Динамика и освоение (заполнение) экологических ниш. Реализованные ниши большинства видов меняются во времени и пространстве. Временную динамику обычно рассматривают в двух интервалах.

1.Кратковременные изменения, в масштабе экологического времени. Это процессы, протекающие в период жизни отдельной особи или нескольких поколений в течение одного сезона.

Особенно это характерно для амфибий, насекомых и других членистоногих. Многие виды имеют ниши, полностью разделенные во времени, не перекрывающиеся и в пространстве в течении жизни одной и той же особи.

Например, гусеницы и бабочки, личинки мух и взрослые мухи, головастики и лягушки, комары и их личинки. Во всех подобных случаях происходит коренное изменение плана строения тела животных во время метаморфоза, которое приводит к резкому сдвигу экологической ниши.

2.Долговременные изменения, происходящие в эволюционном масштабе времени и затрагивающие многие поколения в течение ряда десятилетий или столетий.

Такая направленная динамика обычно приводит к появлению новых адаптации к меняющимся во времени внешним условиям среды, появлению экотипов, генетическому закреплению приобретенных признаков с последующим образование новых видов.

Освоение (заполнение) экологических ниш. Природная среда обычно представлена набором разнообразных ресурсов и условий в самых различных сочетаниях. Это свойство экосистем называют пятнистостью, мозаичностью, гетерогенностью или разнородностью. Виды, живущие в таких условиях, специализируются на использовании разнокачественных «пятен» мозаики среды обитания. Стратегий использования организмами мозаичности среды обитания существует очень много. Все они связаны с видовыми адаптациями, имеющими целью избежание конкуренции при совместном обитании в составе биоценоза. Это эволюционный механизм экосистемного уровня иерархии, направленный на поддержание в экосистемах максимального соотношения продукции к потреблению. Иначе произойдет превышения накопления биомассы над ее разложением, то есть приток энергии превысит её отток, и экосистема попросту задохнется и погибнет.

Важным путем использования мозаичной среды экосистемы смешанного леса является специализация по отдельным его ярусам. Одни виды животных заселяют кроны и там же кормятся, другие обитают в подлеске, третьи в кустарниковом ярусе. Такие виды, разделенные в пространстве разными частями осваиваемой экосистемы, не особо специализируются на размерах и видах жертвы. В своей экологической нише, поедают все, что смогу одолеть.

Различные варианты использования разнородного строения экосистем характерны для большинства других животных, включая активных и неподвижных хищников. Это активные эволюционные приспособления избегания конкуренции, максимально возможного освоения ресурсов для самовоспроизводства и поддержания функционирования экосистем на достаточно высоком энергетическом уровне, обеспечивающем выживание всего биоценоза.

В естественных полнофункциональных экосистемах пустых экологических ниш, как правило, не бывает. Экологическая ниша, как функциональное место вида в экосистеме позволяет заполнить её, то есть использовать имеющиеся ресурсы или получить их в конкурентной борьбе. Обычно, так называемые «пустующие экологические ниши» являются результатом не достаточной изученности экосистемы. Порой они заполнены самым неожиданным образом.

Например, в бамбуковых лесах Южного Сахалина нет мелких хищников, их экологическую нишу заняли грызуны - серые крысы.

В связи с возможность существования мнения о наличии не занятых экологических ниш, не следует торопиться с выводами о возможности их заполнения путем акклиматизации или интродукции новых видов. Эти работы будут эффективны только при фактическом наличии свободных ниш, что в природе бывает крайне редко.

Количество безуспешных попыток интродуцировать виды на новые территории, огромно. Немало просто вредных работ такого типа, принесших значительный социальный и экономический ущерб. Например, с акклиматизацией в европейской части России дальневосточной пчелой, были занесены клещи, погубившие много местных пчелосемей заболеванием варроатозом, ранее в Европе не существовавшим. Эти клещи и в настоящее время являются серьезной угрозой всему пчеловодству на континенте.

Концепцию экологической ниши необходимо учитывать всегда, когда производятся какие-либо искусственные изменения в природе.

Например, при завозе на европейскую часть России, в том числе и в Рязанскую область, енотовидной собаки, не учли её эпидемиологическую роль как переносчика заразных болезней, ранее в экосистемах не существовавших. Не знание экологической ниши енотовидной собаки до интродукции, повлекло гибель местных видов не адаптированных к завезенным болезням, в том числе и такого важного для местных экосистем вида, как барсук.

В процессе освоения природы, люди искусственно освобождали экологические ниши, которые немедленно осваивались новыми формами часто более опасными, чем те, которые были. В этой связи изучение экологических ниш является одной из главных задач экологических исследований.

Из практики природопользования стало ясно, что для сохранения исчезающего вида недостаточно регистрации в Красной книге и последующей индивидуальной охраны в природе.

После развития концепции экологической ниши стало понятным, что для сохранения любого вида требуется те только и не столько охрана его самого, сколько поддержание функционирования его экологической ниши, сохранения структуры всего сообщества, в котором он обитает.

Пример - все меры, принятые для сохранения гепарда в среднеазиатских степях с помощью заказников и заповедников, почти не достигли цели. Этот специализированный хищник был обречен на вымирание, т.к. люди резко снизили численность его жертв - джейранов ниже плотности насыщения, требуемой для гепарда.

Восстановление численности жертвы - восстановит и популяцию хищника. Охрана любого вида, в том числе и «человека разумного» - это в первую очередь сохранение его экологической ниши. Наилучший результат дают биосферные заповедники, но возможности их расширения очень ограничены хозяйственно деятельностью людей.

Тесты по теме

1.Мутуализм - это

1) ни одна популяция одного вида не влияет на популяцию другого вида

2) угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

3) одна популяция получает пользу от объединения, другой популяции объединение безразлично

4) мутуализм – взаимодействие обязательно благоприятно для обоих видов

2. Конкуренция- это

1) конкуренция – прямое взаимное подавление обоих видов

2) одна популяция подавляет другую популяцию, но сама не испытывает отрицательного воздействия

3) угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

4) одна популяция получает пользу от объединения, другой популяции объединение безразлично

3. Аменсализм- это

1) одна популяция подавляет другую популяцию, но сама не испытывает отрицательного воздействия

2) угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

3) одна популяция получает пользу от объединения, другой популяции объединение безразлично

4) взаимодействие обязательно благоприятно для обоих видов

4. Паразитизм - это

1) одна популяция подавляет другую популяцию, но сама не испытывает отрицательного воздействия

2) паразитизм - угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

3) одна популяция получает пользу от объединения, другой популяции объединение безразлично

4) взаимодействие обязательно благоприятно для обоих видов

5. Комменсализм- это

1) одна популяция подавляет другую популяцию, но сама не испытывает отрицательного воздействия

2) угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

3) комменсализм – одна популяция получает пользу от объединения, другой популяции объединение безразлично

4) взаимодействие обязательно благоприятно для обоих видов

6. Нейтрализм- это

1) нейтрализм – ни одна популяция одного вида не влияет на популяцию другого вида

2) прямое взаимное подавление обоих видов

3) одна популяция подавляет другую популяцию, но сама не испытывает отрицательного воздействия

4) угнетение популяцией одного вида популяции другого вида

Контрольные вопросы

1.Нейтрализм, аменсализм и комменсализм, паразитизм, протокооперация и мутуализм.

2.Экологическая ниша.

3.Динамика и заполнение экологических ниш.

Литература

1.Петров К.М. Общая экология./К.М.Петров.- СПб.: Химия, 1998. -С.114-125.

2.Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) /Н.Ф.Реймерс.– М.: «Россия Молодая», 1994.- С. 8-22.

Тема 5. БИОГЕОЦЕНОЗ, СУКЦЕССИИ ЭКОСИСТЕМЫ.

Цель занятия – закрепить знания студентов о биогеоценозе, его структуре, функционировании, сукцессиях.

Информационный материал

Биогеоценозы - это те «кирпичики», из которых складываются более сложные экосистемы и ландшафты планеты. В экологическом и ландшафтном понимании - это элементарная далее функционально неделимая, структурно-целостная природная система. Она способна существовать в пространстве и времени, до тех пор, пока существуют неизменными внешние условия среды.

Биогеоценоз — это эволюционно сложившаяся, относительно пространственно ограниченная, внутренне однородная природная система функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их абиотической среды, характеризующаяся определенным энергетическим состоянием, типом и скоростью обмена веществом и информацией.

Биогеоценоз представляет собой наименьшую природную структуру, общую для построения и экосистем и ландшафтов. Это ключевое понятие в экологии и ландшафтоведении. В биосферно-таксономическом смысле биогеоценоз - это одновременно элементарная экосистема и геосистема.

Основным свойством биогеоценозов, определяющих их структурно-функциональную целостность, является отсутствие каких-либо природных границ. В его пределах нет границ климата, почв, водного режима. Отсутствуют геохимические или геоморфологические границы.

Пространственная и временная структура биогеоценозов определяются экологическими законами и правилами. Биогеоценозы, как таксономические категории, классифицируют и типизируют, строят периодические таблицы их свойств и характеристик. По ним, на основании закона периодической зональности почв, закона изменения континентальности климата по мере удаления от морских бассейнов, закона смены меридиональной и вертикальной поясности растительности и животных, другим законам экологии, определяют свойства ещё не открытых и не изученных биогеоценозов. На этом во многом основаны методы дешифровки данных дистанционного зондирования и мониторинга земной поверхности.

Совокупность территориально смежных (граничащих) биогеоценозов образует биогеоценотический покров поверхности суши Земли, а отдельные биогеоценозы - это структурные и функциональные его компоненты. Смежные биогеоценозы связаны между собой потоками вещества и энергии, главным образом стоком минеральных и органических веществ с водотоками, твердым гравитационным и ветровым перемещением, миграцией животных и расселением растений. По степени тесноты связей биогеоценозы группируют в ландшафтные объединения: урочища, местности, округа, зоны и т.д. Эти природные образования являются объектами исследования ландшафтоведения.