Екологічна ніша організмів визначається. Екологічна ніша та екосистеми

Будь-який живий організм пристосований (адаптований) до певних умов довкілля. Зміна її параметрів, їх вихід за межі пригнічує життєдіяльність організмів і може спричинити їхню загибель. Вимоги того чи іншого організму до екологічних факторів середовища зумовлюють ареал (кордону поширення) того виду, до якого організм належить, а в межах ареалу – конкретні житла.

Місце проживання– просторово обмежена сукупність умов середовища (абіотичної та біотичної), що забезпечує весь цикл розвитку та розмноження особин (або групи особин) одного виду. Це, наприклад, живоплот, ставок, гай, кам'янистий берег тощо. При цьому в межах місця проживання можуть виділятися місця з особливими умовами(наприклад, під корою гниючого стовбура дерева в гаю), у ряді випадків називається мікромісцепроживання.

Для сукупної характеристики фізичного простору, займаного організмами виду, їх функціональної ролі в біотичному середовищі проживання, включаючи спосіб харчування (трофічний статус), спосіб життя та взаємини з іншими видами, американським вченим Дж. Гриннелл в 1928р. введено термін «екологічна ніша». Його сучасне визначеннятаке.

Екологічна ніша– це сукупність

· Всіх вимог організму до умов довкілля (складу та режимів екологічних факторів) та місце, де ці вимоги задовольняються;

· Усього безлічі біологічних характеристикта фізичних параметрів середовища, що визначають умови існування того чи іншого виду, перетворення ним енергії, обмін інформацією із середовищем та собі подібними.

Отже, екологічна ніша характеризує ступінь біологічної спеціалізації виду. Можна стверджувати, що місце проживання організму – це його «адреса», тоді як екологічна ніша – його «рід занять», або «стиль життя», або «професія». Наприклад, місце проживання дрозда включає ліси, парки, луки, сади, городи і двори. Його ж екологічна ніша включає такі фактори, як гніздування та висиджування пташенят на деревах, харчування комахами, земляними хробаками та плодами, перенесення плодово-ягідного насіння зі своїми екскрементами.

Екологічна специфічність видів наголошується аксіомою екологічної адаптованості:кожен вид адаптований до строго певної, специфічної йому сукупності умов існування – екологічної ніші.

Оскільки види організмів екологічно індивідуальні, всі вони мають і специфічні екологічні ніші.

Отже, скільки Землі видів живих організмів – стільки ж і екологічних ніш.

Організми, що ведуть подібний спосіб життя, як правило, не живуть в тих самих місцях через міжвидову конкуренцію. Відповідно до встановленого 1934г. радянським біологом Г. Ф. Гаузе (1910-1986) принципом конкурентного взаємовиключення:два види не займають одну й ту саму екологічну нішу.

У природі також діє правило обов'язковості заповнення екологічних ніш:екологічна ніша, що пустує, завжди і обов'язково буде заповнена.

Народна мудрість сформулювала ці два постулати так: «В одному барлозі не можуть ужитися два ведмеді» і «Природа не терпить порожнечі».

Ці системні спостереження реалізуються у формуванні біотичних угруповань і біоценозів. Екологічні ніші завжди бувають заповнені, хоча на це часом потрібний значний час. Вираз «вільна екологічна ніша», що зустрічається, означає, що в певному місціслабка конкуренція за будь-який вид корму і є сума інших умов для певного виду, що входить в аналогічні природні системи, але відсутнього у аналізованої.

Особливо важливо враховувати природні закономірностіпри спробах втрутитися у існуючу (чи що склалася у певному місці) ситуацію із створення більш сприятливих умов людини. Так, біологами доведено таке: у містах у разі підвищення забрудненості території харчовими відходами зростає чисельність ворон. При спробі покращити ситуацію, наприклад, шляхом їхнього фізичного знищення населення може зіткнутися з тим, що екологічна ніша у міському середовищі, звільнена воронами, буде швидко зайнята видом, що має близьку екологічну нішу, а саме – щурами. Такий результат навряд чи можна буде визнати перемогою.

Кожен біологічний виглядвідіграє певну роль у своїй екосистемі. Екологи довели, що деякі види називаються ключовими видами, кардинально впливають на багато інших організмів в екосистемі Зникнення ключового виглядуз екосистеми може спровокувати цілий каскад різких падінь чисельності популяції і навіть вимирання тих видів, які від нього у тій чи іншій формі.

Прикладом ключового виду вважатимуться земляну черепаху. Земляна черепаха мешкає на піщаних пагорбах у Флориді та інших південних районах США. Це повільне, розміром з обідню тарілку, тварина вириває собі нору глибиною до 9 метрів. У спекотних, негостинних екосистемах півдня США такі нори стають притулком від спеки для майже 40 інших видів тварин, таких, як сіра лисиця, опосум, змія індиго та багатьох комах. У тих місцях, де земляна черепаха була винищена або доведена до межі вимирання численними мисливцями за її вишуканим м'ясом, багато видів, що залежать від черепахи, перестали існувати.

Екологічні ніші всіх живих організмів ділять на спеціалізовані та загальні. Цей поділ залежить від основних джерел живлення відповідних видів, розмірів місцеперебування, чутливості до абіотичним факторамсередовища.

Спеціалізовані ніші.Більшість видів рослин та тварин пристосовані до існування лише у вузькому діапазоні кліматичних умовта інших характеристик довкілля, живляться обмеженим набором рослин чи тварин. Такі види мають спеціалізовану нішу, що визначає їх місцеперебування в природному середовищі.

Так, гігантська панда має вузько спеціалізовану нішу, бо на 99% харчується листям та пагонами бамбука. Масове знищеннядеяких видів бамбука в районах Китаю, де мешкала панда, призвела ця тварина до вимирання.

Різноманітність видів та форм рослинного та тваринного світу, що існує у вологих тропічних лісах, пов'язані з наявністю ряду спеціалізованих екологічних ніш у кожному з чітко виражених ярусів лісової рослинності. Тому інтенсивна вирубка цих лісів спричинила вимирання мільйонів спеціалізованих видів рослин та тварин.

Спільні ніші.Видам із загальними нішами характерна легка пристосованість до змін екологічних факторів довкілля. Вони можуть успішно існувати у різноманітних місцях, харчуватися різною їжею та витримують різкі коливання природних умов. Загальні екологічні ніші є у мух, тарганів, мишей, щурів, людей тощо.

Для видів, що мають спільні екологічні ніші, існує значно менша загроза вимирання, ніж для спеціалізованих ніш.

Поки що екосистема має достатньою кількістюресурсів загального користування, різні видиспоживають їх спільно. Однак якщо два або більше видів в одній екосистемі почнуть споживати той самий дефіцитний ресурс, вони опиняться у відносинах міжвидової конкуренції.

Вигляд отримує перевагу у міжвидовій конкуренції, якщо для нього характерні

Більш інтенсивне розмноження;

Адаптація до ширшого діапазону температури, освітленості, солоності води або

концентрації певних шкідливих речовин;

Позбавлення конкурента доступу ресурсу.

Способи зниження міжвидової конкуренції:

Переселення до іншого району;

Перехід на більш важкодоступну або важко засвоювану їжу;

Зміна часу та місця видобутку корму.

Найбільш характерною формоювзаємодії видів у харчових ланцюгах та мережах є хижацтво, при якому окрема особина одного виду (хижак) харчується організмами (або частинами організмів) іншого виду (жертви), причому хижак живе окремо від жертви. Ці два види організмів залучені до відносин типу хижак – жертва.

Види-жерти користуються цілим рядом захисних механізмівщоб не стати легкою здобиччю для хижаків:

Вміння швидко бігати чи літати;

Має товсту шкіру або панцир;

Володіння захисним забарвленням або способом змінювати колір;

Вміння виділяти хімічні речовиниіз запахом чи смаком, що відлякує хижака або навіть отруює його.

У хижаків також є кілька способів видобутку жертви:

Вміння швидко бігати (наприклад, гепард);

Полювання зграями (наприклад, плямисті гієни, леви, вовки);

Вилов як жертв переважно хворих, поранених та інших неповноцінних особин;

Четвертий шлях забезпечення себе тваринною їжею - це шлях, яким пішла людина розумна, шлях винаходу знарядь полювання і пасток, а також одомашнення тварин.

Нерідко трапляється, що два різні види організмів безпосередньо взаємодіють таким чином, що приносять один одному взаємну користь. Такі взаємовигідні міжвидові взаємодії називаються мутуалізмом. Наприклад, квіти та комахи-запилювачі.

Комменсалізм характеризується тим, що один із двох видів витягує з міжвидової взаємодії користь, тоді як на іншому це практично ніяк не відбивається (ні позитивно, ні негативно). Наприклад, рачки у щелепах кита.

З поняттям екологічної ніші тісно пов'язане уявлення про про насичених і ненасичених біоценозах. Перші є екосистеми, у яких життєві ресурси кожному етапі перетворення біомаси та енергії використовуються найповніше. Коли життєві ресурси частково утилізуються, біоценози можна називати ненасиченими. Їх характерно наявність вільних екологічних ніш. Однак це дуже умовно, оскільки екологічні ніші не можуть існувати самі по собі, незалежно від видів, що їх займають.

Невикористані резерви, нереалізовані можливості інтенсифікації потоку речовин та енергії є практично у будь-якому біогеоценозі (інакше не могло б здійснюватися їх постійний розвитоку часі та просторі!), всі біоценози умовно вважатимуться ненасиченими. Чим менша насиченість біоценозу, тим легше вводяться до його складу і вдалі акліматизуються нові види.

Дуже важливим властивістюбіогеоценозів, як біологічних систем, є їх саморегуляція – здатність витримувати високі навантаженнянесприятливих зовнішніх впливів, здатність повертатися в умовно вихідний стан після суттєвих порушень їхньої структури (принцип Ле-Шательє). Але вище за певний поріг впливу механізми самовідновлення не спрацьовують, і біогеоценоз незворотно руйнуються.

У результаті еволюційного процесу глобальна екологічна ніша біосфери розширювалася. Коли будь-який вид вичерпував генетично обумовлений потенціал освоєння екологічної ніші, де він народився, він або витісняв інші види, завойовуючи їх екологічні ніші, або освоював раніше неживу нішу, перебудовуючись під неї генетично, можливо породжуючи у своїй новий видорганізмів.

На якомусь етапі розвитку біосфери виник вигляд Людина Розумна, представниками якої є все людство, незважаючи на всю різноманітність рас, народів, народностей, племен.

Потенціал розвитку дорослих особин кожного біологічного виду за всіма якостями особини генетично обумовлений, хоча він може і не розкритися, не наповнитися реальним змістом, Якщо умови довкілля до цього не мають. Стосовно популяції генетична обумовленістьі потенціал її освоєння підпорядковані імовірнісним зумовлено, відбитим у статистичних закономірностях відбулося. Це повною мірою стосується й людини - біологічного виду, що несе найбільший абсолютний і відносний обсяг (порівняно з іншими видами живих організмів біосфери Землі) позагенетично обумовленої поведінкової інформації, що забезпечує найбільшу гнучкість поведінки у мінливій обстановці.

3. ЕКОЛОГІЧНА НІША

Екологічна ніша - місце, що займається видом у біоценозі, що включає комплекс його біоценотичних зв'язків та вимог до факторів середовища. Термін запроваджено в 1914 році Дж. Гріннеллом і в 1927 році Чарльзом Елтоном.

Екологічна ніша являє собою суму факторів існування даного виду, основним з яких є його місце в харчовому ланцюжку. За Хатчинсон екологічна ніша може бути:

● фундаментальної - визначається поєднанням умов та ресурсів, що дозволяє виду підтримувати життєздатну популяцію;

● реалізованої – властивості якої зумовлені конкуруючими видами.

Ця відмінність підкреслює, що міжвидова конкуренціяпризводить до зниження плодючості та життєздатності і що в фундаментальній екологічній ніші може бути така частина, займаючи яку вигляд у результаті міжвидової конкуренції не може більше жити і успішно розмножуватися.

Принцип конкурентного виключення

Суть принципу конкурентного виключення, також відомого як принцип Гаузе, у тому, кожен вид має власну екологічну нішу. Жодні два різні види не можуть зайняти ту саму екологічну нішу. Сучасний підхіддо проблеми поділу екологічної ніші декількома видами вказує, що в деяких випадках два види можуть розділяти одну екологічну нішу, а в деяких таке поєднання приводить один із видів до вимирання.

Якщо два види співіснують, то між ними має бути якась екологічна відмінність, а це означає, що кожен із них займає свою особливу нішу.

Конкуруючи з сильнішим виглядом, слабкий конкурент втрачає свою реалізовану нішу. Таким чином, вихід із конкуренції досягається розбіжністю вимог до середовища, зміни способу життя або, іншими словами, є розмежуванням екологічних ніш видів. У цьому випадку вони набувають здатності співіснувати в одному біоценозі.

Закон константності В. І. Вернадського

Кількість живої речовини природи (для цього геологічного періоду) є константа.

Згідно з цією гіпотезою, будь-яка зміна кількості живої речовини в одному з регіонів біосфери повинна бути компенсована в іншому регіоні. Щоправда, відповідно до постулатів видового збіднення, високорозвинені види та екосистеми найчастіше замінятимуться еволюційно об'єктами нижчого рівня. Крім того, відбуватиметься процес рудералізації видового складуекосистем, і «корисні» для людини види заміщатимуться менш корисними, нейтральними або навіть шкідливими.

Наслідком цього закону є правило обов'язкового заповненняекологічних ніш (Розенберг та ін, 1999)

Правило обов'язкового заповнення екологічної ніші

Екологічна ніша може бути порожній. Якщо ніша порожніє внаслідок вимирання якогось виду, вона відразу заповнюється іншим видом. Середовище проживання зазвичай складається з окремих ділянок («плям») зі сприятливими та несприятливими умовами; ці плями нерідко доступні лише тимчасово, і вони виникають непередбачено як у часі, і у просторі.

Вільні ділянки або «проломи» в місцеперебування виникають непередбачувано в багатьох біотопах. Пожежі або зсуви можуть призводити до утворення пусток у лісах; шторм може оголити відкрита ділянкаморського берега, а ненажерливі хижаки будь-де можуть винищити потенційних жертв. Ці ділянки, що звільнилися, незмінно заселяються знову. Однак найпершими поселенцями не обов'язково будуть ті види, які протягом тривалого часу здатні успішно конкурувати з іншими видами та витісняти їх. Тому співіснування минущих і конкурентоспроможних видів можливе так довго, як із відповідною частотою з'являються незаселені ділянки. Минущий вигляд зазвичай першим заселяє вільну ділянку, освоює її і розмножується. Більш конкурентоспроможний вид заселяє ці ділянки повільно, але якщо заселення почалося, то згодом він перемагає минущий вигляд і розмножується. (Бігон та ін., 1989).

Екологічна ніша людини

Людина як біологічний вид займає власну екологічну нішу. Людина може мешкати у тропіках та субтропіках, на висотах до 3-3,5 км над рівнем моря. Реально нині людина живе у значно більших просторах. Людина розширила вільну екологічну нішу завдяки використанню різних пристосувань: житла, одягу, вогню та ін.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Бігон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Екологія. Особи, популяції та спільноти. Том 1. – М.: Світ, 1989. – 667с.

2. Бігон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Екологія. Особи, популяції та спільноти т. 2. - Москва: Світ, 1989. - 477с.

3. Бродський А. К. Короткий курс загальної екології, Навчальний посібникдля ВНЗ. – СПб: «Деан», 2000. – 224с.

4. Вернадський В.І. Біосфера та ноосфера. - М.: Айріс-прес, 2003. - 576с.

5. Гіляров А. М. Популяційна екологія: Навчальний посібник. - М: Вид-во МДУ, 1990-191с.

6. Джиллер П. Структура угруповань та екологічна ніша. - М: Мир, 1988. - 184с.

7. Одум Ю. Основи екології. - М: Мир, 1975 р. - 741с.

8. Одум Ю. Екологія т. 1. - М: Мир, 1986 р. - 328с.

9. Розенберг Г. С., Мозговий Д. П., Гелашвілі Д. Б. Екологія. Елементи теоретичних конструкцій сучасної екології. - Самара: СамНЦ РАН, 1999. - 397с.

З середнім добовим мінімумом температури нижче 0 ° С, р - місяці it абсолютним мінімумом температури нижче 0 ° С, з - безморозний [період. По осі абсцис – місяці. 2. Екологічні системи, біоценози, біоцикли. 2.1. Синекологія Синекологія - частина екології, що вивчає екологічні системи. Загальноприйнятого поняття системи досі немає. Під системою зазвичай розуміють цілісне...

природу. "Благословення перед життям" (Швейцер), як можливе етична основавзаємодії людини із біосферою. "Нелінійне" та "ноосферне" мислення, ідеологія біоцентризму як нова наукова парадигмаі шлях до “ сталого розвиткулюдства. Перехід від антропоцентризму до біоцентризму. 2. Парниковий ефектПарниковий ефект - підвищення температури на поверхні планети в результаті...

Конспект з екології

Будь-який вид адаптований до певним умовам(факторам) довкілля. Вихід параметрів хоча б одного з багатьох факторів за межі толерантності організму викликає його гноблення. Успадковані від предків вимоги організму до складу та параметрів екологічних факторів визначають межі поширення того виду, до якого цей організм належить, тобто ареал, а в межах ареалу – конкретні житла.

Інакше кажучи, будь-який вид тварини, рослини, мікроорганізму здатний нормально мешкати, харчуватися, розмножуватися тільки в тому місці, де його "прописала" еволюція за багато тисячоліть, починаючи з його предків. Для позначення цього феномена біологами запозичено архітектурний термін "ніша". Таким чином, кожен вид живого організму займає в природі свою, тільки йому властиву екологічну нішу.

Екологічна ніша - Це місце організму в природі і весь образ його життєдіяльності або, як кажуть, життєвий статус, Що включає відношення до факторів середовища, видів їжі, часу та способів харчування, місць розмноження, укриттів і т.п. Це поняття значно об'ємніше і змістовніше поняття «місцепроживання».

Місце проживання - Це просторово обмежена сукупність умов абіотичного та біотичного середовища, що забезпечує весь цикл розвитку організму.

Американський еколог Ю. Одум образно місце проживання назвав «адресою» організму, а екологічну нішу – його «професією». На одному житлі живе, як правило, велика кількістьорганізмів різних видів. Наприклад, змішаний ліс – це місце проживання сотням видів організмів, але в кожного їх своя екологічна ніша. Екологічна ніша – функціональна рольвиду на місці його «прописки». З одного боку, організм учасник загального потоку життя серед, а з іншого – творець такого потоку. І це справді дуже схоже на професію людини.

Насамперед екологічна ніша не може бути зайнята двома або більше видами, як не існує двох абсолютно однакових професій. Вигляд займає екологічну нішу, щоб виконати унікальну функцію тільки йому притаманним способом, освоюючи таким чином довкілля і в той же час її формуючи. Природа дуже економна - навіть лише два види, що займають одну і ту ж екологічну нішу, не можуть стійко співіснувати, оскільки в результаті конкуренції один з них буде витіснений іншим. Ця закономірність не без винятків, але вона настільки об'єктивна, що сформульована у вигляді положення, яке отримало назву «принцип конкурентного виключення» (принцип Г.Ф. Гаузе): якщо два види зі подібними вимогами до середовища (живленню, поведінці, місцям розмноження тощо) вступають у конкурентні відносини, то один з них повинен загинути або змінити свій спосіб життя та зайняти нову екологічну нішу . Іноді, наприклад, щоб зняти гострі конкурентні відносини, одному організму (тварини) достатньо змінити час харчування, не змінюючи самого виду їжі (якщо конкуренція виникає на ґрунті харчових відносин), або знайти нове місце проживання (якщо конкуренція має місце на ґрунті даного фактора) і т.п. Якщо організми займають різні екологічні ніші, вони зазвичай не вступають у конкурентні відносини, сфери їхньої діяльності та впливу розділені. У разі відносини розглядаються як нейтральні.

Екологічна ніша як функціональне місце виду в системі життя не може довго пустувати, – про це говорить правило обов'язкового заповнення екологічних ніш: порожня екологічна ніша завжди буває природно заповнена .

З інших властивостей екологічних ніш зазначимо, що організм (вид) може їх змінювати протягом свого. життєвого циклу. Найбільш яскравий прикладщодо цього – комахи. Так, екологічна ніша личинок хруща пов'язана з грунтом, живленням кореневими системами рослин. У той же час екологічна ніша жуків пов'язана з наземним середовищемхарчування зеленими частинами рослин.

Спільноти живих організмів формуються за принципом заповнення екологічних ніш. У природному сформованому співтоваристві зазвичай всі ніші зайняті. Саме в такі спільноти, наприклад, у довгоіснуючі (корінні) ліси, дуже мала можливість впровадження нових видів. У той самий час слід пам'ятати, що зайнятість екологічних ніш певною мірою поняття відносне. Всі ніші зазвичай освоєні тими організмами, які характерні для даного регіону. Але якщо організм приходить ззовні (наприклад, заносяться насіння) випадково чи навмисно, то він може знайти для себе вільну нішу у зв'язку з тим, що на неї не було претендентів із набору існуючих видів. У такому випадку зазвичай неминуче швидке збільшення чисельності (спалах) виду-прибульця, оскільки він знаходить вкрай сприятливі умови(вільну нішу) і, зокрема, немає ворогів.

Екологічна ніша як функціональне місце виду в середовищі дозволяє формі, здатної виробити нові пристосування, заповнити цю нішу, проте іноді це вимагає значного часу. Екологічні ніші, що нерідко здаються фахівцю, порожні - лише обман. Тому людина має бути гранично обережною з висновками про можливість заповнення цих ніш шляхом акліматизації. Акліматизація – це комплекс заходів щодо вселення виду на нові житла, проведений з метою збагачення природних чи штучних спільнот корисними для людини організмами. Розквіт акліматизації припав на 20-40-ті роки ХХ століття. Однак з часом стало очевидно, що або досліди були безуспішними, або, що гірше, принесли дуже негативні плоди - види робилися шкідниками, поширювали небезпечні захворювання і т.д. Інакше й не могло бути: поміщені в чуже середовище із фактично зайнятою екологічною нішою нові види витісняли тих, хто вже виконував аналогічну роботу. Нові види не відповідали потребам екосистеми, іноді не мали ворогів і тому могли бурхливо розмножуватись. Але потім вступали у справу обмежуючі чинники. Чисельність виду різко падала або він, навпаки, інтенсивно розмножувався як кролик в Австралії і ставав шкідником.

2
Вступ.
У даній роботі розглядається тема «Екологічні ніші». Екологічна ніша – місце, яке займає виглядом (точніше його населенням) у співтоваристві, комплекс його біоценотичних зв'язків та вимог до абіотичних факторів середовища. Цей термін запроваджено у 1927 році Чарльзом Елтоном.
Екологічна ніша є сумою факторів існування даного виду, основним з яких є його місце в харчовому ланцюжку.
Мета роботи – виявити сутність поняття «екологічна ніша».
Завдання дослідження випливають із поставленої мети:
- Дати поняття екологічної ніші;
- проаналізувати особливості екологічних ніш;
- Розглянути екологічні ніші видів у спільнотах.
Екологічна ніша є місцем, що займається видом у співтоваристві. Взаємодія даного виду (популяції) з партнерами по співтоваристві, в яке він входить як зчленована, визначає його місце в кругообігу речовин, обумовленому харчовими та конкурентними зв'язками в біоценозі. Термін «Екологічна ніша» запропонований американським вченим Дж. Гріннел (1917). Трактування екологічної ніші як положення виду з метою харчування одного або кількох біоценозів було дано англійським екологом Ч. Елтоном (1927). Подібне тлумачення поняття екологічна ніша дозволяє дати кількісну характеристику екологічної ніші кожному за виду чи його окремих популяцій. І тому зіставляють у системі координат розмаїття виду (число особин чи біомасу) з
3
показниками температури, вологості чи будь-якого іншого фактора середовища. Таким шляхом можна виділити зону оптимуму і межі відхилень, що виносяться видом - максимум і мінімум кожного фактора або сукупності факторів. Як правило, кожен вид займає певну екологічну нішу, до існування в якій він пристосований усім перебігом еволюційного розвитку. Місце, займане видом (його населенням) у просторі (просторова екологічна ніша), частіше називають місцем проживання.
Розглянемо детальніше екологічні ніші.

1.Екологічна ніша
Будь-який вид організмів пристосований для певних умов існування і не може довільно змінювати місце існування, харчовий раціон, час харчування, місце розмноження, притулку і т.п. Весь комплекс відносин до подібних факторів визначає місце, яке природа виділила даному організму, та роль, яку він має відіграти у загальному життєвому процесі. Все це поєднується в понятті екологічної ніші
1.1.Поняття екологічної ніші.
Під екологічною нішою розуміють місце організму у природі і образ його життєдіяльності, його життєвий статус, закріплений у його організації та адаптаціях.
У різний часпоняттю екологічної ніші приписували різний сенс. Спочатку словом "ніша" позначалася основна одиниця розподілу виду в межах простору екосистеми, що диктується структурними та
4
інстинктивними обмеженнями цього виду. Наприклад, білки живуть на деревах, лосі – на землі, одні види птахів гніздяться на гілках, інші у дуплах тощо. Тут поняття «екологічна ніша» трактується в основному як місцепроживання, або просторова ніша. Пізніше терміну “ніша” було надано сенс “функціонального статусу організму у суспільстві”. В основному це стосувалося місця цього виду в трофічній структурі екосистеми: вид їжі, час і місце харчування, хто є хижаком для даного організму і т.д. Тепер це називають трофічною нішою. Потім було показано, що нішу можна розглядати як якийсь гіпероб'єм у багатовимірному просторі, побудованому на базі факторів довкілля. Цей гіпероб'єм обмежував діапазон факторів, у якому може існувати даний вид (гіперпросторова ніша).
Тобто в сучасному розумінніЕкологічної ніші можна виділити принаймні три аспекти: фізичний простір, що займається організмом у природі (місцепроживання), його ставлення до факторів середовища та до сусідніх з ним живих організмів (зв'язку), а також його функціональну роль в екосистемі. Всі ці аспекти проявляються через будову організму, його адаптацію, інстинкти, життєві цикли, життєві “інтереси” тощо. Право організму вибирати свою екологічну нішу обмежено досить вузькими рамками, закріпленими його від народження. Проте його нащадки можуть претендувати інші екологічні ніші, якщо у них відбулися відповідні генетичні зміни.
1.2. Ширина та перекривання ніш.
З використанням концепції екологічної ніші правило конкурентного виключення Гаузе можна перефразувати в такий спосіб: два різних виду що неспроможні тривалий час займати одну екологічну нішу і навіть входить у одну екосистему; один із них повинен або загинути, або
5
змінитися та зайняти нову екологічну нішу. До речі, внутрішньовидова конкуренція часто сильно зменшується, саме тому, що на різних стадіяхжиттєвого циклу багато організмів займають різні екологічні ніші. Наприклад, пуголовок - рослиноїдна тварина, а дорослі жаби, що мешкають у тому ж ставку, - хижаки. Інший приклад: комахи на стадії личинки та дорослої особини.
На одній території в екосистемі може жити велика кількість різних видів організмів. Це можуть бути близькі споріднені види, але кожен з них повинен зайняти свою унікальну екологічну нішу. У цьому випадку дані види не вступають у конкурентні відносини та певному сенсістають нейтральними один до одного. Однак найчастіше екологічні ніші різних видів можуть перекриватися принаймні по одному з аспектів, наприклад, місце проживання або харчування. Це призводить до міжвидової конкурентної боротьби, яка зазвичай не носить жорсткого характеру та сприяє чіткості розмежування екологічних ніш. Для характеристики ніші використовують зазвичай два стандартних вимірів– ширина ніші та перекривання ніші із сусідніми нішами.
Під шириною ніші розуміються градієнти чи діапазон дії будь-якого екологічного чинника, але у межах цього гіперпростору. Ширину ніші можна визначити за інтенсивністю освітлення, довжиною трофічного ланцюга, інтенсивністю дії якого-небудь абіотичного фактора. Під перекриттям екологічних ніш мається на увазі і перекриття шириною ніш, і перекриття гіпероб'ємів.Ширина екологічної ніші – відносний параметр, який оцінюють шляхом порівняння із шириною екологічної ніші інших видів. Еврібіонти зазвичай мають ширші екологічні ніші, ніж стенобіонти. Однак, одна і та ж екологічна ніша може мати різну ширину по різним
6
напрямами: наприклад, за просторовому розподілу, харчових зв'язків і т.д.
Перекриття екологічної ніші виникає, якщо різні види при спільному проживання використовують одні й самі ресурси. Перекривання може бути повним або частковим за одним або декількома параметрами екологічної ніші.

Якщо екологічні ніші організмів двох видів сильно відрізняються один від одного, то дані види, що мають одне і те ж місце проживання, не конкурують один з одним (рис.3).

Якщо екологічні ніші частково перекриваються (мал.2), їх спільне співіснування буде можливе завдяки наявності в кожного виду специфічних пристосувань.

Якщо екологічна ніша одного виду включає екологічну нішу іншого (рис.1), виникає інтенсивна конкуренція, домінуючий конкурент витіснить свого суперника на периферію зони пристосованості.
Конкуренція призводить до важливих екологічних наслідків. У природі особини кожного виду одночасно піддаються міжвидової та внутрішньовидової конкуренції. Міжвидова за своїми наслідками
7
протилежна внутрішньовидова, так як вона звужує площу місцеперебування і кількість і якість необхідних ресурсівсередовища. Внутрішньовидова конкуренція сприяє територіальному поширенню видів, тобто розширенню просторової екологічної ніші. Кінцевий результат- Співвідношення міжвидової та внутрішньовидової конкуренції. Якщо міжвидова конкуренція більша, то ареал цього виду зменшується до території з оптимальними умовамиі одночасно збільшується спеціалізація виду.

1.3. Диференціація ніш.
Таким чином, в екосистемах реалізується закон, аналогічний принципу заборони Паулі квантової фізики: в даній квантовій системі в тому самому квантовому стані не може знаходитися більше одного ферміону (часток з напівцілим спином, типу електронів, протонів, нейтронів і т.п.). В екосистемах також відбувається квантування екологічних ніш, які прагнуть чітко локалізуватися по відношенню до інших екологічних ніш. Усередині даної екологічної ніші, тобто всередині популяції, яка займає цю нішу, продовжується диференціація більш приватні
8
ніші, які займає кожна конкретна особина, що визначає статус цієї особи в житті цієї популяції.
Чи відбувається подібна диференціація на більш низьких рівняхсистемної ієрархії, наприклад, лише на рівні багатоклітинного організму? Тут також можна виділити різні "види" клітин і дрібніших "телець", будова яких визначає їх функціональне призначення всередині організму. Деякі їх нерухомі, їх колонії утворюють органи, призначення яких має сенс лише щодо організму загалом. Є й рухливі найпростіші організми, які живуть, здавалося б, своїм “особистим” життям, яке повністю задовольняє потребам всього багатоклітинного організму. , а іншому місці його вивільняють. Це їхня “екологічна ніша”. Життєдіяльність кожної клітини організму побудована таким чином, що, живучи для себе, вона одночасно працює на благо всього організму. Подібна праця зовсім не втомлює, так само як нас не втомлює процес їди, або заняття улюбленою справою (якщо, звичайно, все це в міру). Клітини влаштовані так, що по-іншому вони жити просто не можуть, так само як бджола не може жити, не збираючи з квітів нектар і пилок (напевно, це приносить їй насолоду).
Таким чином, вся природа "знизу догори", схоже, пронизана ідеєю диференціації, яка в екології оформилася в поняття екологічної ніші, яка в певному сенсі аналогічна до органу або підсистеми живого організму. Самі ці “органи” формуються під впливом зовнішнього середовища, тобто їх формування підпорядковане вимогам надсистеми, у разі - біосфери.

9
1.4. Еволюція ніш.
Так відомо, що в аналогічних умовах формуються подібні другдругові екосистеми, що мають однаковий набір екологічних ніш, навіть якщо ці екосистеми розташовані в різних географічних областях, розділених непереборними перешкодами Найбільш яскравий приклад у цьому відношенні демонструє живий світ Австралії. довгий часщо розвивався відокремлено від решти світу суші. У екосистемах Австралії можна назвати функціональні ніші, еквівалентні відповідним нішам екосистем інших материках. Ці ніші виявляються зайнятими тими біологічними групами, які є у фауні і флорі даної області, але аналогічним чином спеціалізованими такі ж функції в екосистемі, які притаманні даної екологічної ніші. Такі види організмів називають екологічно еквівалентними. Наприклад, великі кенгуру Австралії еквівалентні бізонам та антилопам Північної Америки (на обох континентах зараз цих тварин заміщують в основному корови та вівці). Подібні явища в теорії еволюції звуться паралелізму. Дуже часто паралелізм супроводжується конвергенцією (сходженням) багатьох морфологічних (від грецького слова морфе – форма) ознак. Так, незважаючи на те, що весь світ завоювали планцентарні тварини, в Австралії з якихось причин практично всі ссавці є сумчастими, за винятком кількох видів тварин, привезених набагато пізніше, ніж остаточно оформився живий світ Австралії. Однак тут зустрічається і сумчастий кріт, і сумчаста білка, і вовк сумчастий і т.д. Всі ці тварини не тільки функціонально, а й морфологічно подібні до відповідних тварин наших екосистем, хоча жодної спорідненості між ними немає. Усе це свідчить на користь наявності певної “програми” формування екосистем у даних конкретних
10
умовах. Як "генів", що зберігають цю програму, може виступати вся матерія, кожна частка якої гальмограмно зберігає в собі інформацію про весь Всесвіт. Ця інформація реалізується в актуальному світі у формі законів природи, які сприяють з того що різні природні елементи можутьскладатися в упорядковані структури зовсім не довільним чином, а єдино можливим, або, принаймні, кількома можливими способами. Так, наприклад, молекула води, одержувана з одного атома кисню і двох атомів водню, має ту саму просторову форму, незалежно від того, чи відбулася реакція у нас, чи в Австралії, хоча за розрахунками Айзека Азімова при цьому реалізується лише один шанс із 60 мільйонів. Ймовірно, щось подібне відбувається у разі формування екосистем.
Таким чином, у будь-якій екосистемі є певний набір строго пов'язаних один з одним потенційно можливих (віртуальних) екологічних ніш, покликаних забезпечити цілісність і стійкість екосистеми. Ця віртуальна структура і є свого роду "біополь" даної екосистеми, що містить "еталон" її актуальної (речовинної) структури. І за великим рахунком, навіть не важливо, якою є природа цього біополя: електромагнітна, інформаційна, ідеальна або якась інша. Важливим є сам факт його існування. У будь-якій екосистемі, що сформувалася природним чином, не зазнала на собі вплив людини, всі екологічні ніші виявляються заповненими. Це називається правилом обов'язковості заповнення екологічних ніш. Його механізм будується на властивості життя щільно заповнювати собою весь доступний їй простір (під простором у даному випадку розуміється гіпероб'єм факторів середовища). Однією з основних умов, що забезпечують виконання цього правила, є наявність достатньої видової різноманітності. Кількість екологічних ніш та їх взаємопов'язання підпорядкована єдиній меті
11
функціонування екосистеми як єдиного цілого, що має механізми гомеостазу (стійкості), зв'язування та вивільнення енергії та круговороту речовин. По суті, підсистеми будь-якого живого організму орієнтовані на ті самі цілі, що зайвий раз говорить про необхідність перегляду традиційного розуміння терміна "жива істота". Як живий організм не може нормально існувати без того чи іншого органу, так і екосистема не може бути стійкою, якщо не заповнені всі її екологічні ніші.
2. Аспекти екологічної ніші.

Екологічна ніша – поняття, на думку Ю. Одума , більш ємне. Екологічна ніша, як це показав англійський учений Ч. Елтон (1927), включає не тільки фізичний простір, що займається організмом, але і функціональну роль організму в співтоваристві. Елтон розрізняв ніші як позицію виду в залежності від інших видів у суспільстві. Уявлення Ч. Елтона про те, що ніша не є синонім місцеперебування, набуло широкого визнання та поширення. Організму дуже важливим є його трофічне становище, спосіб життя, зв'язки з іншими організмами тощо. та його положення щодо градієнтів зовнішніх факторівяк умов існування (температура, вологість, рН, склад та тип ґрунту та ін.).
Ці три аспекти екологічної ніші (простір, функціональна роль організму, зовнішні фактори) зручно позначити як просторову нішу (нішу місця), трофічну нішу (функціональну нішу), у розумінні Ч. Елтона, та багатовимірну нішу (враховується весь обсяг та набір біотичних та абіотичних характеристик , гіпероб'єм). Екологічна ніша організму залежить не тільки від того, де він мешкає, але включає також загальну сумуйого вимог до довкілля.
12
Організм як відчуває у собі вплив екологічних чинників, а й сам пред'являє до них свої вимоги.

3. Сучасна концепція екологічної ніші.

Сформувалася з урахуванням моделі, запропонованої Дж. Хатчинсон (1957). Відповідно до цієї моделі екологічна ніша – це частина уявного багатовимірного простору (гіперобйому), окремі виміри якого відповідають факторам, необхідним для нормального існування та розмноження організму. Нішу Хатчінсон, яку ми називатимемо багатовимірною (гіперпросторовою), можна описати за допомогою кількісних характеристик і оперувати з нею за допомогою математичних розрахунків та моделей. Р. Уиттекер (1980) визначає екологічну нішу як позицію виду у співтоваристві, маючи на увазі при цьому, що співтовариство вже пов'язане з конкретним біотопом, тобто. з певним набором фізичних та хімічних параметрів. Отже, екологічна ніша – це термін, що вживається позначення спеціалізації популяції виду всередині суспільства.
Групи видів у біоценозі, що мають подібні функції та ніші однакового розміру, називаються гільдіями. Види, що займають однакові ніші у різних географічних областях, називаються екологічними еквівалентами.

4. Індивідуальність та неповторність екологічних ніш.

Якими б близькими за місцем проживання не були б організми (або види в цілому), якими б близькими були їх функціональні характеристики в біоценозах, вони ніколи не займатимуть одну і ту ж екологічну нішу. Таким чином, кількість екологічних ніш на нашій планеті незліченна.
13
Образно можна собі уявити людську популяцію, всі особини якої мають лише своєю неповторною нішою. Неможливо уявити двох абсолютно однакових людей, Що мають абсолютно ідентичні морфофізіологічні та функціональні характеристики, включаючи і такі як психічні, ставлення до себе подібним, абсолютна потреба в типі і якості їжі, сексуальні відносини, норма поведінки і т.п. Але індивідуальні ніші різних людейможуть перекриватися за окремими екологічними параметрами. Наприклад, студенти можуть бути пов'язані між собою одним вузом, конкретними викладачами і в той же час можуть відрізнятися за поведінкою у суспільстві, у виборі їжі, біологічної активності та ін.

5. Типи екологічних ніш.

Виділяються два основні типи екологічних ніш. По-перше, це
фундаментальна (формальна) ніша – найбільший «абстрактно заселений
гіпероб'єм», де дія екологічних факторів без впливу конкуренції забезпечує максимальну розмаїтість та функціонування виду. Однак вид зазнає постійних змін екологічних факторів у межах свого ареалу. До того ж, як ми вже знаємо, посилення дії одного фактора може змінити ставлення до іншого фактора (наслідок із закону Лібіха), і його діапазон може змінитися. Дія двох чинників одночасно може змінити ставлення виду до кожного їх конкретно. Завжди у межах екологічних ніш діють біотичні обмеження (хижацтво, конкуренція). Всі ці дії призводять до того, що реально вид займає екологічний простір, який набагато менший, ніж гіперпростір фундаментальної ніші. І тут говоримо про реалізованої ніші, тобто. реальної ніші.

14
6. Простір ніші.

Екологічні ніші видів – це більше, ніж ставлення виду якогось одного градієнту середовища. Дуже багато ознак або осі багатовимірного простору (гіперобйому) дуже складні для вимірювання або не можуть бути виражені лінійними векторами (наприклад, поведінка, пристрасть та ін). Отже, необхідно, як слушно зазначав Р.Уіттекер (1980), перейти від концепції осі ніші (згадаймо ширину ніші за якимось одним або декількома параметрами) до концепції її багатовимірного визначення, що дозволить виявити характер відносин видів за їх повного діапазону адаптивних взаємозв'язків .
Якщо ніша є «місце» або «становище» виду у співтоваристві згідно з концепцією Елтона, то має право дати їй якісь виміри. Згідно Хатчінсон ніша може бути визначена деяким числом змінних умов середовища в межах спільноти, до яких види повинні бути пристосовані. Ці змінні включають як біологічні показники (наприклад, розмір їжі), так і небіологічні (кліматичні, орографічні, гідрографічні та ін.). Ці змінні можуть бути осями, якими і відтворюється багатовимірний простір, який називається екологічним простором чи простором ніші. Кожен із видів може пристосуватися або бути стійким до деякого діапазону значень кожної змінної. Верхні і нижні межі всіх цих змінних і окреслюють екологічний простір, який здатний займати вигляд. Це і є фундаментальна ніша у розумінні Хатчінсон. У спрощеному вигляді це можна собі уявити як «n-сторонню скриньку» зі сторонами, що відповідають межам стійкості
виду на осях ніші. Застосувавши багатовимірний підхід до простору ніші спільноти, ми можемо з'ясувати позицію видів у просторі, характер реакції виду на вплив більш ніж однієї змінної, відносні
15
розміри ніш.
Висновок.

18
Список використаної літератури:

Чернова Н.М., Билова А.М. Екологія. - М.: Просвітництво, 1988.
Бродський О.К. Короткий курс загальної екології, Навчальний посібник для ВНЗ. – СПб.: «Деан», 2000. – 224 с.
і т.д.................

Екологічна ніша - місце виду в біогеоценозі, яке визначається його біотичним потенціалом і сукупністю факторів зовнішнього середовища, до яких він пристосований. Це не тільки фізичний простір, який займає організм, але і його функціональна роль у співтоваристві (становище в харчового ланцюга), та його місце щодо зовнішніх факторів.

У структурі екологічної ніші виділяють 3 складові:

1. Просторова ніша (місце проживання) - "адреса" організму;
2. Трофічна ніша характерні особливостіхарчування та роль виду у співтоваристві - "професія";
3. Багатомірна (гіперпросторова) екологічна ніша - діапазон всіх умов, за яких живе і відтворює себе особина або населення.

Розрізняють фундаментальну (потенційну) нішу, яку організм чи вид міг би займати за відсутності конкуренції, хижаків, у яких абіотичні умови оптимальні; і реалізовану нішу- Фактичний діапазон умов існування організму, який менше або дорівнює фундаментальній ніші.

Правило обов'язковості наповнення екологічної ніші.
Порожня екологічна ніша завжди обов'язково буває природно заповнена. У насичених біогеоценозах життєві ресурси використовуються найповніше - у них всі екологічні ніші зайняті. У ненасичених біогеоценозах життєві ресурси утилізуються частково, їм характерно наявність вільних екологічних ніш.

Екологічне дублювання- Заняття звільненої екологічної ніші іншим видом, здатним виконувати в співтоваристві ті ж функції, що і вид, що зник. З цього випливає, що знаючи розподіл видів по екологічній ніші у спільноті та параметри кожної екологічної ніші, можна заздалегідь описати вид, який зможе зайняти ту чи іншу нішу у разі її звільнення.

Екологічна диверсифікація— явище поділу екологічної ніші внаслідок міжвидової конкуренції. Здійснюється за трьома параметрами:
- по просторовому розміщенню
- за харчовим раціоном
- За розподілом активності в часі.
Внаслідок диверсифікації відбувається зміщення ознак - особини двох близьких видів більш подібні між собою тих частинах ареалів, де зустрічаються окремо, ніж у ділянках спільного проживання.

Характеристики екологічної ніші:
1. Ширина
2. Перекривання даної ніші із сусідніми

Ширина екологічної ніші- Відносний параметр, який оцінюють шляхом порівняння з шириною екологічної ніші інших видів. Еврібіонти зазвичай мають ширші екологічні ніші, ніж стенобіонти. Однак, одна і та ж екологічна ніша може мати різну ширину. різним напрямкам: наприклад, щодо просторового розподілу, харчових зв'язків і т.д.

Перекривання екологічної нішівиникає, якщо різні видипри спільному проживання використовують одні й самі ресурси. Перекривання може бути повним або частковим за одним або декількома параметрами екологічної ніші.

Якщо екологічні ніші організмів двох видів сильно відрізняються один від одного, то дані види, що мають одне і те ж місце проживання, не конкурують один з одним (рис.3).

Якщо екологічні ніші частково перекриваються (мал.2), їх спільне співіснування буде можливе завдяки наявності в кожного виду специфічних пристосувань.

Якщо екологічна ніша одного виду включає екологічну нішу іншого (рис.1), виникає інтенсивна конкуренція, домінуючий конкурент витіснить свого суперника на периферію зони пристосованості.

Конкуренція призводить до важливих екологічних наслідків. У природі особини кожного виду одночасно піддаються міжвидової та внутрішньовидової конкуренції. Міжвидова за своїми наслідками протилежна внутрішньовидової, оскільки вона звужує площу місцеперебування і кількість і якість необхідних ресурсів середовища.

Внутрішньовидова конкуренція сприяє територіальному поширенню видів, тобто розширенню просторової екологічної ніші. Кінцевий результат - співвідношення міжвидової та внутрішньовидової конкуренції. Якщо міжвидова конкуренція більша, то ареал цього виду зменшується до території з оптимальними умовами і одночасно збільшується спеціалізація виду.