5. Экологическая ниша

Понятие экологической ниши подразумевает не только физическое пространство, где может быть обнаружен данный вид, но также, определенную его роль в сообществе, в частности его питание и взаимоотношения с другими видами.

Ю.Одум: Экологическая ниша - это физическое пространство, занимаемое видовой популяцией, поведение популяции, реакция на физическую и биологическую среду, ограниченность другими видами. В данной экологической нише формируются жизненные формы различных видов. В одинаковых экологических нишах неродственные виды могут иметь одинаковую форму. Пример - быстроплавающие водные организмы (дельфин, тунец, кит, акула), прыгающие животные (тушканчики, кенгуру: компактность, удлиненные задние и укороченные передние конечности, длинный хвост).

Дарвиновское понятие экологической ниши: виды с близкими экологическими нишами могут быть конкурентами, даже если они далеко стоят на эволюционной лестнице (например, саранча и травоядные четвероногие). Экологический викариат: в разных экосистемах аналогичные экологические ниши могут быть заняты разными видами ( 1. куница в европейской, соболь в азиатской тайге; 2.

Жизненные формы растений по Рауинкиеру К.(1934):

- Эпифиты - растут на других растениях, не имеют корней в почве;

- терофиты - зимуют в стадии семян,

- геофиты (криптофиты) - зимуют в стадии корневищ, луковиц,

- гемикриптофиты - почки возобновления находятся у поверхности почвы;

- хамефиты - почки возобновления над поверхностью почвы ~ 5 см (не более), кустарнички,

- фанерофиты - деревья и кустарники, почки возобновления выше 5 см над почвой.

Водные растения - гидрофиты.

Жизненные формы растений по Серебрякову И.Г.:

- древесные

- полудревесные

- наземные

- водные.

Жизненные формы животных по Кашкарову Д. (1944):

- холоднокровные и теплокровные

- плавающие и роющие

- наземные, древесные

- воздушные.

Экологическая группа - виды разных жизненных форм, обитающие в сходных экологических условиях. Например, ксерофиты - растения, обитающие в сухих условиях, галофиты - обитатели соленых почв.

6. Пищевые цепи и трофические уровни

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов - каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено - трофическим уровнем (греч. ггорпоБ - питание). Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего -вторичными консументами и т.д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Первичные продуценты

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения.

Все продуценты по характеру источника энергии для синтеза органических веществ подразделяются на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. Первые используют для синтеза энергию солнечного излучения в части спектра с длиной волны 380-710 нм. Это главным образом зеленые (хлорофиллоносные) растения, но к фотосинтезу способы и представители некоторых других царств органического мира. Среди них особое значение имеют цианобактерии

От лат. ргосшсепиБ - производящий

(синезеленые «водоросли»), которые, по-видимому, были первыми фотосинтетиками в эволюции жизни на Земле.

Хемоавтотрофы в процессах синтеза органического вещества используют энергию химических связей. К этой группе относятся только прокариоты: бактерии, архебактерии и отчасти синезеленые. Химическая энергия высвобождается в процессах окисления минеральных веществ.

Консументы. Живые вещества, не способные строить свое тело на базе использования неорганических веществ, требующие поступления органического вещества извне, в составе пищи, относятся к группе гетеротрофных организмов, живущих за счет продуктов, синтезированных фото- или хемосинтетиками. Пища, извлекаемая тем или иным способом из внешней среды, используется гетеротрофами на построение собственного тела и как источник энергии для различных форм жизнедеятельности. Таким образом, гетеротрофы используют энергию, запасенную автотрофами в виде химических связей синтезированных ими органических веществ.

Редуценты . К этой экологической категории относятся организмы-гетеротрофы, которые, используя в качестве пищи мертвое органическое вещество (трупы, фекалии, растительный опад и пр.), в процессе метаболизма разлагают его до неорганических составляющих.

Автотрофы служат пищей гетеротрофам. Животное поедает растение. Другое животное поедает его. Такая последовательность - пищевая цепь.

Первый трофический уровень - автотрофы (первичные продуценты растения, водоросли)

Второй трофический уровень - гетеротрофы (первичные консументы -травоядные животные: насекомые, птицы, рептилии, млекопитающие, например, копытные, грызуны, раки, фитопланктон, мидии, паразиты).

Третий трофический уровень - гетеротрофы растений (грибы) и вторичные консументы - хищники.

Различают пастбищные и детритные пищевые цепи.

Пастбищная цепь простирается от зеленых растений к консументам: растительноядным животным и затем к плотоядным животным (хищникам).

Детритная цепь начинается с мертвого органического вещества - детрита, которые разрушается детритофагами, поедаемыми мелкими хищниками, и заканчивается работой редуцентов, минерализующих органические остатки.

Пример пастбищной трофической цепи: Нектар ® муха, ® паук ® землеройка ® сова;

Сок розового куста ® тля ® божья коровка ® паук ® птица воробей ® хищная птица (ястреб);

Морские водоросли ® береговая улитка ® кулик;

Диатомовые (одноклеточные водоросли) ® веслоногие (рачки) ® сельдь. Пример детритной трофической цепи:

Листовая подстилка ® дождевой червь ® черный дрозд ® ястреб.

От лат. гесшсеш - возвращающий, восстанавливающий

Мертвое животное ® личинки мух ® травяная лягушка ® уж.

Грибы выделяют целлюлазу, разлагают древесину, этими кусочками (детритом) питаются животные. Редуценты - грибы, бактерии-сапрофиты. Детритофаги - животные (дождевые черви, мокрицы, клещи, нематоды).

Реально пищевые цепи намного сложнее, т. к. животное может питаться организмами разных типов. Некоторые животные питаются другими животными и растениями, всеядные (человек, медведь).

Экологические пирамиды

Более удобно использовать пирамиды численности, биомасс, энергии. Пирамиды численности неудобно использовать, т.к.:

1. Продуценты сильно размножаются по размерам (трава и дуб).

2. Диапазон численности широк, трудно соблюсти масштаб. Правда, можно использовать логарифмическую шкалу.

Пирамиды биомассы: масса организмов.

При отборе образца определяется биомасса на корню. Однако могут быть ошибки. Ведь биомасса на корню не содержит информации о скорости образования (продуктивности).

Пирамиды энергии наиболее удобны:

1. Отражает скорость образования биомассы. Каждая ступень пирамида Э отражает. Количество энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за определенный период.

2. При одинаковой биомассе 2 вида необязательно содержат одинаковое количество энергии.

3. Пирамиды энергии позволяют сравнивать не только различные экосистемы, но и относительную значимость популяции внутри системы. Например, почвенные бактерии при ничтожной массе (поток энергии сравнительно с моллюсками больше, чем у оленей и мышей).

4. К основанию можно добавить еще одну ступень - солнечную энергию. Но пирамиды энергии трудно получить.