29. Экологическая ниша организмов. Экологическая ниша человека.

Экологическая ниша – место вида в природе, преимущественно и биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в обществе, 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.

Знание экологической ниши позволяет ответить на вопросы, как, где чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается.

Модель экологической ниши, предложенной Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов толерантности восстановить перпендикуляры, то ограниченное ими пространство и будет соответствовать экологической нише данного вида. Экологическая ниша – это область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго.

Растение: температура, влажность. Морское животное: температура, соленость, концентрация кислорода. На самом деле факторов множество, ниша 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. Конкуренция – отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же. Межвидовая конкуренция – любое взаимодействие между популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбе видов за экологические ниши.

Не существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но есть близкородственные виды, часто настолько сходные, что им требуется, по существу, одна и та же ниша. В этом случае, когда ниши частично перекрываются, возникает особо жесткая конкуренция, но в конечном итоге нишу занимает один вид. Явление экологического разобщения близкородственных видов получило название принципа конкурентного исключения, или принципа Гаузе.

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 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 говорят, что они занимаются 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.

Главный результат дифференциации – снижение конкуренции. Тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивыми.

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. Белки и лоси, обезьяны и слоны. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами сообществ.

Аменсализм – это биотические отношения, при которых происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Такие отношения обычно относят к прямой конкуренции и называют антибиозом. Наиболее хорошо они изучены у растений, которые применяют различные ядовитые вещества в борьбе с конкурентами за ресурсы, и данное явление называют аллелопатия.

Аменсализм распространен в водной среде, сине-зеленые водоросли, вызывая цветение воды, отравляют водную фауну и скот, который приходит на водопой. Аналогичные «способности» проявляют и другие водоросли. Они выделяют пептиды, хинон, антибиотики и другие вещества, которые ядовиты даже в малых дозах. Называют эти яды эктокринными веществами.

Хищничество и паразитизм. Хищниками называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищников характерно охотничье поведение. Изобилие насекомых и их малые размеры и легкодоступность превращают деятельность плотоядных хищников, обычно птиц, в простое «собирательство» добычи.

Паразитизм – это такая форма пищевой связи между видами, когда организм-потребитель (консумент) использует тело живого хозяина не только как источник пищи, но и как место своего обитания. Насекомые-вредители и растения, кровососущие насекомые и животные и т.п. Насекомые-паразиты часто бывают разносчиками эпидемий: вши – тифа, клещи – энцефалита.

Хищничество и паразитизм – это пример взаимодействия двух популяций, отрицательно сказывающиеся на росте и выживании одной из них. Подобные популяции развиваются синхронно, и по мере длительности их взаимодействия коэволюция может привести к снижению степени отрицательного взаимодействия или устранить его вообще, поскольку сильное подавление популяции жертвы или хозяина популяцией хищника или паразита может привести к уничтожению одной из них или обеих.

При длительном контакте паразитов и хищников с их жертвами влияние на них весьма умеренно, нейтрально или даже благоприятно, а наибольшее повреждающее действие оказывают новые паразиты и хищники.

Комменсализм – это наиболее простой тип положительных взаимодействий. Комменсалы – организмы, которые поселяются в жилищах других организмов, не причиняя им зла и не принося добра. Для тех животных, у которых они «квартируют», комменсалы безразличны. В океанах и морях в каждой раковине – организмы, которые получают здесь укрытие, но абсолютно безобидны для «владельца» этой раковины.

Протокооперация – это следующий шаг к более тесной интеграции, когда оба организма получают преимущества от объединения, хотя такое сосуществование не обязательно для их выживания. Краб «сажает» себе на спину кишечнополостное, которое маскирует и защищает его (имеет стрекательные клетки), но, в свою очередь, оно получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство.

Мутуализм (симбиоз) – следующий этап развития зависимости двух популяций друг от друга. Объединение происходит между весьма разными организмами и наиболее важные мутуалистические системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Сотрудничество между бактериями, фиксирующими азот, и бобовыми растениями, симбиоз между копытными и бактериями, обитающими в их рубце, симбиоз водоросли и гриба – лишайники.

Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую нишу. Как биологический вид человек может обитать только в пределах суши экваториального пояса (в тропиках и субтропиках), по вертикали – на высотах до 3-3,5 км над уровнем моря. Благодаря специфическим (в первую очередь социальным) свойствам человек расширил границы своего начального ареала, расселился в высоких, средних и низких широтах, освоил глубины океана и космическое пространство. Однако его фундаментальная экологическая ниша не практически не изменилась, и за пределами исходного ареала он может выживать, преодолевая сопротивление лимитирующих факторов не путем адаптаций, а с помощью специально создаваемых защитных устройств и приспособлений (жилища, одежда, кислородные приборы).

На промышленных предприятиях многие факторы находятся за пределами толерантности человеческого организма. Это отрицательно сказывается на нем: профессиональные заболевания. Поэтому существует специальная система технических и организационных мероприятий для обеспечения безопасности труда. Для ряда производств ограничивается трудовой стаж, рабочий день.

Поступающие в окружающую среду химические соединения являются экологическими факторами, элементами экологической ниши. По отношению к ним устойчивость человеческого организма мала, и такие вещества оказываются лимитирующими факторами, разрушающими нишу.

Любой живой организм приспособлен (адаптирован) к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы подавляет жизнедеятельность организмов и может вызвать их гибель. Требования того или иного организма к экологическим факторам среды обуславливают ареал (границы распространения) того вида, к которому организм принадлежит, а в пределах ареала — конкретные места обитания.

Местообитание — пространственно ограниченная совокупность условий среды (абиотической и биотической), обеспечивающая весь цикл развития и размножения особей (или группы особей) одного вида. Это, например, живая изгородь, пруд, роща, каменистый берег и т. д. При этом в пределах местообитания могут выделяться места с особыми условиями (например, под корой гниющего ствола дерева в роще), в ряде случаев называемые микро-местообитаниями.

Для совокупной характеристики физического пространства, занимаемого организмами вида, их функциональной роли в биотической среде обитания, включая способ питания (трофический статус), образ жизни и взаимоотношения с другими видами, американским ученым Дж. Гриннеллом в 1928 г. введен термин «экологическая ниша».

Экологическая ниша — это совокупность в всех требований организма к условиям среды обитания (составу и режимам экологических факторов) и место, где эти требования удовлетворяются; в всего множества биологических характеристик и физических параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, преобразование им энергии, обмен информацией со средой и себе подобными. Таким образом, экологическая ниша характеризует степень биологической специализации вида. Можно утверждать, что местообитание организма - это его «адрес», тогда как экологическая ниша - его «род занятий», или «стиль жизни», «профессия».