Краткое содержание: Параграф § 53 / Биология 11 класс

Экологический критерий вида и понятие ниши

Понимание экологической ниши является ключевым для характеристики вида. Любому организму требуется определенная совокупность абиотических и биотических факторов для существования. Воздействие этих факторов на особей вида в границах их толерантности обеспечивает выживание. Экологическую нишу не следует путать с местообитанием. Американский ученый Юджин Одум образно сравнил местообитание с «адресом» организма, а экологическую нишу — с его «профессией».

Например, в африканских саваннах обитает несколько видов травоядных копытных, которые имеют общее местообитание, но используют кормовые ресурсы по-разному, занимая различные экологические ниши. Жирафы обгладывают листья с высоких деревьев (5–6 м), антилопы гну обрывают верхушки трав, зебры поедают среднюю часть злаков, а антилопы дик-дики и газели Томсона едят молодую листву низких кустарников и семена. Это демонстрирует специализацию питания, приводящую к разделению экологических ниш.

Многомерная модель экологической ниши

Экологическая ниша может быть охарактеризована множеством параметров (температура, влажность, соленость, кислотность и т.п.), отражающих возможность существования вида в конкретных условиях среды. Полное описание ниши дает ее многомерная модель, разработанная в 1957 году американским ученым Джорджем Хатчинсоном.

• Под экологической нишей в контексте этой модели понимается весь диапазон значений экологических факторов среды, в пределах которых вид способен жить и размножаться.
• Для наглядности можно представить нишу в виде геометрических фигур. Если учитывать только температуру (один фактор), ниша будет представлена отрезком на оси координат.
• При учете двух факторов — температуры и влажности (две оси) — ниша изображается в виде прямоугольника.
• Добавление третьего фактора — кислотности (третья ось) — превращает нишу в объемную фигуру, напоминающую параллелепипед .
• В реальности факторов может быть множество, что приводит к многомерному (N-мерному) пространству, в котором экологическая ниша представлена сложной многогранной фигурой с сглаженными углами, подобно продолговатому эллипсоиду .

Многомерная модель позволяет описывать экологические ниши не только по абиотическим факторам, но и по биотическим. Например, для описания экологической ниши животных часто используют следующие измерения (оси):

• Пространственная ниша: место, где вид обитает;
• Пищевая ниша: то, чем вид питается;
• Временная ниша: отражает суточную или сезонную активность.

Размеры экологической ниши и принцип Гаузе

Виды различаются по ширине и узости своих экологических ниш. Например, коала, питающаяся исключительно листьями эвкалипта, имеет узкую пищевую нишу. Напротив, серая крыса, которая всеядна и питается разнообразными кормами растительного и животного происхождения, обладает широкой пищевой нишей .

• Виды с широкой экологической нишей, такие как серая крыса или кишечная палочка (\( Escherichia \ coli \)), широко распространены на планете.
• Виды с узкой экологической нишей (например, коала) часто занимают ограниченные, специфические зоны.

Согласно принципу конкурентного исключения (принцип Гаузе), два вида не могут занимать абсолютно одинаковые экологические ниши. Если они вступают в конкуренцию, один вид окажется более приспособленным и вытеснит другой, либо они приобретут различия в нишах.

Экологическая ниша формируется в процессе эволюции, когда вид приобретает комплекс приспособлений к сочетанию абиотических и биотических факторов своей среды. Когда вид исчезает, его экологическая ниша освобождается. Примером смены экологической ниши является исчезнувший в 20 веке тасманский сумчатый волк (тилацин) . Его нишу (ночной образ жизни, одиночная охота на мелкую добычу) в Австралии частично заняла дикая собака динго, завезенная туда первыми поселенцами и ведущая стайный образ жизни и охотящаяся на более крупную добычу (кенгуру, домашний скот). Различие экологических ниш разных видов позволяет им сосуществовать, поскольку они используют разные местообитания, пищу и разное время суток для использования ресурсов.