§ 37. Экологические ниши в биогеоценозе

Определения и обозначения

Экологическая ниша — совокупность условий и ресурсов, необходимых виду для существования, а также его роль в биогеоценозе. Она показывает, чем вид питается, где и когда проявляет активность и как взаимодействует с другими организмами. Это понятие помогает описать не только присутствие вида, но и его вклад в жизнь сообщества.

Фундаментальная ниша — диапазон условий и ресурсов, который вид мог бы использовать при отсутствии ограничивающих взаимодействий с другими видами. Это своего рода оценка потенциальных возможностей вида. Она нужна, чтобы сравнить доступный ему набор ресурсов с тем, что он использует в реальном биогеоценозе.

Реализованная ниша — часть фундаментальной ниши, которую вид фактически занимает и использует в природе. Её границы могут сужаться из-за конкуренции, хищников и других биотических факторов. Понятие помогает объяснить, почему способности вида не всегда проявляются полностью.

Перекрывание экологических ниш — совместное использование популяциями разных видов части условий или ресурсов. Оно не означает, что ниши полностью совпадают: виды могут различаться по другим условиям и ресурсам. Понятие нужно для оценки возможной конкуренции и способов сосуществования видов.

Как это устроено

Ниша описывает не только место, где обнаружен организм, но и то, что ему нужно для жизни и как он использует среду. Одно и то же место может обеспечивать разные виды разной пищей и укрытиями, а потому они будут выполнять в сообществе разные функции. Если учитывать только место обитания, останется непонятно, чем питаются виды и за что конкурируют. Поэтому ниша связывает потребности организма с его ролью в биогеоценозе.

Экологическая ниша многомерна: каждое условие среды и каждый ресурс задают отдельное измерение. К таким измерениям относятся, например, температура, влажность, тип пищи, участок кормления и время активности. Вид может существовать лишь при определённом сочетании значений этих факторов, а не при любом значении каждого из них по отдельности. Поэтому нишу удобно представлять как совокупность возможных сочетаний условий и ресурсов.

Фундаментальная ниша показывает, какие условия и ресурсы доступны виду с учётом его собственных потребностей и возможностей. Но в сообществе на него воздействуют другие организмы: конкуренты могут оттеснять его от пищи или территории, а хищники — ограничивать его активность. Из-за этого часть потенциальных возможностей остаётся неиспользованной. Фактически складывается реализованная ниша, которая обычно уже фундаментальной.

Перекрывание ниш означает, что виды используют хотя бы часть общих условий или ресурсов. Если общий ресурс ограничен, каждому виду достаётся меньше, и конкуренция становится сильнее. Однако небольшое перекрывание не обязательно мешает совместному существованию: виды могут различаться по другим измерениям ниши. Чем заметнее такое разделение, тем меньше прямое соперничество за один и тот же ресурс.

Сходные виды могут кормиться на разных участках дерева, выбирать разные виды добычи или выходить на кормёжку в разное время. Причина такого разделения — снижение конкуренции: ресурс становится доступнее каждому виду, когда они не используют его одновременно и одинаковым способом. Если условия меняются или конкурентов становится меньше, виды могут начать использовать ресурсы иначе. Разделение ниш способствует сосуществованию видов и поддерживает устойчивость биогеоценоза.

Экологическая ниша и использование ресурсов видами

В таблице сопоставлены основные понятия и их связь с нишами других видов. В графе с примерами приведены ситуации, помогающие увидеть различия между потенциальными возможностями, фактическим использованием и общими ресурсами. Используйте её, чтобы определить, какие условия или ресурсы объединяют виды, а какие помогают им сосуществовать.

Разбор задач

Птицы кормятся на разных ветвях

Условие. Два вида птиц питаются насекомыми на одном дереве, но один кормится на верхних ветвях, а другой — на нижних. Нужно определить, в чём различаются их ниши. Чтобы ответить, сопоставим не только место обитания, но и способы использования ресурсов.

1. Оба вида живут на одном дереве и используют сходный ресурс — насекомых.
2. Верхние и нижние ветви — разные участки кормления, поэтому у птиц различается использование пространства.
3. Различие участков снижает прямое соперничество, хотя часть ниш перекрывается по пище и месту обитания.

Ответ. Ниши различаются прежде всего участком кормления: один вид использует верхние ветви, другой — нижние. Нельзя сказать, что виды занимают совершенно разные местообитания или не имеют общих ресурсов, но их разделение пространства может уменьшать конкуренцию.

Появление конкурента меняет питание

Условие. В отсутствие конкурента вид использует широкий диапазон кормов, а при его появлении переходит на один тип пищи. Сравним фундаментальную и реализованную ниши, отделяя потенциально доступные ресурсы от фактически используемых.

1. Широкий диапазон кормов без конкурента показывает, какими ресурсами вид способен пользоваться при меньшем ограничении со стороны другого вида.
2. Появление конкурента меняет доступность кормов или усиливает соперничество за них.
3. Переход на один тип пищи означает, что фактически используемая часть ресурсов стала уже.

Ответ. Широкий набор кормов относится к фундаментальной нише, то есть потенциальным возможностям вида. Один тип пищи, остающийся доступным при конкуренции, входит в реализованную нишу. Конкурент ограничил фактическое использование ресурсов, не обязательно изменив собственные потребности вида.

Сокращение численности конкурента

Условие. После сокращения одного вида-конкурента численность другого возрастает, и он начинает использовать дополнительные кормовые ресурсы. Нужно проследить изменение его ниши и возможное влияние на биогеоценоз.

1. Сокращение конкурента ослабляет соперничество за часть общих ресурсов.
2. У другого вида появляется доступ к кормам, которые раньше использовались ограниченно или не использовались.
3. Расширяется его реализованная ниша; при благоприятных условиях это может поддержать рост численности.
4. Новое потребление кормов меняет связи между видами и может повлиять на другие популяции сообщества.

Ответ. Реализованная ниша вида расширилась, поскольку он стал использовать дополнительные ресурсы. Возможны рост численности и изменение пищевых связей в биогеоценозе. Направление и масштаб последствий зависят от того, какие именно ресурсы использует возросшая популяция.

Типичные ошибки

Считать экологическую нишу синонимом места обитания. Так происходит, если свести описание вида к ответу на вопрос, где он живёт. Но ниша включает ещё ресурсы, условия существования и роль организма в сообществе. Проверьте себя: можете ли вы назвать пищу, время активности или связи вида с другими организмами?

Путать фундаментальную и реализованную ниши. Обе связаны с условиями и ресурсами, поэтому их легко принять за одно и то же. Различие в том, что фундаментальная ниша показывает потенциальные возможности, а реализованная — фактическое использование с учётом взаимодействий в природе. Для проверки спросите себя, говорится ли о том, что вид мог бы использовать или что он использует на деле.

Считать, что перекрывание ниш означает полное совпадение потребностей. Ошибка возникает, если принять общую часть ресурсов за всю нишу каждого вида. На самом деле виды могут использовать одну пищу, но различаться по месту или времени кормления. Проверьте, есть ли в условии другие измерения, помимо общего ресурса.

Утверждать, что сходные виды обязательно вытесняют друг друга. Такое заключение делают, заметив сходство потребностей, но не учитывая разделение ресурсов. Сосуществование возможно, если виды используют разные места, пищу или время активности. Перед выводом о вытеснении проверьте, насколько сильно и долго виды конкурируют за ограниченный ресурс.

Связь с другими темами

Для понимания ниш полезно вспомнить биогеоценоз, среду обитания, экологический фактор и популяцию: эти понятия помогают описать условия жизни вида и его место в сообществе. Связь ниши с пищевыми цепями и трофическими уровнями показывает, как использование пищи включается в передачу вещества и энергии. Конкуренция помогает объяснить, почему фактически используемые ресурсы могут отличаться от потенциально доступных.

Разделение ниш помогает понять, как сходные виды сосуществуют и поддерживают биоразнообразие. Если меняются условия среды или численность конкурентов, может измениться и использование ресурсов, а следом — связи между популяциями. Поэтому понятие экологической ниши применяют при объяснении устойчивости биогеоценозов и последствий изменений в сообществе.

Что запомнить

• Экологическая ниша — не просто место, где живёт вид.
• Ниша включает условия существования, используемые ресурсы и роль вида в сообществе.
• Фундаментальная ниша отражает потенциальные возможности вида.
• Реализованная ниша показывает, какие возможности вид использует фактически.
• Конкуренция может ограничивать реализованную нишу.
• Разделение ресурсов помогает сходным видам сосуществовать.