Экологические ниши

Министерство  образования и науки Российской Федерации 
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.А. ШОЛОХОВА» 
МОСКВА 
 
 
 
Кафедра филологии 
 
 
Презентация 
 
По дисциплине: Экология

Тема: Учение о биосфере В.И. Вернадского

 

 

Выполнил:

Студент 2 курса

заочного отделения

Ефимов А.О.

 

Преподаватель:

Посельская О.И.

 

 

 

Москва

2012

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………………………………..3

Понятие экологической  ниши……………………………………………………………………….4

Эволюция ниш……………………………………………………………………………………………….5

Соотношение понятий «ниша» и «местообитания»…………………………………….7

Условия нормального функционирования вида…………………………………..8

 

Ширина и перекрывание ниш………………………………………………………………………9

Экологическая валентность  и разнообразие……………………………………………...11

Экологическое высвобождение………………………………………………………………....12

Дифференциация ниш…………………………………………………………………………………14

Заключение……………………………………………………………………………………………..15

Список используемого  материала………………………………………………….…………..16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Введение

В данной работе рассматривается тема « Экологические ниши». Экологическая ниша – место, занимаемое видом ( точнее его популяцией) в сообществе, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды. Этот термин введен в 1927 году Чарльзом Элтоном

Экологическая ниша представляет  собой сумму факторов существования  данного вида, основным из которых  является его место в пищевой  цепочке.

 

 

     Цель работы – выявить сущность  понятия « экологическая ниша».

 

 

     Задачи исследования вытекают  из поставленной цели:

 

-дать понятие экологической  ниши;

 

-соотнести понятия экологической  ниши и местообитания;

 

-условия нормального  функционирования вида;

 

- проанализировать  особенности экологических ниш;

 

-рассмотреть  экологические ниши видов в  сообществах;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Понятие экологической ниши

В разное время понятию экологической  ниши приписывали разный смысл. Сначала  словом “ниша” обозначалась основная единица распределения вида в  пределах пространства экосистемы, диктуемого структурными и инстинктивными  ограничениями данного вида. Например, белки живут на деревьях, лоси - на земле, одни виды птиц гнездятся на ветвях, другие в дуплах и т.д. Здесь  понятие экологическая ниша трактуется в основном как местообитание, или пространственная ниша.

 

То есть в современном понимании  экологической ниши можно выделить по крайней мере три аспекта: физическое пространство, занимаемое организмом в природе (местообитание), его отношение к факторам среды и к соседствующим с ним живым организмам (связи), а также его функциональную роль в экосистеме. Все эти аспекты проявляются через строение организма, его адаптации, инстинкты, жизненные циклы, жизненные “интересы” и т.п. Право организма выбирать свою экологическую нишу ограничено довольно узкими рамками, закрепленными за ним от рождения. Однако его потомки могут претендовать на другие экологические ниши, если в них произошли соответствующие генетические изменения.

 

Следовательно, понятие экологической  ниши прежде всего включает в себя роль, или функцию, которую выполняет данный вид в сообществе. Каждый вид занимает свое, только ему присущее место в экосистеме, которое обусловлено его потребностью в пище и связано с функцией воспроизводства вида.

 

 

 

 

4

Эволюция  ниш

Так известно, что в аналогичных  условиях формируются подобные друг другу экосистемы, имеющие одинаковый набор экологических ниш, даже если эти экосистемы расположены в  разных географических областях, разделенных  непреодолимыми препятствиями. Наиболее яркий пример в этом отношении  демонстрирует живой мир Австралии, долгое время развивавшийся обособленно  от остального мира суши. В экосистемах  Австралии можно выделить функциональные ниши, эквивалентные соответствующим  нишам экосистем на других материках. Эти ниши оказываются занятыми теми биологическими группами, которые имеются  в фауне и флоре данной области, но аналогичным образом специализированными  на такие же функции в экосистеме, которые характерны для данной экологической  ниши. Такие виды организмов называются экологически эквивалентными. Например, крупные кенгуру Австралии эквивалентны бизонам и антилопам Северной Америки (на обоих континентах сейчас этих животных замещают в основном коровы и овцы). Подобные явления  в теории эволюции носят название параллелизма. Очень часто параллелизм  сопровождается конвергенцией (схождением) многих морфологических (от греческого слова морфе - форма) признаков. Так, несмотря на то, что весь мир завоевали  планцентарные животные, в Австралии по каким-то причинам практически все млекопитающие являются сумчатыми, за исключением нескольких видов животных, привезенных гораздо позднее, чем окончательно оформился живой мир Австралии. Однако здесь встречается и сумчатый крот, и сумчатая белка, и сумчатый волк и т.д. Все эти животные не только функционально, но и морфологически подобны соответствующим животным наших экосистем, хотя никакого родства между ними нет. Все это свидетельствует в пользу наличия некой “программы” формирования экосистем в данных конкретных условиях. В качестве “генов”, хранящих эту  программу, может выступать вся  материя, каждая частица которой галлограмно хранит в себе информацию о всей Вселенной. Эта информация реализуется в актуальном мире в форме законов природы, которые способствуют тому, что различные природные элементы могут складываться в упорядоченные структуры вовсе не произвольным образом, а единственно возможным, или по крайней мере несколькими возможными способами. Так, например, молекула воды, получаемая из одного атома кислорода и двух атомов водорода, имеет одну и ту же пространственную форму, независимо от того, произошла ли реакция у нас, или в Австралии, хотя по расчетам Айзека Азимова при этом реализуется всего один шанс из 60 миллионов. Вероятно, нечто подобное происходит и в случае формирования экосистем.

5   

 Таким образом, в  любой экосистеме присутствует  определенный набор строго увязанных  друг с другом потенциально  возможных (виртуальных) экологических  ниш, призванных обеспечить целостность  и устойчивость экосистемы. Эта  виртуальная структура и есть  своего рода “биополе” данной  экосистемы, содержащее “эталон”  ее актуальной (вещественной) структуры.  И по большому счету, даже  не важно, какова природа этого  биополя: электромагнитная, информационная, идеальная или какая-то другая. Важен сам факт его существования.  В любой сформировавшейся естественным  образом экосистеме, не испытавшей  на себе воздействие человека, все экологические ниши оказываются  заполненными. Это называется правилом  обязательности заполнения экологических  ниш. Его механизм строится  на свойстве жизни плотно заполнять  собой все доступное ей пространство (под пространством в данном  случае понимается гиперобъем факторов среды). Одним из главных условий, обеспечивающих выполнение этого правила, является наличие достаточного видового разнообразия. Количество экологических ниш и их взаимоувязка подчинена единой цели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Соотношение понятий «ниша» и «местообитания»

 

Соотношение понятий ниши и местообитания. Для популяции прежде всего необходимо подходящее местообитание, которое по своим абиотическим (температура, характер почвы и т.п.) и биотическим (пищевые ресурсы, характер растительности и т.п.) факторам соответствовало бы ее потребностям. Но местообитание вида не следует путать с экологической нишей, т.е. функциональной ролью вида в данной экосистеме.

Понятие "экологическая  ниша" следует отличать от понятия "местообитание". В последнем  случае речь идет о части пространства, где вид живет и где имеются  необходимые абиотические условия  для его существования. Экологическая  ниша вида зависит не только от абиотических условий, она характеризует весь образ жизни, который вид может  вести в данном сообществе. По образному  выражению эколога Ю. Одума, местообитание - это адрес вида, а экологическая ниша - его "профессия". Различают фундаментальную (или потенциальную) и реализованную ниши. Фундаментальная экологическая ниша - совокупность оптимальных условий, при которых данный вид может существовать и воспроизводиться. Реализованная ниша - условия, где вид реально встречается в данной экосистеме, она всегда составляет некоторую часть фундаментальной ниши.

Местообитание может обозначать комплекс связанных  между собой некоторых живых  и неживых характеристик географического  пространства. Например, местообитание  водных насекомых клопа-гладыша и плавта представляет собой мелководные покрытые растительностью участки озер. Эти насекомые занимают одно местообитание, но имеют разные трофические цепи (гладыш – это активный хищник, а плавт питается разлагающейся растительностью), что и отличает экологические ниши этих двух видов.

Местообитание может обозначать и  только биотическую среду. Так бациллы  и бактерии живут внутри других организмов. Вши живут в волосяном покрове  хозяина. Некоторые грибы связаны  с конкретным типом леса (подберезовики). Но местообитание может быть представлено и чисто физико-географической средой. Можно указать приливно-отливный берег моря, где обитают столь разнообразные организмы. Это может и пустыня, и отдельная гора, дюны, ручей и река, озеро и т.п.

 

7

Условия нормального функционирования вида

 

Условия нормального  функционирования вида. Важнейшим для  каждого живого организма биотическим  фактором является пища. Известно, что  состав пищи определяется прежде всего набором белков, углеводородов, жиров, а также наличием витаминов и микроэлементов. Свойства пищи обусловлены содержанием (концентрацией) отдельных ингредиентов. Разумеется, требуемые свойства пищи различаются для разных видов организмов. Недостаток каких-либо ингредиентов, как и их избыток, оказывают вредное воздействие на жизнеспособность организма.

Аналогично обстоит  дело и с другими биотическими и абиотическими факторами. Поэтому  можно говорить о нижней и верхней  границах каждого экологического фактора, в пределах которых возможно нормальное функционирование организма. Если величина фактора среды становится ниже его  нижней границы или выше верхней  границы для данного вида, и  если этот вид не сможет быстро приспособиться к изменившимся условиям среды, то он обречен на вымирание и его  место в экосистеме (экологическая  ниша) будет занято другим видом.

 

 

 Если  ниша есть «место» или «положение»  вида в сообществе согласно концепции  Элтона, то вправе дать ей какие-то измерения. Согласно Хатчинсон ниша может быть определена некоторым числом переменных условий среды в пределах сообщества, к которым виды должны быть приспособлены. Эти переменные включают как биологические показатели (например размер пищи), так и небиологические (климатические, орографические, гидрографические и др.). Эти переменные могут служить осями, по которым и воссоздается многомерное пространство, которое называется экологическим пространством или пространством ниши. Каждый из видов может приспособиться или быть устойчивым к некоторому диапазону значений каждой переменной. Верхние и нижние пределы всех этих переменных и очерчивают то экологическое пространство, которое способен занимать вид. Это и есть фундаментальная ниша в понимании Хатчинсон.

 

 

 

 

 

8

Ширина  и перекрывание ниш

 

 

 С использованием концепции  экологической ниши правило конкурентного  исключения Гаузе можно перефразировать следующим образом: два разных вида не могут длительное время занимать одну экологическую нишу и даже входить в одну экосистему; один из них должен либо погибнуть, либо

измениться  и занять новую экологическую  нишу. Кстати сказать, внутривидовая  конкуренция часто сильно уменьшается, именно потому, что на разных стадиях жизненного цикла многие организмы занимают разные экологические ниши. Например, головастик - растительноядное животное, а взрослые лягушки, обитающие в том же пруду, - хищники. Другой пример: насекомые на стадии личинки и взрослой особи.

 

 

        На одной территории в экосистеме  может жить большое количество  организмов разных видов. Это  могут быть близкородственные  виды, но каждый из них обязан  занять свою уникальную экологическую  нишу. В этом случае данные  виды не вступают в конкурентные  отношения и в определенном  смысле становятся нейтральными  друг к другу. Однако зачастую  экологические ниши разных видов  могут перекрываться по крайней мере по одному из аспектов, например, по местообитанию или по питанию. Это приводит к межвидовой конкурентной борьбе, которая обычно не носит жесткого характера и способствует четкости разграничения экологических ниш. Для характеристики ниши используют обычно два стандартных измерения – ширина ниши и перекрывание ниши с соседними нишами.

Под шириной  ниши понимаются градиенты или диапазон действия какого-либо экологического фактора, но только в пределах данного  гиперпространства. Ширину ниши можно  определить по интенсивности освещения, по длине трофической цепи, по интенсивности  действия какого-либо абиотического фактора. Под перекрытием экологических ниш подразумевается и перекрытие по ширине ниш, и перекрытие гиперобъёмов. 

 

Ширина экологической  ниши - относительный параметр, который  оценивают путем сравнения с  шириной экологической ниши других видов. Эврибионты обычно имеют более  широкие экологические ниши, чем  стенобионты. Однако, одна и та же экологическая ниша может иметь различную ширину по разным направлениям: например, по пространственному распределению, пищевым связям и т.д.

Перекрывание экологической  ниши возникает, если различные виды при совместном обитании используют одни и те же ресурсы. Перекрывание может быть полным или частичным, по одному или нескольким параметрам экологической ниши. 

 

Если  экологические ниши организмов двух видов сильно отличаются друг от друга, то данные виды, имеющие одно и то же место обитания, не конкурируют друг с другом.

Если  экологические ниши частично перекрываются, то их совместное сосуществование будет возможно благодаря наличию у каждого вида специфических приспособлений.  

Если  экологическая ниша одного вида включает в себя экологическую нишу другого, то возникает интенсивная  конкуренция, доминирующий конкурент вытеснит своего соперника на периферию зоны приспособленности.