku odredbe nazvane „princip konkurentskog isključivanja“ (princip G.F. Gausea): ako dvije vrste sa sličnim ekološkim zahtjevima (ishrana, ponašanje, mjesta za razmnožavanje, itd.) stupe u konkurentske odnose, tada jedna od njih mora uginuti ili promijeniti način života i zauzeti novu ekološku nišu . Ponekad je, na primjer, da bi se otklonili akutni kompetitivni odnosi, dovoljno da jedan organizam (životinja) promijeni vrijeme hranjenja bez promjene same vrste hrane (ako se konkurencija javlja na osnovu odnosa u hrani), ili da pronađe novo stanište (ako se na osnovu ovog faktora odvija konkurencija) i sl. Ako organizmi zauzimaju različite ekološke niše, obično ne ulaze u kompetitivne odnose, njihove sfere djelovanja i utjecaja su razdvojene. U ovom slučaju, odnos se smatra neutralnim.

Ekološka niša, kao funkcionalno mjesto vrste u sistemu života, ne može dugo biti prazna - o tome svjedoči pravilo obaveznog popunjavanja ekoloških niša: prazna ekološka niša je uvijek prirodno ispunjena .

Od ostalih svojstava ekoloških niša napominjemo da ih organizam (vrsta) može mijenjati tokom svog života. životni ciklus. Većina odličan primjer u tom pogledu - insekti. Dakle, ekološka niša larvi majske bube povezana je sa tlom, hraneći se korijenskim sustavom biljaka. U isto vrijeme, ekološka niša buba je povezana s zemaljsko okruženje hraneći se zelenim dijelovima biljaka.

Zajednice živih organizama formiraju se po principu popunjavanja ekoloških niša. U prirodno formiranoj zajednici obično su sve niše zauzete. Upravo u takvim zajednicama, na primjer, u dugo postojećim (primarnim) šumama, vjerovatnoća unošenja novih vrsta je vrlo mala. Istovremeno, treba imati na umu da je zapošljavanje ekoloških niša u određenoj mjeri relativan pojam. Svim nišama obično ovladavaju oni organizmi koji su karakteristični za datu regiju. Ali ako organizam dolazi izvana (na primjer, sjeme se unese) slučajno ili namjerno, onda može pronaći slobodnu nišu za sebe zbog činjenice da za njega nije bilo kandidata iz skupa postojeće vrste. U ovom slučaju, brzo povećanje broja (izbijanje) vanzemaljskih vrsta je obično neizbježno, jer ona nalazi izuzetno povoljne uvjete (slobodna niša) i, posebno, nema neprijatelja.

Ekološka niša kao funkcionalno mjesto vrste u staništu omogućava formu sposobnu za razvoj novih adaptacija kako bi ispunila ovu nišu, ali ponekad to zahtijeva značajno vrijeme. Često su prazne ekološke niše koje se stručnjaku čine samo obmana. Stoga osoba treba biti izuzetno oprezna sa zaključcima o mogućnosti popunjavanja ovih niša aklimatizacijom. Aklimatizacija je skup mjera za uvođenje vrste u nova staništa, koje se provode u cilju obogaćivanja prirodnih ili vještačkih zajednica organizmima korisnim za čovjeka. Vrhunac aklimatizacije pao je na 20-40-te godine dvadesetog vijeka. Međutim, kako je vrijeme prolazilo, postalo je očito da su eksperimenti ili bili neuspješni, ili, još gore, dali su vrlo negativne rezultate - vrste su postale štetočine, širile opasne bolesti itd. Nije moglo biti drugačije: smještene u vanzemaljsko okruženje sa stvarno zauzetom ekološkom nišom, nove vrste su istisnule one koji su već obavljali sličan posao. Nove vrste nisu zadovoljavale potrebe ekosistema, ponekad nisu imale neprijatelje i stoga su se mogle brzo razmnožavati. Ali onda su na scenu stupili ograničavajući faktori. Broj vrste je naglo opao, ili, naprotiv, intenzivno se razmnožavao, poput zeca u Australiji, i postao štetočina.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova

visoko stručno obrazovanje

"Sibirski državni industrijski univerzitet"

Odjel za ekologiju

disciplina: Socijalna ekologija

na temu: "Ekološka niša"

Završeno:

Student gr. ERM-12

Belichenko Ya.V.

Provjereno:

vanr. Dugin

Novokuznetsk

Uvod……………………………………………………………………..……………….…. 3

1. Ekološka niša………………………………………………………………………………… 4

1.1. koncept ekološka niša……………….…………………………. 4

1.2. Širina i preklapanje niša……………………………………………………. 5

1.3. Evolucija niše…………………………………………………………………….…10

2. Aspekti ekološke niše……………………………………………….….….12

3. Moderan koncept ekološka niša……………………….. 13

Zaključak…………………………………………………………………………………… 16

Spisak korišćene literature…………………………………………………….. 19

Uvod

U ovom radu razmatra se tema "Ekološke niše". Ekološka niša je mjesto koje vrsta (tačnije, njena populacija) zauzima u zajednici, kompleks njenih biocenotičkih odnosa i zahtjeva za abiotičkim faktorima sredine. Ovaj termin je 1927. godine uveo Charles Elton. Ekološka niša je zbir faktora za postojanje određene vrste, od kojih je glavni njeno mjesto u lancu ishrane.

Ekološka niša je mjesto koje vrsta zauzima u zajednici. Interakcija date vrste (populacije) sa partnerima u zajednici kojoj kao član pripada određuje njeno mjesto u ciklusu supstanci zbog hrane i kompetitivnih veza u biocenozi. Termin "ekološka niša" predložio je američki naučnik J. Grinnell (1917). Tumačenje ekološke niše kao položaja vrste u svrhu ishrane jedne ili više biocenoza dao je engleski ekolog C. Elton (1927). Takvo tumačenje koncepta ekološke niše omogućava kvantitativni opis ekološke niše za svaku vrstu ili za njene pojedinačne populacije. Da bi se to postiglo, brojnost vrsta (broj jedinki ili biomasa) se upoređuje u koordinatnom sistemu sa indikatorima temperature, vlažnosti ili bilo kojeg drugog faktora životne sredine.

Na taj način je moguće izdvojiti optimalnu zonu i granice odstupanja koje vrsta toleriše – maksimum i minimum svakog faktora ili skupa faktora. Po pravilu, svaka vrsta zauzima određenu ekološku nišu, za postojanje u koju se prilagođava tokom evolucijskog razvoja. Mjesto koje vrsta (njena populacija) zauzima u prostoru (prostorna ekološka niša) češće se naziva staništem.

Pogledajmo detaljnije ekološke niše.

1. ekološka niša

Bilo koja vrsta organizama prilagođena je određenim uslovima postojanja i ne može proizvoljno mijenjati stanište, ishranu, vrijeme hranjenja, mjesto razmnožavanja, skloništa itd. Čitav kompleks odnosa prema takvim faktorima određuje mjesto koje je priroda dodijelila datom organizmu i ulogu koju on mora igrati u općem životnom procesu. Sve je to spojeno u koncept ekološke niše.

1.1. Koncept ekološke niše

Pod ekološkom nišom podrazumijeva se mjesto organizma u prirodi i cjelokupni način njegovog životnog djelovanja, njegov životni status, fiksiran u njegovoj organizaciji i adaptacijama.

U različitim vremenima pripisivan je koncept ekološke niše drugačije značenje. U početku 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 ovaj 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 ograničio je niz faktora u kojima ovu vrstu(hiperprostorna niša).

To jest, u savremeno shvatanje ekološku nišu, mogu se razlikovati najmanje tri aspekta: fizički prostor koji organizam zauzima u prirodi (stanište), njegov odnos prema faktorima okoline i živim organizmima koji su mu susjedni (veze), kao i 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 granicama koje su mu pripisane od rođenja. Međutim, njegovi potomci mogu tražiti druge ekološke niše ako su prošli odgovarajuće genetske promjene.

Koncept ekološke niše. U ekosistemu svaki živi organizam je evolucijski prilagođen (prilagođen) određenim uslovima sredine, tj. na promjenjive abiotičke i biotičke faktore. Promjene vrijednosti ovih faktora za svaki organizam dopuštene su samo u određenim granicama, pod kojima se održava normalno funkcioniranje organizma, tj. njegovu održivost. Što veći raspon promjena parametara okoline dozvoljava (normalno izdržava) određeni organizam, to je veća otpornost ovog organizma na promjene faktora stanja okoliša. Zahtjevi određene vrste različitim faktorima životne sredine određuju opseg vrste i njeno mesto u ekosistemu, tj. njihova ekološka niša.

ekološka niša- skup životnih uslova u ekosistemu, koje vrsta predstavlja različitim faktorima životne sredine sa stanovišta njenog normalnog funkcionisanja u ekosistemu. Dakle, koncept ekološke niše prvenstveno uključuje ulogu ili funkciju koju određena vrsta obavlja u zajednici. Svaka vrsta zauzima svoje, jedinstveno mjesto u ekosistemu, što je zbog potrebe za hranom i povezano je sa reprodukcijskom funkcijom vrste.

Korelacija između pojmova niše i staništa. Kao što je prikazano u prethodnom dijelu, populaciji je najprije potreban odgovarajući stanište, koji bi po svojim abiotičkim (temperatura, priroda tla, itd.) i biotičkim (hranljivi resursi, priroda vegetacije, itd.) odgovarao njegovim potrebama. Ali stanište vrste ne treba brkati sa ekološkom nišom, tj. funkcionalna uloga vrste u datom ekosistemu.

Uslovi za normalno funkcionisanje vrste. Neophodan za svaki živi organizam biotički faktor je hrana. Poznato je da sastav hrane određuje prvenstveno skup proteina, ugljikohidrata, masti, kao i prisustvo vitamina i mikroelemenata. Svojstva hrane određuju se sadržajem (koncentracijom) pojedinih sastojaka. Naravno, potrebna svojstva hrane se razlikuju za različite vrste organizama. Nedostatak bilo kakvih sastojaka, kao i njihov višak, imaju štetno dejstvo na vitalnost organizma.

Slična je situacija i sa drugim biotičkim i abiotičkim faktorima. Stoga se može govoriti o donjoj i gornjoj granici svakog faktora okoline, unutar kojih je moguće normalno funkcioniranje organizma. Ako vrijednost ekološkog faktora postane ispod svoje donje granice ili iznad gornje granice za datu vrstu, i ako se ova vrsta ne može brzo prilagoditi promjenjivim uvjetima okoline, tada je osuđena na izumiranje i njeno mjesto u ekosistemu (ekološka niša) će biti okupirana od strane druge vrste.

Prethodni materijali:

ekološka niša- skup svih faktora životne sredine u okviru kojih je moguće postojanje vrste u prirodi. koncept ekološka niša se obično koristi u proučavanju odnosa ekološki bliskih vrsta koje pripadaju istom trofičkom nivou. Termin "ekološka niša" predložio je J. Grinell (1917) kako bi okarakterizirao prostornu distribuciju vrsta (tj. ekološka niša je definirana kao koncept blizak stanište).

Kasnije je Ch. Elton (1927) definirao ekološku nišu kao položaj vrste u zajednici, naglašavajući poseban značaj trofičkih odnosa. Još krajem 19. i početkom 20. stoljeća mnogi istraživači su primijetili da dvije vrste koje su ekološki bliske i zauzimaju sličan položaj u zajednici ne mogu stabilno koegzistirati na istoj teritoriji. Ova empirijska generalizacija je potvrđena u matematički model takmičenje dvije vrste za jednu hranu (V. Volterra) i eksperimentalni radovi G.F. Gause ( Gause princip).

Moderan koncept ekološka niša formirana na osnovu modela ekološke niše koji je predložio J. Hutchinson (1957, 1965). Prema ovom modelu, ekološka niša se može predstaviti kao dio imaginarnog višedimenzionalnog prostora (hipervolumena), čije pojedinačne dimenzije odgovaraju faktorima neophodnim za normalno postojanje vrste.

Do divergencije ekoloških niša različitih vrsta kroz divergenciju dolazi uglavnom zbog zatvaranja u različita staništa, različite hrane i različitog vremena korištenja istog staništa. Razvijene su metode za procjenu širine ekološke niše i stepena preklapanja ekoloških niša. razne vrste. litara: Giller P. Struktura zajednice i ekološka niša. - M.: 1988 (prema BES, 1995).

U modeliranju životne sredine, koncept ekološka niša karakterizira određeni dio prostora (apstraktnog) faktora sredine, hipervolumen u kojem nijedan od okolišnih faktora ne prelazi granice tolerancije date vrste (populacije). Skup takvih kombinacija vrijednosti faktora okoline pod kojima je postojanje vrste (populacije) teoretski moguće naziva se fundamentalna ekološka niša.

Realizovana ekološka niša imenovati dio temeljne niše, samo one kombinacije vrijednosti faktora pod kojima je moguće stabilno ili prosperitetno postojanje vrste (populacije). Koncepti održivo ili prosperitetna postojanje zahtijeva uvođenje dodatnih formalnih ograničenja u modeliranju (na primjer, mortalitet ne bi trebao biti veći od nataliteta).

Ako uz datu kombinaciju vrijednosti faktora okoliša biljka može preživjeti, ali nije u stanju da se razmnožava, onda se teško može govoriti o blagostanju ili održivosti. Dakle, ova kombinacija faktora sredine odnosi se na temeljnu ekološku nišu, ali ne i na ostvarenu ekološku nišu.

Izvan okvira matematičkog modeliranja, naravno, nema takve strogosti i jasnoće u definiciji pojmova. U modernoj ekološkoj literaturi mogu se razlikovati četiri glavna aspekta u ideji ekološke niše:

1) prostorna niša uključujući kompleks povoljnih uslova životne sredine. Na primjer, insektojedne ptice smreke žive, hrane se i gnijezde u različitim šumskim slojevima, što im u velikoj mjeri omogućava izbjegavanje konkurencije;

2) trofička niša. Posebno se ističe zbog velikog značaja hrane kao ekološkog faktora. Podjela prehrambenih niša u organizmima jednog trofičkom nivou zajednički život omogućava ne samo izbjegavanje konkurencije, već doprinosi i višem puna upotreba prehrambenih resursa i, shodno tome, povećava intenzitet biološkog ciklusa materije.

Na primjer, bučna populacija "pijaca ptica" stvara dojam potpunog odsustva bilo kakvog reda. Zapravo, svaka vrsta ptica zauzima trofičku nišu striktno definiranu njenim biološkim karakteristikama: neke se hrane blizu obale, druge na znatnoj udaljenosti, neke ribe na površini, druge na dubini, itd.

Trofičke i prostorne niše različitih vrsta mogu se preklapati (zapamtite: princip ekološkog dupliciranja). Niše mogu biti široke (nespecijalizirane) ili uske (specijalizirane).

3) višedimenzionalna niša, ili niša kao hipervolumen. Povezuje se koncept višedimenzionalne ekološke niše matematičko modeliranje. Čitav skup kombinacija vrijednosti faktora okoline smatra se višedimenzionalnim prostorom. U tome ogromno mnoštvo zanimaju nas samo takve kombinacije vrijednosti faktora okoline pod kojima je moguće postojanje organizma - ovaj hipervolumen odgovara konceptu višedimenzionalne ekološke niše.

4) funkcionalan ideja ekološke niše. Ova reprezentacija nadopunjuje prethodne i temelji se na funkcionalnoj sličnosti raznih ekološki sistemi. Na primjer, oni govore o ekološkoj niši biljojeda, ili malih grabežljivaca, ili životinja koje se hrane planktonom, ili životinja koje se ukopavaju, itd. Funkcionalni koncept ekološke niše naglašava uloga organizama u ekosistemu i odgovara uobičajenom konceptu "zanimanja" ili čak "položaja u društvu". Tačno u funkcionalni plan govori o ekološki ekvivalenti– vrste koje zauzimaju funkcionalno slične niše u različitim geografskim regijama.

“Stanište organizma je mjesto gdje živi, ​​ili mjesto gdje se obično može naći. ekološka niša- prostraniji koncept, uključujući ne samo fizički prostor koji vrsta (populacija) zauzima, već i funkcionalnu ulogu ove vrste u zajednici (na primjer, njen trofički položaj) i njen položaj u odnosu na gradijente vanjski faktori– temperatura, vlažnost, pH, zemljište i drugi uslovi postojanja. Ova tri aspekta ekološke niše zgodno se nazivaju prostorna niša, trofička niša i multidimenzionalna niša ili hipervolumenska niša. Dakle, ekološka niša organizma ne ovisi samo o tome gdje živi, ​​već i uključuje ukupan iznos svojim zahtevima za životnu sredinu.

Vrste koje zauzimaju istu nišu u različitim geografska područja, su pozvani ekološki ekvivalenti(Ju. Odum, 1986).

V.D. Fedorov i T.G. Gilmanov (1980, str. 118-127) bilješka:

„Proučavanje ostvarenih niša opisivanjem ponašanja funkcije blagostanja na presjeku njihovih pravih linija i ravni koje odgovaraju nekim odabranim faktorima okoline ima široku primjenu u ekologiji (Sl. 5.1). Istovremeno, u zavisnosti od prirode faktora na koje se razmatra privatna funkcija blagostanja, mogu se razlikovati niše "klimatske", "trofičke", "edafske", "hidrokemijske" i druge, tzv. privatne niše.

Pozitivan zaključak iz analize pojedinih niša može biti i suprotan zaključak: ako se projekcije pojedinih niša na nekoj (posebno na nekim) od osi ne sijeku, onda se same niše ne sijeku u prostoru veće dimenzije. ...

Postoje tri logičke mogućnosti relativnu poziciju niše dva tipa u prostoru faktora sredine: 1) razdvajanje (potpuna neusklađenost); 2) delimična raskrsnica (preklapanje); 3) potpuno uključivanje jedne niše u drugu. ...

Razdvajanje niša prilično je trivijalan slučaj, koji odražava činjenicu postojanja vrsta prilagođenih različitim uslovi životne sredine. Mnogo veći interes su slučajevi djelimičnog ukrštanja niša. Kao što je već spomenuto, preklapanje projekcija čak iu nekoliko koordinata odjednom, strogo govoreći, ne garantuje stvarno preklapanje samih višedimenzionalnih niša. Međutim, u praktičan rad prisustvo takvih raskrsnica i podataka o pojavi vrsta u sličnim sredinama često se smatra dovoljnim argumentima u korist preklapanja niša vrsta.

Za kvantitativno mjerenje stepena preklapanja niša dva tipa, prirodno je koristiti vrijednost omjera volumena presjeka skupova ... do volumena njihovog sjedinjenja. ... U nekim posebnim slučajevima, od interesa je izračunati mjeru presjeka projekcija niša.”

TESTOVI UČENJA ZA TEMU 5