Экологическая ниша

Экологической нишей называют место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее его положение как в обычном трехмерном пространстве, так и в многомерном пространстве абиотических факторов. Модель экологической ниши можно представить следующим образом. Если в многомерном пространстве абиотических факторов выбрать систему взаимно ортогональных осей, на каждой из которых отложены значения различных факторов, то экологической нишей будем называть область в рассматриваемом многомерном пространстве, по каждому из лимитирующих факторов ограниченную пределами толерантности рассматриваемого вида по отношению к данному фактору. Таким образом, экологическая ниша - это область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго.

Например, если считать, что для существования наземного растения достаточно определенного сочетания температуры и влажности, то можно говорить о двумерной экологической нише. В реальности лимитирующих факторов значительно больше, и экологическая ниша всегда многомерна.

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

В природе фактически не существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но встречаются близкородственные виды, часто настолько сходные, что им, по существу требуется одна и та же ниша. В этом случае возникает особо жесткая конкуренция, но в конечном итоге нишу занимает один вид.

Межвидовая конкуренция за ресурсы может касаться пространства, пищи и т.д. Именно уменьшение ресурсов приводит к ситуациям, когда имеют место лишь отрицательные воздействия видов друг на друга. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо популяция одного вида замещается популяцией другого вида, а первый вынужден переселиться на другое место или перейти на другую пищу. Если виды живут в разных местах, то считается, что они занимают разные экологические ниши, если же они живут в одном месте, но потребляют различную пищу, то говорят, что их экологические ниши несколько различаются. Процесс разделения популяциями видов пространства и ресурсов называют дифференциацией экологических ниш. Примером дифференциации ниш является распределение копытных животных по ярусам питания в африканской саванне. Главным результатом дифференциации ниш является снижение конкуренции. Так, тенелюбивые растения не конкурируют за свет со светолюбивыми. Другим примером взаимного приспособления видов является регуляция хищниками численности доминирующего вида. Иными словами, существует множество обстоятельств, при которых разные виды-антагонисты могут сосуществовать. Тем не менее, приведенные примеры представляют собой отрицательные взаимодействия видов, поскольку это взаимовлияние не позволяет каждому из видов полностью реализовать свои возможности.

Все разнообразные формы биотических взаимоотношений делят на несколько основных групп. Нейтрализмом называют такую форму взаимоотношений, когда проживание двух разных видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. Примером является совместное проживание лосей и белок в одном лесу.

Конкуренцией называют взаимное подавление двумя видами друг друга в борьбе за пространство или за ресурсы.

Аменсализм - это такие биотические взаимоотношения, когда происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. При этом второй вид не испытывает на себе отрицательного воздействия со стороны вида-аменсала. Наиболее хорошо такие отношения изучены у растений, которые применяют различные ядовитые вещества в борьбе с конкурентами за ресурсы.

Хищничеством и паразитизмом называют отношения хищник - жертва и паразит - хозяин, являющиеся результатом прямых пищевых связей, которые для одного из партнеров (жертва, хозяин) имеют отрицательные последствия, а для другого (хищник, паразит) - положительные. Все варианты пищевых экологических связей можно отнести к этим типам взаимодействия, так как любой гетеротрофный организм в сообществе существует за счет поедания другого гетеротрофа или автотрофа.

К положительным видам взаимодействия относят комменсализм, протокооперацию и мутуализм. Комменсализм - это простейший тип положительных взаимодействий, когда один организм - комменсал поселяется в жилище другого организма, не причиняя последнему вреда. Комменсал испытывает положительное влияние такого взаимоотношения, для второго организма же присутствие комменсала безразлично. Типичным примером комменсализма является наличие в раковинах моллюсков более мелких организмов, которые получают здесь укрытие.

Протокооперация представляет собой пример более тесной интеграции, когда два организма получают преимущества от объединения, хотя их сосуществование не является обязательным для выживания. Примером является сосуществование краба и кишечнополостного животного. Краб помещает себе на спину кишечнополостное животное, которое маскирует и защищает его с помощью стрекательных клеток. В свою очередь кишечнополостное получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство.

Мутуализм (симбиоз) - это наиболее тесный тип взаимодействия между видами, когда это взаимодействие не только благоприятно для обоих видов, но и обязательно. Наиболее важные симбиотические системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Примером может служить симбиоз между азотфиксирующими бактериями и бобовыми растениями, симбиоз между копытными и бактериями, обитающими в их рубце, и др.