Экологическая ниша. Взаимоотношения между организмами в популяциях и биоценозах

Каждый вид в составе биоценоза занимает свою экологическую нишу. Экологическая ниша – это место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования. Важно подчеркнуть, что эта ниша – не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в сообществе, определяемое его экологическими функциями. Ю. Одум (1975) образно представил экологическую нишу как занятие, «профессию» организма в том сообществе, в которое он входит, а его местообитание – это «адрес» вида. Знание экологической ниши позволяет ответить на ряд вопросов: как, где, чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом, где он размножается и отдыхает.

Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе, – реализованной. Реализованная ниша – это часть фундаментальной ниши, которую данный вид в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе.

Каждый вид играет определенную роль в своей экосистеме. Экологи доказали, что некоторые виды, называемыми ключевыми, кардинально влияют на многие другие организмы биоценоза. Исчезновение ключевого вида может спровоцировать целый каскад резких падений численностипопуляции и даже вымирание тех видов, которые зависели от него в той или иной форме. Например, ключевым видом возвышенностей Флориды и других южных районов США является земляная черепаха. Это медлительное животное, размером с обеденную тарелку, вырывает себе нору глубиной до 9 метров! В жарких экосистемах юга США такие норы становятся убежищем от жары для более чем 40 других видов животных, таких, как серая лиса, опоссум, змея индиго, многих насекомых и др. В тех местах, где черепаха истреблена или доведена до грани вымирания многочисленными охотниками за ее изысканное мясо, многие зависящие от черепахи виды перестали существовать.

Экологические ниши всех организмов можно разделить на с пециализированные и общие – в зависимости от их основных источников питания, размеров местообитания, чувствительности к температуре и другим физико-химическим факторам среды. Большинство видов растений и животных могут существовать лишь в узком диапазоне климатических условий и других характеристик окружающей среды и питаться ограниченным набором растений или животных. Такие виды характеризуются специализированной экологической нишей. Например, гигантская панда имеет сильно специализированную нишу, так как на 99% питается листьями и побегами бамбука. Уничтожение и массовое вымирание некоторых видов бамбука в тех районах Китая, где обитала панда, поставило это животное на грань вымирания.

Виды с общими экологическими нишами легко приспосабливаются к изменениям условий среды обитания. Они могут обитать в самых разнообразных местах, потреблять разнообразную пищу и выдерживать широкий диапазон природных условий. Именно этим объясняется меньшая опасность их вымирания по сравнению с видами, обладающими специализированными нишами. Общими экологическими нишами характеризуются, например, мухи, тараканы, мыши, крысы, люди и др.

Информация об экологических нишах помогает людям управлять биоресурсами планеты, она помогает предсказывать последствия изъятия того или иного вида из экосистемы или внедрения в другую экосистему. Однако определение комплекса взаимодействующих факторов, составляющих экологическую нишу, является непростой задачей.

Понятие экологическая ниша включает в себя и взаимодействие различных видов в биоценозе. Взаимоотношения видов в составе биоценоза сложны и многообразны. В биоценозе имеют место и внутривидовые и межвидовые взаимоотношения. Примерами внутривидовых взаимоотношений являются: конкуренция за пищу, самца или самку, место размножения и взаимопомощь организмов.

Межвидовые взаимоотношения (взаимоотношения между разными популяциями) еще более многообразны. Основные межвидовые взаимоотношения представлены в таблице 1.

Таблица 1

Классификация биотических взаимодействий двух видов (по Ю. Одуму, 1986)

Тип взаимодействия	Виды	Общий характер взаимодействия
1. Нейтрализм			Ни одна популяция прямым образом не влияет на другую
2.Конкуренция, непосредственное взаимодействие (например, за место размножения)	-	-	Прямое взаимное подавление обоих видов
3. Конкуренция из-за ресурсов	-	-	Непрямое подавление при дефиците внешнего ресурса
4. Аменсализм	-		Популяция 2 подавляет популяцию 1, но сама не испытывает отрицательного воздействия
5. Паразитизм	+	-	Популяция паразитов 1 состоит из меньших по величине особей, чем популяция 2
6. Хищничество	+	-	Особи хищника 1 обычно крупнее, чем особи жертвы.
7. Комменсализм	+		Популяция 1 получает пользу от объединения, для популяции 2 это объединение безразлично.
8. Протокооперация	+	+	Взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно
9.Мутуализм (симбиоз)	+	+	Взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно

Рассмотрим более подробно приведенные виды межвидовых взаимоотношений.

Нейтрализм – это такая форма биотических взаимоотношений, когда сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом случае виды не связаны непосредственно друг с другом, например, белки и лоси в лесу. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами сообществ.

Конкуренция представляет собой отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же. В биоценозах наблюдается как внутривидовая, так и межвидовая конкуренция. Межвидовая конкуренция – это любое взаимодействие между популяциями, которое отрицательно сказывается на их росте и выживании. Межвидовая конкуренция может касаться пространства, пищи, биогенных веществ и др. В природе не существует двух различных видов, занимающих абсолютно одинаковые экологические ниши. Однако, в природе очень много близкородственных видов, экологические ниши которых перекрываются. В этом случае между видами возникает жесткая конкуренция, и в конечном итоге нишу занимает один вид. Эту закономерность выявил известный русский ученый Г.Ф. Гаузе, поэтому она получила название правила Гаузе или принципа конкурентного взаимоисключения. Снижения конкуренции или ее избежания виды добиваются путем переселения в другой район, путем перехода на более труднодоступную пищу, сменой времени или места добычи корма. Например, ястребы и совы питаются, как правило, одними и теми же животными. Но ястребы охотятся за своими жертвами днем, а совы – ночью.

Аменсализм – это такой вид взаимоотношений, при котором происходит торможение роста одного вида продуктами выделения другого. Наиболее хорошо изучен аменсализм у растений. Некоторые растения выделяют химические вещества, которые подавляют рост и развитие конкурентов. Это явление называется аллелопатией. Например, в Калифорнии произрастает кустарник, выделяющий терпены, которые адсорбируются на частицах почвы и не дают прорастать другим растениям. Аменсализм распространен и в водной среде. В частности, синезеленыеводоросли выделяют токсичные вещества в водную среду, которые подавляют развитие другой водной растительности.

Паразитизм – это такая форма пищевой связи между видами, когда организм потребитель (паразит) использует тело живого хозяина не только как источник пищи, но и как место своего обитания (постоянного или временного). Паразитами являются некоторые насекомые, черви (причем ленточные черви все без исключения паразиты), есть паразиты и среди растений (например, повилика, заразиха). Паразиты, особенно внутренние (гельминты), не только образом жизни, но и внешне отличаются от свободно живущих родственников. Как правило, у них предельно простая пищеварительная система, отсутствуют органы зрения, слуха. Многие паразиты имеют достаточно прочные покровы (чтобы их не переварил сам хозяин) и развитые органы размножения. Внешние паразиты, как правило, имеют органы, позволяющие прочно удерживаться на теле хозяина.

Бывают совершенно особые формы паразитизма. Например, на самках некоторых видов глубоководных рыб-удильщиков паразитируют мелкие самцы того же вида. Объяснение этому простое: на больших глубинах, в полной темноте, непросто найти самку. Поэтому молодой самец, найдя самку, не хочет с ней расставаться и вцепляется челюстями в ее живот. Постепенно два организма срастаются, их кровеносные системы объединяются, самец утрачивает органы чувств, пищеварения, получая все необходимое из тела самки, но при этом он сохраняет репродуктивные органы.

Наиболее характерной формой взаимодействия видов в пищевых цепях является хищничеств о, при котором отдельная особь одного вида, называемая хищником, питается организмами другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. Когда говорят о взаимоотношениях «хищник – жертва», то имеют в виду не только таких «классических» хищников, как лев или волк, и их «классических» жертв – антилоп и зайцев и др. Отношения большой синицы с насекомыми, дафний с мелкими планктонными водорослями также относятся к категории «хищник-жертва». Виды жертвы пользуются целым рядом защитных механизмов, чтобы не стать легкой добычей для хищника. Некоторые из них быстро бегают, летают, плавают. Другие обладают толстой кожей, панцирем, иглами. Третьи имеют защитную окраску или способны изменять цвет, маскируясь в окружающей среде. Четвертые выделяют химические вещества с неприятным запахом или вкусом. У жертв также есть несколько способов добычи, например, быстрое одиночное преследование и нападение на жертву, охота стаями, нападение на более слабых особей, использование ловушек (например, паутины). Человек, чтобы обеспечить себя пищей животного происхождения занимается разведением наиболее ценных пород домашних животных, птиц, рыбы.

Комменсализм представляет собой такую форму взаимоотношений между организмами, при которой один вид положительно влияет на другой, не испытывая при этом с его стороны ни положительных, ни отрицательных воздействий. Комменсалы – это организмы, которые поселяются в жилищах других организмов, не принося им вреда. Для тех животных, у которых они «квартируют», комменсалы безразличны. В океанах и морях практически в каждой раковине встречаются организмы, получающие здесь укрытие, пищу и не причиняющие вреда хозяину раковины. Ярким примером комменсализма являются взаимоотношения между рыбами-прилипалами и крупными хищными рыбами. Часто мелкие рыбы-прилипалы передвигаются на большие расстояния, прикрепляясь спинным плавником к коже акул, к тому они часто питаются остатками пищи акул. Для акул такая форма сожительства не приносит ни вреда, ни пользы.

Дата добавления: 2014-01-07