Войти
нелетающий навозный жук занимает экологическую нишу, используя помет животных в качестве источника пищи. В экологии ниша - это соответствие вида конкретным условиям окружающей среды. Он описывает, как организм или популяция реагируют на распределение ресурсов и конкурентов (например, ростом, когда ресурсов много, и когда хищники, паразиты и патогенов мало) и как это, в свою очередь, изменяет те же факторы (например, ограничивая доступ к ресурсам для других организмов, выступая в качестве источника пищи для хищников и потребителя добычи). «Тип и количество переменных, составляющих размеры экологической ниши, варьируются от одного вида к другому [и] относительная важность конкретных переменных окружающей среды для вида может варьироваться в зависимости от географического и биотического контекстов».
Гриннеллианская ниша определяется средой обитания, в которой обитает вид, и сопутствующими ей поведенческими адаптациями. Эльтонская ниша подчеркивает, что вид не только растет в среде и реагирует на нее, но также может изменять среду и свое поведение по мере роста. Хатчинсоновская ниша использует математику и статистику, чтобы попытаться объяснить, как виды сосуществуют в пределах данного сообщества.
Концепция экологической ниши занимает центральное место в экологической биогеографии, которая фокусируется на пространственных моделях экологических сообществ. «Распределение видов и их динамика во времени являются результатом свойств видов, изменчивости окружающей среды... и взаимодействия между ними, в частности способности некоторых видов, особенно нашего собственного, изменять свою среду обитания и изменять динамику ареала многих видов. другие виды ". Изменение экологической ниши ее обитателями является темой создания ниши.
Большинство видов существует в стандартной экологической нише, разделяя поведение, адаптации и функциональные черты, аналогичные другим близким родственные виды в рамках того же широкого таксономического класса, но есть исключения. Ярким примером нестандартного вида, заполняющего нишу, является нелетающая наземная птица киви из Новой Зеландии, которая питается червями и другими наземными существами и живет в нише, похожей на млекопитающих. Биогеография острова может помочь объяснить островные виды и связанные с ними незаполненные ниши.
Ниша: место, где может стоять статуя Экологическое значение ниши происходит от значения ниши как углубления в стене для статуи, которое, вероятно, происходит от среднефранцузского Слово ничер, означающее гнездо. Этот термин был придуман натуралистом Розуэллом Хиллом Джонсоном, но Джозеф Гриннелл был, вероятно, первым, кто использовал его в исследовательской программе в 1917 году в своей статье «Нишевые отношения калифорнийского трэшера».
Концепция ниши Гриннелла воплощает идею о том, что ниша вида определяется средой обитания, в которой он живет, и сопровождающими ее поведенческими адаптациями. Другими словами, ниша - это сумма требований среды обитания и поведения, которые позволяют виду сохраняться и производить потомство. Например, поведение калифорнийского трэшера соответствует среде обитания чапараля, в которой он живет: он размножается и питается в подлеске и спасается от хищников, перемещаясь из подлеска в подлесок. Его «ниша» определяется удачным дополнением поведения и физических качеств трэшера (маскирующая окраска, короткие крылья, сильные ноги) с этой средой обитания.
Такая перспектива ниши допускает существование как экологических эквивалентов, так и пустые ниши. Экологический эквивалент организма - это организм из другой таксономической группы, демонстрирующий сходные адаптации в аналогичной среде обитания, например, различные суккуленты, встречающиеся в пустынях Америки и Африки, кактусы и молочай соответственно. В качестве другого примера, ящерицы анолов с Больших Антильских островов являются редким примером конвергентной эволюции, адаптивного излучения и существования Экологические эквиваленты: аноловые ящерицы эволюционировали в одинаковые микроместа обитания независимо друг от друга и привели к одинаковым экоморфам на всех четырех островах.
В 1927 году Чарльз Сазерленд Элтон, британский эколог, определил эту нишу следующим образом: «ниша» животного означает его место в биотической среде, его отношение к пище и врагам ».
Элтон классифицировал ниши по добыче пищи деятельности (« пищевые привычки »):
Например, есть ниша, заполненная хищными птицами, которые едят мелких животных, таких как землеройки и мыши. В дубовом лесу эту нишу занимают коричневые совы, а в открытом луге - пустельги. Существование этой ниши плотоядных животных зависит от того факта, что мыши образуют определенную нишу травоядных во многих различных ассоциациях, хотя реальные виды мышей могут быть совершенно разными.
Концептуально элтонская ниша вводит идею вида ». реакция и влияние на окружающую среду. В отличие от других нишевых концепций, он подчеркивает, что вид не только растет в окружающей среде и реагирует на нее на основе имеющихся ресурсов, хищников и климатических условий, но также меняет доступность и поведение этих факторов по мере роста. В крайнем случае, бобрам требуются определенные ресурсы для выживания и воспроизводства, а также для строительства плотин, которые изменяют поток воды в реке, где живет бобр. Таким образом, бобр влияет на биотические и абиотические условия других видов, обитающих в водоразделе и вблизи него. В более тонком случае, конкуренты, потребляющие ресурсы с разной скоростью, могут привести к циклам плотности ресурсов, разным для разных видов. Мало того, что виды растут по-разному в зависимости от плотности ресурсов, но и рост их собственного населения может влиять на плотность ресурсов с течением времени.
Форма счета этого пурпурно-горловой кариб дополняет форму цветка и совместно с ним, что позволяет ему использовать нектар в качестве ресурса. Хатчинсоновская ниша - это "н- мерный гиперобъем », где измерениями являются условия окружающей среды и ресурсы, которые определяют потребности человека или вида в отношении практики« своего »образа жизни, в частности, для сохранения его популяции. «Гиперобъем» определяет многомерное пространство ресурсов (например, свет, питательные вещества, структура и т. Д.), Доступных (и конкретно используемых) организмам, и «все виды, кроме рассматриваемых, рассматриваются как часть координаты система ».
Концепция ниши была популяризирована зоологом Г. Эвелин Хатчинсон в 1957 году. Хатчинсон задался вопросом, почему существует так много типов организмов в одной среде обитания. Его работа вдохновила многих на разработку моделей, объясняющих, сколько и как подобных сосуществующих видов может быть в пределах данного сообщества, и привела к концепции «ширины ниши» (разнообразие ресурсов или сред обитания, используемых данного вида), «разделение ниши» (дифференциация ресурсов по сосуществующим видам) и «перекрытие ниш» (совпадение использования ресурсов разными видами).
Если три вида поедают одну и ту же добычу, статистическая картина каждой ниши показывает частичное совпадение использования ресурсов между тремя видами, что указывает на наиболее сильную конкуренцию. Статистика была введена в нишу Хатчинсона Робертом Макартуром и Ричардом Левинсом с использованием ниша «использования ресурсов», использующая гистограммы для описания «частоты встречаемости» как функции координаты Хатчинсона. Так, например, гауссовский может описывать частоту, с которой вид съедает добычу определенного размера, давая более подробное описание ниши, чем просто указание некоторого медианного или среднего размера жертвы. Для такого колоколообразного распределения положение, ширина и форма ниши соответствуют среднему значению, стандартному отклонению и самому фактическому распределению. Одно из преимуществ использования статистики проиллюстрировано на рисунке, где ясно, что для более узких распределений (вверху) нет конкуренции за добычу между крайними левыми и крайними правыми видами, в то время как для более широкого распределения (внизу) перекрытие ниш указывает на конкуренция может происходить между всеми видами. Подход, основанный на использовании ресурсов, заключается в постулировании того, что не только конкуренция может иметь место, но также и то, что она действительно имеет место, и что перекрытие в использовании ресурсов напрямую позволяет оценить коэффициенты конкуренции. Этот постулат, однако, может быть ошибочным, так как он игнорирует воздействия, которые ресурсы каждой категории оказывают на организм, и воздействия, которые организм оказывает на ресурсы каждой категории. Например, ресурс в области перекрытия может быть неограничивающим, и в этом случае конкуренция за этот ресурс отсутствует, несмотря на перекрытие ниш.
Как полу- паразитическое растение, омела в этом дереве использует своего хозяина для получения питательных веществ и как место для роста. Организм, свободный от вмешательства со стороны других видов, может использовать весь спектр условий (биотических и абиотических) и ресурсов, в которых он может выживать и воспроизводиться которая называется его фундаментальной нишей . Однако в результате давления и взаимодействия с другими организмами (т. Е. Межвидовой конкуренции) виды обычно вынуждены занимать более узкую нишу, к которой они в основном очень хорошо адаптированы ; это называется реализованной нишей. Хатчинсон использовал идею конкуренции за ресурсы в качестве основного механизма, определяющего экологию, но чрезмерный упор на эту направленность оказался препятствием для концепции ниши. В частности, чрезмерный упор на зависимость вида от ресурсов привел к тому, что слишком мало внимания уделялось влиянию организмов на окружающую среду, например, колонизации и вторжениям.
Термин «адаптивная зона» был придуман палеонтологом Джордж Гейлорд Симпсон, чтобы объяснить, как популяция может перепрыгивать из одной ниши в другую, которая ей подходит, переходить в «адаптивную зону», доступную в результате некоторых модификаций или, возможно, изменения в пищевая цепочка, что сделало адаптивную зону доступной для него без прерывания его образа жизни, потому что группа была «предварительно адаптирована» к новой экологической возможности.
«Ниша» Хатчинсона (описание экологического пространства, занимаемого видом) тонко отличается от «ниши», как это определено Гриннеллом (экологическая роль, которая может или не может быть фактически заполнена видом - см. вакантные ниши ).
Ниша - это очень специфический сегмент экопространства, занятый одним видом. Исходя из предположения, что нет двух видов, идентичных во всех отношениях (так называемая «аксиома неравенства» Хардина), и принципа конкурентного исключения, некоторый ресурс или адаптивное измерение обеспечит нишу, специфичную для каждого вида. Однако виды могут разделять «образ жизни» или «аутэкологическую стратегию», которые являются более широкими определениями экокосмического пространства. Например, виды австралийских пастбищ, хотя и отличаются от видов Великих равнин, демонстрируют аналогичный образ жизни.
Как только ниша остается вакантной, другие организмы могут занять это место. Например, ниша, оставшаяся вакантной в результате исчезновения тарпанов, была заполнена другими животными (в частности, небольшими породами лошадей коник ). Кроме того, когда растения и животные вводятся в новую среду, они могут занять или вторгнуться в нишу или ниши местных организмов, часто опережая местные виды. Введение неместных видов в неместные среды обитания людьми часто приводит к биологическому загрязнению экзотическими или инвазивными видами.
Математическое представление фундаментальных ниша в экологическом пространстве и ее последующая проекция обратно в географическое пространство - это область моделирования ниши.
Различные измерения или оси графика ниши представляют разные биотические и абиотические переменные. Эти факторы могут включать описание истории жизни, среды обитания, трофического положения (место в пищевой цепи ) и географического ареала. Согласно принципу конкурентного исключения, никакие два вида не могут занимать одну и ту же нишу в одной и той же среде в течение длительного времени. Параметры реализованной ниши описываются реализованной шириной ниши этого вида. Некоторым растениям и животным, называемым специалистами, для выживания нужны особые среды обитания и окружение, например, пятнистая сова, которая живет именно в старовозрастных лесах. Другие растения и животные, называемые универсальными, не столь специфичны и могут выжить в различных условиях, например одуванчик.
Экологический портал 