Экологическая ниша организма

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. При этом в пределах местообитания могут выделяться места с особыми условиями (например, под корой гниющего ствола дерева в роще), в ряде случаев называемые микроместообитаниями.

Экологическая ниша — это совокупность

• всех требований организма к условиям среды обитания (составу и режимам экологических факторов) и место, где эти требования удовлетворяются;

• 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.

Экологическая специфичность видов подчеркивается аксиомой экологической адаптированности: каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования — экологической нише.

Согласно установленному в 1934 г. советским биологом Г. Ф. Гаузе (1910—1986) принципу конкурентного взаимоисключения: два вида не занимают одну и ту же экологическую нишу.

В природе действует правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно будет заполнена.

Понятие о популяции

Демэкология - раздел общей экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции, и др.

Популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. Популяция обладает важнейшим для поддержания жизни вида в течение длительного периода качеством — способностью к перестройке своего генофонда в ответ на изменение экологических факторов среды обитания.

У особей популяции формируются адаптации, соответствующие условиям той местности, где они обитают. Поэтому популяция представляет собой развивающуюся единицу. Популяция является основным биотическим элементом экосистем.

Основным свойством популяции является ее беспрерывное изменение, движение, динамика, что сильно влияет на структурно-функциональную организованность, продуктивность, биологическое разнообразие и устойчивость системы.

Внутривидовые связи — это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительскими и дочерними поколениями. В популяциях действуют законы, позволяющие использовать ограниченные ресурсы среды так, чтобы обеспечить возможность появления потомства, что является генетической целью популяции.

Показатели популяций

Выделяют две группы количественных показателей — статические и динамические.

1) Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. К ним относятся следующие.

Численность - общее количество особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, он зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.

Плотность популяции - среднее число особей (или биомассы) на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции изменчива, она зависит от численности. В случае возрастания численности плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение ее, т.е. расширение ареала.

2) Динамические показатели популяции включают рождаемость смертность, прирост и темп роста популяции.

Рождаемость (плодовитость) - число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Размножение характеризуется биотическим потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем.

Смертность популяции - число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее.

Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.

Темп роста популяции — средний прирост ее за единицу времени.

Территориальная иерархия популяций

В экологии достаточно широкое распространение получила концепция иерархии (соподчиненности) популяций в зависимости от размеров занимаемой ими территории. Н.П. Наумов ввел понятия элементарной, экологической и географической популяции, которые в свою очередь входят в ареал вида.

Ареал вида — это область географического распространения (территория или акватория) особей рассматриваемого вида вне зависимости от степени постоянства их обитания в данной местности, но исключая места случайного попадания (заноса, залета, захода, заплыва и т.п.) в соседние регионы.

Элементарная (локальная) популяция является совокупностью особей того или иного вида (например, белки), которая занимает какой-то небольшой участок однородной по условиям обитания площади. Число элементарных популяций очередь определяется степенью разнородности условий среды обитания, при этом чем они разнообразнее, тем большее число элементарных популяций можно выделить.

Экологическая популяция - совокупность элементарных популяций. Составляющие экологической популяции весьма слабо изолированы друг от друга, между ними может происходить довольно часто обмен генетической информацией, но существенно реже, нежели между элементарными популяциями.

Географические популяции – совокупность экологических популяций. Географические популяции включают группу особей, которые заселяют территорию с географически однородными условиями существования (тундра, тайга) и отличаются общностью приспособлений к климату и ландшафту. Следует отметить, что они довольно заметно разграничены и изолированы. Как правило, они могут отличаться рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей, а также плодовитостью и даже размерами особей.

Вид - это сложная биологическая система, которая состоит из группировок организмов — популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения.

Протяженность популяционного ареала определяется биологией вида, особенно радиусом его индивидуальной активности перемещения. Ареал расширяться или сокращаться даже в связи с сезоном года; существенное расширение границ ареала вида наблюдается при миграции. В то же время в процессе освоения нового пространства и необходимости (подчас вынужденной) приспособления к новым экологическим условиям происходит формирование новых популяций.

Структура популяций.

Возрастная структура популяций

Возрастная структура популяции характеризует общее количество представленных в ней возрастных групп и соотношение их численности или общей массы присутствующих в группе организмов (биомассы). Такое соотношение называют обычно возрастным распределением (то есть распределением численности по возрастным группам) или возрастным спектром популяции.

Простая возрастная структура популяций. При такой структуре популяциях характеризуются одной возрастной группой. Уязвимость таких популяций крайне высока. Так, все однолетние растения весной находятся в проростках, затем почти одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают.

В популяции со сложной возрастной структурой представлены все возрастные группы. Здесь одновременно живут несколько поколений. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности.

Возрастной спектр связан с интенсивностью смертности организмов. Кроме того, он зависит также и от величины рождаемости, поскольку последней определяется величина приплода.

Возрастная структура популяции может изменяться под действием внешних факторов, так как они контролируют процессы и рождаемости, и смертности.

В состав возрастных групп может входить различное число генераций.

Генерация - поколение, группа организмов в популяции, одинаково отдалённых в родственном отношении от общих предков.

По возрастному спектру оцениваются способность популяции к самоподдержанию численности и ее устойчивость к внешним воздействиям. Чем сложнее возрастной спектр, тем устойчивее воспроизводство популяции.

Половая структура популяций.

Половая структура популяции - численное соотношение полов, т.е. половой состав, имеет большое значение для дальнейшего роста ее численности. Соотношение полов зависит, прежде всего, от биологии вида и сильно различается у моногамных и полигамных животных.

Для первых нормой является соотношение полов 1: 1.

Для вторых типично преобладание самок.

Экологические и поведенческие различия между особями мужского и женского пола могут быть сильно выражены. Так, самцы комаров питаются нектаром растений и слизывают росу, а самки являются кровососущими.

Но даже если образ жизни самцов и самок сходен, они различаются по многим физиологическим признакам: темпам роста, срокам полового созревания, устойчивостью к климатическим изменениям, голоданию и т.д.

Пространственная структура популяции.

Каждая популяция занимает пространство, обеспечивающее условия жизни для ограниченного числа особей. При изучении пространственной структуры различают распределения особей на территории (в пространстве):

- случайное,

- равномерное,

- неравномерное (групповое).

Случайное распределение в природе встречается редко; оно наблюдается в случаях, когда среда очень однородна, а организмы не стремятся объединиться в группы.

Равномерное распределение бывает там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм (выражается прежде всего в борьбе за существование).

Наиболее часто наблюдается неравномерное (групповое) распределение - образование различных скоплений.

В зависимости от характера использования пространства подвижных животных подразделяют на оседлых и кочевых. Оседлые животные в течение всей или большей части жизни используют довольно ограниченный участок среды. Им присущи инстинкты привязанности к своему участку, регулярное возвращение к месту размножения после длительных и дальних миграций.

Кочевые животные совершают постоянные передвижения в пространстве, так как они зависят от запаса корма на данной территории. Кочевой образ жизни характерен преимущественно для стад и стай. Перемещение кочующих видов по площади обычно происходит за сроки, достаточные для восстановления кормовых ресурсов на пастбищных участках.

Этологическая (поведенческая) структура популяций.

Этологическая (поведенческая) структура. Она отражает разнообразные формы совместного существования особей в популяциях

Выделяют следующие виды форм совместного существования:

1) Одиночный образ жизни - характерен для многих видов (например, ежи, сомы, щуки и т.д.), но лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Эффект группы - оптимизацию физиологических процессов, ведущих к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании. Эффект группы проявляется как реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Эффект группы состоит также в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжительности жизни индивидуума.

2) Семейный образ жизни резко усиливает связи между родителями и их потомством. При семейном образе жизни территориальное поведение животных выражено наиболее ярко. Присущие ему различные сигналы, маркировка, ритуальные формы угрозы и даже прямая угроза (часто со стороны и самца и самки) обеспечивают владение участком, размеры и пищевая емкость которого достаточна для выкармливания потомства.

3) Колония. Будучи групповым поселением оседлых животных, она может существовать как длительно, так и возникать лишь на период размножения. Значительно более сложная форма колонии — поселения животных, в которых отдельные их жизненные функции выполняются сообща. Это в свою очередь повышает вероятность выживания отдельных особей.

Некоторые общественные насекомые — пчелы, муравьи, организуют весьма сложные колонии — семьи. Здесь насекомые выполняют сообща много основных функций: защиты, размножения, обеспечения кормом себя и потомства, строительства и т.п., для чего осуществляют обязательное разделение труда и специализацию отдельных особей, в том числе разных возрастных групп. При этом члены колонии постоянно обмениваются информацией друг с другом.

4) Стая. Это временное объединение животных одного вида (насекомых, птиц, рыб, реже млекопитающих и др.), связанное с общностью места обитания или размножения. Стайность облегчает выполнение каких-либо функций в жизни вида, например, защиты от врагов, добычи пищи, миграции.

5) Стадо — это группа диких или домашних животных одного вида, обитающая на какой-либо территории или акватории. В стаде осуществляются все основные функции жизни: добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.п. При этом основу группового поведения животных в стадах составляют взаимоотношения доминирования (главенства) — подчинения, которые обусловлены индивидуальными различиями между особями.

6) Внутривидовая конкуренция. В этом случае между особями сохраняется солидарность, так что они в состоянии размножаться и обеспечивать таким образом передачу свойственных популяции наследственных свойств.

7) Паразитирование на себе подобных, т.е. внутривидовой паразитизм, встречается нечасто, оно характеризует в основном отношения разных полов. Внутривидовой паразитизм имеет приспособительное значение.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: