ГДЗ: Параграф § 53 / Биология 11 класс

Экологическая ниша и ее отличие от местообитания

• Экологическая ниша — это совокупность всех абиотических и биотических факторов, которые обеспечивают существование и размножение вида; ее можно назвать «профессией» вида.
• Местообитание — это конкретное физическое пространство или территория, где обитает вид; его можно назвать «адресом» вида.
• Отличие: В одном и том же местообитании могут жить несколько видов (например, копытные в саванне), но каждый из них занимает свою уникальную экологическую нишу, используя ресурсы по-разному. Ниша является более широким и функциональным понятием, включающим не только место, но и роль организма в экосистеме.

Характеристика многомерной модели ниши

• Многомерная модель (разработанная Хатчинсоном) — это теоретическое представление экологической ниши как N-мерного пространства (гиперъема), где каждая ось соответствует определенному экологическому фактору (температура, влажность, доступность пищи, кислотность и т.д.).
• Суть: Ниша определяется как объем в этом пространстве, ограниченный минимальными и максимальными значениями всех факторов, в пределах которых вид способен поддерживать свою жизнедеятельность.
• Параметры: Учитываются все факторы, необходимые для существования вида: абиотические (например, температура, влажность, соленость), биотические (например, тип пищи, конкуренты, хищники) и временные (например, суточная или сезонная активность).

Причины различий в размерах ниш и эволюционные преимущества

• Причины различий: Различия в размерах ниш связаны со степенью специализации вида. Виды с узкой нишей узкоспециализированы (например, коала питается только эвкалиптом), в то время как виды с широкой нишей являются эврибионтными, способными использовать более разнообразные ресурсы и выдерживать больший диапазон условий (например, серая крыса).
• Эволюционное преимущество:
  • Виды с широкой нишей (неспециализированные) имеют преимущество в условиях изменяющейся среды, поскольку они более пластичны и могут переключаться на другие ресурсы или выдерживать более сильные колебания факторов. Они часто имеют широкое распространение.
  • Виды с узкой нишей (специализированные) имеют преимущество в стабильной среде, где они могут более эффективно использовать специфический, но обильный ресурс. Однако они очень уязвимы к изменениям в этом ресурсе или факторе.

Совпадение экологических ниш и его последствия

• Последствия совпадения: Если экологические ниши двух видов полностью совпадут, они вступят в жесткую конкуренцию за одни и те же ресурсы, что приведет к реализации принципа конкурентного исключения (принципа Гаузе). Более приспособленный (конкурентоспособный) вид вытеснит менее приспособленный, который либо исчезнет, либо будет вынужден изменить свою нишу (специализироваться).
• Причина редкости совпадения: Полное совпадение ниш в природе редко, поскольку эволюция через естественный отбор благоприятствует видам, которые минимизируют конкуренцию с другими. В процессе эволюции виды либо приспосабливаются к разным ресурсам/условиям (разделение ниш), либо один вид вытесняет другой, прежде чем их ниши станут абсолютно идентичными.

Судьба экологической ниши при исчезновении вида

• Если вид исчезает, его экологическая ниша освобождается. Природа не терпит пустоты: свободная ниша представляет собой доступный комплекс ресурсов и условий.
• Дальнейшая судьба: Освободившуюся нишу со временем могут занять другие виды (это явление называется сменой экологической ниши), которые либо эволюционируют, чтобы использовать эти ресурсы (за счет приобретения новых приспособлений), либо приходят из других мест (например, инвазивные виды).
• Пример: Часть экологической ниши исчезнувшего тасманского сумчатого волка в Австралии была занята дикой собакой динго.

Примеры многомерных ниш

Многомерная ниша описывается с помощью нескольких осей (факторов). Вот несколько примеров:

• Многомерная ниша летучей мыши:
  • Пищевая ось: Тип насекомых, на которых она охотится (размер, вид).
  • Пространственная ось: Высота полета при охоте (например, 2–10 метров над землей).
  • Временная ось: Время суток, когда она активна (например, с 21:00 до 03:00).
  • Температурная ось: Диапазон температур, при котором она может охотиться.
• Многомерная ниша планктонных водорослей (фитопланктона):
  • Ось света: Глубина, на которой фотосинтез наиболее эффективен.
  • Ось питательных веществ: Концентрация ключевых элементов (\( PO_{4}^{3-} \), \( NO_{3}^{-} \)) в воде.
  • Ось температуры: Оптимальный диапазон температуры воды.
  • Ось солености: Диапазон концентрации соли в среде.

Параметры для модели и пример (Кролик дикий)

Для построения многомерной модели необходимо учитывать все факторы среды, влияющие на выживание и размножение вида. В общем случае это:

• Пространственные факторы: Тип укрытия (норы, кусты), территория обитания.
• Пищевые факторы: Состав рациона, разнообразие кормов.
• Временные факторы: Суточная и сезонная активность.
• Абиотические факторы: Температура, влажность, освещенность, состав почвы.
• Биотические факторы: Тип хищников, конкуренты, паразиты.

Пример: Экологическая ниша дикого кролика (\( Oryctolagus \ cuniculus \))

• Ось 1 (Температура): Диапазон толерантности, например, от \( -10^{\circ}C \) до \( 35^{\circ}C \).
• Ось 2 (Тип пищи): Предпочтение низкорослых трав, семян, коры (широкий, но преимущественно растительный рацион).
• Ось 3 (Освещенность): Суточная активность — сумеречный/ночной образ жизни.
• Ось 4 (Тип почвы): Рыхлые, песчаные почвы, подходящие для рытья нор (\( N>10 \) на м\(^3\)).

Графически эта ниша будет представлена 4-мерной фигурой (гиперъемом) с указанными диапазонами по каждой из осей.