Экологическая ниша. Взаимоотношения организмов в биоценозе

Экологическая ниша — место вида в природе, преиму­щественно в биоценозе, включающее как положение его в про­странстве, так и его роль в сообществе, отно­шение к абиотическим условиям существования ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в собществе. Знание экологической ниши позволяет ответить на вопро­сы, как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается.

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. Конкуренция — отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же. Межвидовая конку­ренция — это любое взаимодействие между популяциями, ко­торое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкурен­ция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши. Межвидовая конкуренция за ресурсы может касаться про­странства, пищи, биогенных веществ и т. п. Именно уменьше­ние ресурсов приводит к ситуациям, когда мы имеем дело лишь с отрицательными взаимодействиями. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо 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 говорят, что они занимают разные экологические ниши, если же они живут в одном месте, но потребляют раз­ную пищу, то говорят об их несколько различающихся экологи­ческих нишах. Процесс разделения популяциями видов про­странства и ресурсов называется дифференциацией экологиче­ских ниш (рис. 5.1).

Главный результат ниш — снижение кон­куренции. Например, тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивыми и т. п. 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 и даже не контактируют между собой. Напри­мер, белки и лоси, обезьяны и слоны и т. п. Аменсализм — это такие биотические отношения, при ко­торых происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Хищничество и паразитизм: отношения хищник — жерт­ва и паразит — хозяин являются результатом прямых пище­вых связей, которые для одного из партнеров имеют отрица­тельные последствия, а для другого — положительные. Все ва­рианты пищевых экологических связей можно отнести к этим типам взаимодействия, в том числе и корову, поедающую тра­ву. Любой гетеротрофный организм в сообществе существует за счет поедания другого гетеротрофа или автотрофа.

Хищниками называют животных, питающихся другими жи­вотными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищников характерно охотничье поведение.

Паразитизм — это такая форма пищевой связи между видами, когда организм-потребитель использует те­ло живого хозяина не только как источник пищи, но и как ме­сто своего обитания (постоянного или временного). Хищничество и паразитизм — это пример взаимодейст­вия двух популяций, отрицательно сказывающееся на росте и выживании одной из них.

К положительным видам взаимодействия от­носят комменсализм, кооперацию и мутуализм. Экологи считают, что в стабильных экосистемах отри­цательные и положительные взаимодействия должны находиться в равновесии.

Комменсализм, кооперация и мутуализм можно рассмат­ривать как стадии последовательного совершенствования по­ложительных взаимодействий в ходе эволюции.

Комменсализм — это наиболее простой тип положитель­ных взаимодействий. Комменсалы — организ­мы, которые поселяются в жилищах других организмов, не принося вреда. В океанах и морях в раковине — организмы, которые получают здесь укрытие, но не причиняют «владельцу» этой раковины ничего.

Мутуализм (симбиоз) — следующий этап развития зави­симости двух популяций друг от друга. Объединение происхо­дит между весьма разными организмами и наиболее важные системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Примером может служить сотрудничество ме­жду бактериями, фиксирующими азот, и бобовыми растения­ми; симбиоз между копытными и бактериями, обитающимив их рубце, и др. Из приведенной характеристики биоценозов видно, что их устойчивость зависит прежде всего от изменений в структуре сообществ, от динамики видового разнообразия, от изменений в трофической цепи.

 

Контрольные вопросы

1.Что понимается под биоразнообразием?

2.Почему видовое разнообразие является основой биологи­ческого разнообразия в живой природе?

3. Какие существуют показатели оценки биоразнообразия биологических сообществ?

4. Как отражается биоразнообразие в пространственной структуре биоценоза?

5. Что такое экологическая ниша?

6.В чем состоят отрицательные взаимодействия между видами?

7. В чем состоят положительные взаимодействия между ви­дами?

 

Тесты для самоконтроля:

1. Вид, который является строителем биоценоза называют:

а) эдификатором

b) доминантом

c) автохнотом

d) реликтом

e) все ответы не верны

2. Совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе, называется:

а) экологическим равновесием

b) экологическим уровнем

c) экологической нишей

d) экосистемой

3. Почву В.И.Вернадский называл:

а) косным веществом

b) биогенным веществом

c) биокосным веществом

d) мертвым веществом

4. При описании функции биоценоза важными являются такие характеристики, как:

а) биомасса, продукция, разложение

b) продукция, обмен веществ, разложение

c) продукция, потребление, разложение

d) биомасса, потребление, обмен веществ

5. В лесах умеренного климата может быть:

а) 1-2 яруса растений

b) 5-6 ярусов растений

c) 10-12 ярусов растений

d) 15-16 ярусов растений

 

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Любая единица, включающая все совместно функционирующие, организмы (биотическое сообщество) на дан­ном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает определенные биоти­ческие структуры и круговорот веществ между живой и нежи­вой частями, представляют собой экологическую систему, или экосистему».

 

Концепция экосистемы

Главным предметом исследования в экосистеме становятся трансформации вещества и энергии между биотой и физической средой, биогеохимический круговорот веществ в це­лом (рис. 6.1). Это позволяет дать общую оценку результатов жизнедеятельности многих от­дельных организмов, видов, как по биогеохимиче­ским функциям, т. е. по характеру осуществляемых в природе процессов превращения вещества и энергии. Например, все высшие растения потребляют одни и те же вещества, все они используют свет и благодаря фотосин­тезу, образуют близкие по составу органические вещества и вы­деляют кислород.

Выделяют: микроэкосистемы (лишайники и т. п.); мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.); макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец, глобальную экосистему (биосфера Земли) или экосферу — интеграция всех систем. Многие сис­темы автономны — пруды, озера, океан, леса и др. Но даже биосфера Земли часть веществ отдает в космос и по­лучает вещества из космоса.

Таким образом, природные экосистемы — это открытые системы: они должны получать и отдавать вещества и энер­гию.

Запасы веществ, усвояемые организмами и, прежде всего, продуцентами, в природе небезграничны. Если бы эти вещест­ва не использовались многократно, а точнее не были бы вовле­чены в этот вечный круговорот, то жизнь на Земле была бы вообще невозможна. Такой круговорот (рис. 6.1) биогенных компонентов возможен лишь при наличии функ­ционально различных групп организмов, способных осуществ­лять и поддерживать поток веществ, извлекаемых ими из ок­ружающей среды.

Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необ­ходимы неорганические молекулы в усвояемой для продуцен­тов форме, консументы, питающиеся продуцентами и други­ми консументами, а также редуценты, восстанавливающие вещества.

Рис. 6.1. Схема переноса вещества (сплошная линия) и энергии (пунктирная линия) в природных экосистемах

С точки зрения пищевых взаимодействий организмов, тро­фическая структура экосистемы делится на два яруса: 1) верх­ний — автотрофный ярус, или «зеленый пояс», включающий фотосинтезирующие организмы, создающие сложные органи­ческие молекулы из неорганических простых соединений, и 2) нижний — гетеротрофный ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, в котором преобладает разложение отмерших орга­нических веществ снова до простых минералов. Чтобы разобраться в сложных биологических взаимо­действиях в экосистеме, следует выделить ряд компонентов: 1) не­органические вещества (С, N, СО₂, Н₂О, Р, О и др.), участвую­щие в круговоротах; 2) органические соединения (белки, угле­воды, липиды, гумусовые вещества и др.), связывающие био­тическую и абиотическую части; 3) воздушную, водную и суб­стратную среду, включающую абиотические факторы; 4) про­дуцентов — автотрофных организмов, в основном зеленых рас­тений, способных производить пищу из простых неорганиче­ских веществ; 5) консументов, — гетеротрофы, в основном животные, питающиеся дру­гими организмами или частицами органического вещества; 6) редуцентов — ­ ге­теротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, полу­чающих энергию путем разложения отмершей или поглоще­ния растворенной органики.

Фотосинтезирующие организмы и хемосинтезиующие, создают органические вещества на Земле про­дукцию в количестве 100 млрд т/год и примерно такое же количество веществ должно превращаться в результате дыха­ния растений в углекислый газ и воду. Однако этот баланс не­точен.