чем отличаются понятия местообитание и экологическая ниша
Разница между местообитанием и экологической нишей
Термин «местообитание» можно применить к любому живому существу. То же самое касается понятия «экологическая ниша». Что подразумевается под данными названиями, и чем отличается местообитание от экологической ниши? Об этом рассказывается ниже.
Определение
Местообитание – это конкретная территория вместе со всеми действующими на ней факторами, которую заселяет некая популяция.
Экологическая ниша – закрепленное положение вида в природе. Оно складывается из необходимых для жизни условий и роли, выполняемой в биологическом сообществе.
Сравнение
Обсуждаемые понятия в чем-то пересекаются. Однако существует заметное отличие местообитания от экологической ниши. Под первым названием подразумевается какое-либо пространство со своими условиями, в котором обитают особи определенной популяции.
В свою очередь, «экологическая ниша» – это более емкий термин. Он включает в себя и факторы среды, необходимые для существования вида, и место последнего в биоценозе. Особое значение здесь имеют пищевые связи, действующие между участниками природного сообщества.
Известно, что на одной территории может обитать множество разнообразных представителей живого мира. Ведется ли здесь конкурентная борьба и насколько она жесткая, зависит от того, как у этих видов соотносятся экологические ниши. В одних случаях они значительно перекрываются (и лисы, и волки охотятся на зверьков), в других – соприкасаются (сова преследует ту же добычу ночью, что ястреб днем), в третьих – полностью разделены (хищники и растения).
Выяснено, что два вида с идентичными потребностями преимущественно не способны разделять одну нишу. Подобное совмещение приводит к борьбе за основные ресурсы и выживание, в результате которой побеждает конкурент, хотя бы в чем-то превосходящий другого. Интересно и то, что пустующая по тем или иным причинам ниша не может оставаться такой долго. Ее обязательно занимает какой-либо вид, выполняющий соответствующие функции в сообществе. Так, на смену побежденным инфекционным заболеваниям приходят новые, тоже опасные.
Рассматривая, в чем разница между местообитанием и экологической нишей, следует заметить, что они могут сочетаться в нескольких вариантах. Например, местообитание обычно включает в себя ряд ниш. Это справедливо в отношении птиц, существующих на одном озере, но добывающих пищу в разных слоях воды.
В то же время в отдаленных друг от друга местах обитания могут располагаться сходные ниши, как в случае с американским бизоном и африканской зеброй, проводящими жизнь на просторах степей. Кроме того, есть виды, ниша которых меняется по мере их развития. Скажем, головастики предпочитают потреблять растительность, а сформировавшиеся лягушки являются плотоядными животными.
Чем отличаются понятия местообитание и экологическая ниша
Подробное решение параграф § 76 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Что такое местообитание?
Ответ. Местообитание (место обитания) — совокупность биотических, абиотических и антропогенных (при их наличии) экологических факторов на любой определённой территории или акватории, формирующаяся на месте первичного комплекса абиотических факторов — экотопа. Местообитание вида или популяции — важный компонент его/её экологической ниши. По отношению к наземным животным термин считается синонимичным понятиям стация (местообитание вида) и биотоп (местообитание сообщества).
Местообитания, характеризующиеся различной выраженностью экологических факторов, но имеющие сходный растительный покров, называются биологически равноценными. Существование их возможно благодаря частичной компенсации факторов друг другом.
Т. Саутвуд (1977) предложил классифицировать местообитания по характеру изменения факторов во времени, выделив следующие:
неизменные — условия среды остаются благоприятными бесконечно долго;
предсказуемо сезонные — наблюдается регулярная смена благоприятных и неблагоприятных периодов;
непредсказуемые — благоприятные и неблагоприятные периоды имеют различную длительность;
эфемерные — с коротким благоприятным периодом.
2. Что такое пищевая цепь?
Ответ. Пищевая (трофическая) цепь — ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель (последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю).
Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5.
3. Что такое межвидовая борьба?
Вопросы после § 76
1. Чем отличаются понятия «местообитание» и «экологическая ниша»?
Для воспроизводства и длительного существования многих видов животных большое значение имеет разграничение ниш на разных стадиях онтогенеза: гусеницы и имаго чешуекрылых, личинки и жуки майского хруща, головастики и взрослые лягушки не конкурируют между собой, так как различаются средой обитания и входят в разные цепи питания.
Межвидовая конкуренция приводит к сужению экологической ниши, не дает проявиться ее потенциям. Внутривидовая конкуренция, наоборот, способствует расширению экологической ниши. В связи с возрастанием численности вида начинается использование дополнительных кормов, освоение новых мест обитания, появление новых биоценотических связей.
2. Могут ли разные виды занимать одну экологическую нишу?
Ответ. Нет не могут. На одном месте обитания живет большое количество организмов разных видов. Например, смешанный лес — это место обитания для сотен видов растений и животных, но у каждого из них своя и только одна «профессия» — экологическая ниша.
В лесу сходное место обитания имеют лось и белка, но ниши их совершенно разные: белка живет в основном в кронах деревьев, питается семенами и плодами, там же и размножается. Весь жизненный цикл лося связан с подпологовым пространством: питание зелеными растениями или их частями, размножение и укрытие в зарослях.
Элементы экологической ниши:
время и способы питания;
Экологические ниши существуют по определенным правилам:
чем шире требования (пределы толерантности) вида к любому или многим экологическим факторам, тем больше то пространство, которое он может занимать в природе, а значит, тем шире его распространение;
если режим любого, хотя бы одного экологического фактора в месте обитания особей одного вида изменился таким образом, что его значения выходят за пределы ниши, то это означает разрушение ниши, т. е ограничение или невозможность сохранения вида в данном месте обитания. С понятием «экологическая ниша» связаны и другие важные закономерности — каждый вид имеет свою, только ему присущую экологическую нишу, т. е. сколько на Земле видов, столько и экологических ниш (2,2 млн видов живых организмов, из них 1,7 млн видов животных). Два разных вида (даже очень близких) не могут занимать одну экологическую нишу в пространстве;
в каждой экосистеме имеются виды, которые претендуют на одну и ту же нишу или ее элементы (пищу, укрытия). В таком случае неизбежна конкуренция, борьба за обладание нишей. Подобные отношения отражает правило Гаузе: если два вида со сходными требованиями к среде (питанию, поведению, местам размножения) вступают в конкурентные отношения, то один из них должен погибнуть либо изменить свой образ жизни и занять новую экологическую нишу.
Экологическая ниша — это совокупность всех требований вида (популяции) к условиям среды (состав и режим экологических факторов) и место, где эти требования выполняются.
Экологические ниши совместно живущих видов могут частично перекрываться, но полностью никогда не совпадают, т.к. при этом вступает в действие закон конкурентного исключения.
3. Может ли один вид занимать разные экологические ниши? От чего это зависит?
Ответ. Экологические ниши видов изменчивы в пространстве и во времени. Нередко в биоценозе один и тот же вид в разные периоды развития может занимать различные экологические ниши. Так, головастик питается растительной пищей, а взрослая лягушка — типичное плотоядное животное, и им свойственны различные экологические ниши и специфические трофические уровни. Разными экологическими нишами зимой и летом в связи с миграциями характеризуются и перелетные птицы. У насекомоядных птиц зимние экологические ниши отличаются от летних. В разные экологические ниши входят личинки оводов, паразитирующие на крупных млекопитающих, и их взрослые особи, не принимающие совсем пищу, или некоторые бабочки, у которых чрезвычайно активными являются гусеницы, пожирающие листья, хвою, а взрослые потребляют нектар или вообще не питаются. То же и у майского хруща: взрослое насекомое относится к экологической нише листоедов, а личинка — корнеед. Среди водорослей имеются виды, которые функционируют то как автотрофы, то как гетеротрофы, тем самым занимая в определенные периоды жизни те или иные экологические ниши.
4. Какое значение имеют экологические ниши в жизни сообщества?
Ответ. Понятие экологической ниши является очень полезным для понимания законов совместного существования видов. Например, всякое зеленое растение, принимая то или иное участие в формировании биогеоценоза, обеспечивает существование целому ряду экологических ниш. Среди них могут быть ниши, включающие организмы, питающиеся тканями корней (корнееды) или тканями листьев (листоеды и сокососы), цветками (цветкоеды), плодами (плодоеды), выделениями корней (эккрисотрофы) и др. Все вместе они составляют целостную систему разнообразного использования растительной массы организма. При этом все гетеротрофы, поедающие растительную биомассу, почти не конкурируют между собой.
Каждая из этих ниш включает в себя разнородные по видовому составу группы организмов. Например, в экологическую группу корнеедов входят и нематоды, и личинки некоторых жуков (майского хруща, щелкуна), а в нишу сосущих соки растения — клопы, тли.
Экологические ниши животных, питающихся растительной биомассой
Экологические ниши животных, питающихся растительной биомассой
Группы видов в сообществе, обладающие сходными функциями и нишами одинакового свойства, некоторые авторы называют гильдиями (гильдия корнеедов, гильдия ночных хищников, гильдия падальщиков и пр.).
►Рассмотрите рисунок 122. Одну или разные ниши занимают травоядные животные в африканской саванне? Свой ответ обоснуйте. Рассмотрите рисунок 123. Одну или разные ниши занимают стрекоза и ее личинка? Ответ обоснуйте.
Ответ. В саванне животные занимают разные экологические ниши. Экологическая ниша — место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введен в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году Чарльзом Элтоном.
Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.
Экологическая ниша может быть:
фундаментальной — определяемой сочетанием условий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию;
реализованной — свойства которой обусловлены конкурирующими видами.
Это различие подчеркивает, что межвидовая конкуренция приводит к снижению плодовитости и жизнеспособности и что в фундаментальной экологической нише может быть такая часть, занимая которую вид в результате межвидовой конкуренции не в состоянии больше жить и успешно размножаться.
Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.
Среда обитания обычно состоит из отдельных участков («пятен» ) с благоприятными и неблагоприятными условиями; эти пятна нередко доступны лишь временно, и возникают они непредсказуемо как во времени, так и в пространстве.
Свободные участки или «бреши» в местообитаниях возникают непредсказуемо во многих биотопах. Пожары или оползни могут приводить к образованию пустошей в лесах; шторм может оголить открытый участок морского берега, а прожорливые хищники где угодно могут истребить потенциальных жертв. Эти освободившиеся участки неизменно заселяются вновь. Однако самыми первыми поселенцами не обязательно будут те виды, которые в течение длительного времени способны успешно конкурировать с другими видами и вытеснять их. Поэтому сосуществование преходящих и конкурентоспособных видов возможно так долго, как с подходящей частотой появляются незаселенные участки. Преходящий вид обычно первым заселяет свободный участок, осваивает его и размножается. Более конкурентоспособный вид заселяет эти участки медленно, но если заселение началось, то со временем он побеждает преходящий вид и размножается.
Учение об экологических нишах имеет огромное практическое значение. При введении в местную флору и фауну иноземных видов надо выяснить, какую экологическую нишу они занимают на родине, будут ли у них конкуренты в местах внедрения. Широкое распространение ондатры в Европе и Азии объясняется именно отсутствием в этих регионах грызунов со сходным образом жизни.
Если сравнить взрослое насекомое и личинки стрекозы можно сделать выводы:
1) Личинки обычно служат стадией, предназначенной для расселения и обеспечивающей распространение вида.
2)Личинки отличаются от взрослых особей и по биологии питания, и по своему местообитанию, и по способам передвижения (летающая стрекоза и её плавающая личинка), особенностям поведения. Благодаря этому один вид может на протяжении всего жизненного цикла пользоваться возможностями, предоставленными двумя экологическими нишами. Это увеличивает шансы на выживание вида.
3)они могут приспособиться к различным условиям, ожидающим их во второй жизни, они обладают физиологической выносливостью.
Чем отличаются понятия местообитание и экологическая ниша
Подробное решение параграф § 53 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Вспомните, что означает экологический критерий вида. Чем отличаются местообитания разных видов организмов?
Ответ. Экологический критерий – это совокупность характерных факторов среды, необходимых для существования вида. Каждый вид может обитать в той среде, где климатические условия, особенности почвы, характер рельефа и источники пищи соответствуют его пределам толерантности.
Местообитание (место обитания) – совокупность биотических, абиотических и антропогенных (при их наличии) экологических факторов на любой определённой территории или акватории, формирующаяся на месте первичного комплекса абиотических факторов – экотопа.
Места обитания разных видов организмов отличаются площадью, комплексом абиотических факторов, комплексом биотических факторов, временем действия полезного фактора, временем проживания на данной территории или акватории и пр.
Вопрос 1. Что такое экологическая ниша вида? В чём её отличие от местообитания? Приведите примеры экологических ниш разных видов.
Ответ. В сложной системе взаимоотношений с экологическими факторами среды каждый вид занимает строго определённое место – экологическую нишу. Согласно современным представлениям экологическая ниша – совокупность всех абиотических и биотических факторов, в пределах которых возможно существование вида. По образному выражению американского учёного Юджина Одума, экологическую нишу можно представить как «профессию» вида, тогда как местообитание – «адрес» его местожительства.
Например, в саваннах Африки встречается несколько видов травоядных копытных млекопитающих. Местообитание у них общее, но они по-разному используют имеющиеся кормовые ресурсы. Жирафы объедают листву деревьев на высоте 5–6 м, зебры обрывают верхушки высоких трав, антилопы гну питаются средней частью злаков и их семенами, газели выщипывают самые низкие растения, а антилопы дик-дики едят молодую листву с небольших кустарников. Таким образом, в одном местообитании разные виды копытных млекопитающих специализируются на питании растениями, произрастающими в разных ярусах, т. е. занимают разные экологические ниши.
Другой пример – в разных сообществах одну и ту же «профессию» могут иметь разные виды. Так, экологическую нишу крупных растительноядных млекопитающих в саваннах Африки занимают антилопы, в Австралии – кенгуру, а в Евразии – лоси, благородные олени и косули.
Вопрос 2. Охарактеризуйте многомерную модель экологической ниши. Какие параметры в ней учитываются? Постройте такую модель для конкретного вида.
Ответ. Многомерная модель экологической ниши. Экологическая ниша может быть охарактеризована по множеству параметров (температура, влажность, солёность, кислотность и т. п.), определяющих возможность существования того или иного вида в конкретных условиях среды. Более полное представление об экологической нише даёт её многомерная модель, разработанная в 1957 г. американским учёным Джорджем Хатчинсоном. Согласно ей под экологической нишей следует понимать весь диапазон экологических факторов среды, в пределах которых данный вид живёт и размножается.
Предположим, что известны верхние и нижние пределы температуры среды, приемлемые для культивирования хлореллы. Схематически их можно представить в одном измерении (например, на числовой прямой, буква Т). Дополним температурный фактор другим – концентрацией углекислого газа, буква V, тогда описание экологической ниши вида будет представлено в двух измерениях (координатная плоскость) – по оси абцисс показывают пределы температуры среды, а по оси ординат – концентрацию углекислого газа. Если к этой схеме добавить ещё какой-нибудь параметр абиотической среды, например кислотность воды, буква Р, то осей станет три, а экологическая ниша на графике примет форму объёмной фигуры – параллелепипеда (трехмерное измерение). Например, для хлореллы, культивируемой в искусственных условиях) ограничивающие факторы (температура от 15 градусов тепла до 37), кислотность (5,5 – 6,5), концентрация углекислого газа от 2 до 5 %..
Вопрос 3. С чем связаны различия в размерах экологической ниши у разных видов? Какие виды имеют преимущества в эволюции – с широкой или узкой экологической нишей? Ответ обоснуйте и проиллюстрируйте примерами.
Ответ. Существуют виды с широкими и узкими экологическими нишами. Например, сумчатое млекопитающее коала питается только листьями пяти видов эвкалиптов, произрастающих в Австралии. О таком виде говорят, что он имеет пищевую специализацию, т. е. узкую пищевую нишу. Другой вид, серая крыса, наоборот, всеядна, питается разнообразными кормами как растительного, так и животного происхождения. Экологическая пластичность крыс в питании, т. е. их пищевая ниша, проявляется и в запасании корма. Там, где он находится в достатке, запасов не делается, но при малейших «перебоях в снабжении» крысы запасают корм впрок. В их норах находили до 6 ведёр картофеля, до 25 кг моркови, до 38 куриных яиц и даже около 3 кг пельменей.
Следует подчеркнуть, что вид, имеющий широкую экологическую нишу, и вид, широко распространённый на нашей планете – не одно и то же. Например, бактерия кишечная палочка (Escherichia coli) встречается на всех континентах, во всех климатических зонах, населённых людьми. Однако этот микроорганизм имеет узкую экологическую нишу, определяемую условиями существования в кишечнике человека.
Вопрос 4. Предположите, что произойдёт с видами, если их экологические ниши совпадут. Почему реально в природе такое совпадение происходит крайне редко?
Ответ. Согласно принципу конкурентного исключения (принципу Гаузе) организмы двух видов не могут занимать абсолютно одинаковые экологические ниши, так как в этом случае они вступают в конкурентные взаимоотношения, приводящие к вытеснению одного вида другим, более приспособленным, или к приобретению им другой экологической ниши.
В природе это происходит крайне редко, потому что формирование ниши определённого вида в процессе происходит в условиях борьбы за существование, сопровождаемой вытеснением одних видов другими.
Вопрос 5. Опишите, что может произойти с экологической нишей вида, если он исчезнет по естественным причинам в процессе эволюции.
Ответ. Экологическая ниша возникает в процессе эволюции вместе с приобретением конкретным видом приспособлений к совокупности абиотических и биотических факторов среды. С исчезновением вида исчезает и его экологическая ниша. Примером тому может служить следующий факт. В 30-х годах XX в. из фауны Австралии исчез крупный хищник – сумчатый волк, или тилацин, полностью истреблённый в результате охоты. Вместе с его исчезновением исчезла и образованная им экологическая ниша: ночной образ жизни и одиночная охота на более мелких по размеру животных. Сейчас возникла новая экологическая ниша, похожая на прежнюю, но образованная другим видом – дикой собакой динго, предки которой проникли в Австралию вместе с первыми поселенцами и впоследствии одичали. Динго – стайные животные, ведут в основном дневной образ жизни и охотятся сообща на различных млекопитающих, в том числе и на более превосходящих их по размерам кенгуру и домашних овец.
Местообитание и экологическая ниша
ПОНЯТИЯ МЕСТООБИТАНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НИШИ
Определения
Местообитание данного организма — это место, где он живет, или ме-сто, где его обычно можно найти. Экологическая ниша — понятие бо¬лее емкое, включающее в себя не только физическое пространство, за-нимаемое организмом, но и функциональную роль организма в сооб-ществе (например, его трофический статус) и его положение относи-тельно градиентов внешних факторов — температуры, влажности, рН, почвы и других условий существования. Эти три аспекта экологической ниши удобно обозначить как пространственную нишу, трофическую ни-шу и многомерную, или гиперпространственную, нишу. Следовательно, экологическая ниша некоторого организма зависит не только от того, где он живет, но и от того, что он делает (как он преобразует энергию, каково его поведение, как он реагирует на физическую и биотическую среду и изменяет ее) и как он ограничен другими видами. Можно при-вести такую аналогию: местообитание — это «адрес» организма, а эко-логическая ниша — это, говоря биологически, его «профессия». Полное описание экологической ниши вида вылилось бы в бесконечный ряд биологических характеристик и физических параметров. Поэтому наи-более полезной и количественно наиболее применимой была бы кон-цепция ниши, основанная на различиях между видами (или — в преде-лах одного вида — в двух или большем числе разных мест) по одной или нескольким важным (т. е. операционально значимым) характери-стикам.
Объяснения
Термин местообитание широко используется не только в экологии, но и в повседневной жизни. В общем понятно, что он означает просто место, где живет некоторый организм. Таким образом, местообитание водяного клопа-гладыша (Notonecta) — это мелководные, заросшие ра-стительностью участки (литоральная зона) прудов и озер; здесь обыч¬но и собирают этих клопов. Местообитание растения Trillium — влаж¬ный затененный участок в спелом листопадном лесу; обычно здесь и находят растения Trillium. Разные виды родов Notonecta или Trillium могут встречаться в одних и тех же в общем местообитаниях, но про-являть небольшие различия в размещении. В этих случаях можно гово-рить о различных микростациях (microhabitat). Между другими видами этих родов обнаруживаются значительные различия в местообитаниях; при этом говорят о различных макростациях (macrohabitat).
Местообитанием называют пространство, занимаемое целым сооб-ществом. Например, местообитание «полынного сообщества песчаной степи» — это гряды холмов с песчаной почвой, тянущиеся вдоль се- верных берегов рек на юге Великих равнин в США. В этом случае ме-стообитание слагается преимущественно из физических, или абиотиче-ских, комплексов, тогда как в местообитание применительно к упомя-нутым выше видам Notonecta или Trillium входят как неживые, так в равной мере и живые объекты. Местообитание одного или группы (популяции) организмов включает, таким образом, помимо абиотиче-ской среды, также и другие организмы. Описание же местообитания сообщества включает только эту среду. Во избежание недоразумений важно различать эти два применения термина местообитание.
Вернемся теперь к простой аналогии с «адресом» и «профессией», упоминавшейся выше. Если в нашем человеческом обществе мы хотим с кем-то познакомиться, то для начала нам необходимо узнать адрес этого человека, т. е. место, где его можно найти. Однако, чтобы дейст-вительно узнать человека, нам недостаточно сведений о том, где он живет или работает. Было бы желательно знать род его занятий, инте¬ресы, знакомых и вообще роль, которую он играет в жизни общества. Так же обстоит дело с изучением организмов: знание местообитания — это только начало. Чтобы определить положение организма в природ¬ном сообществе, мы должны располагать некоторыми сведениями о его активности, в частности о питании и источниках энергии; о скоростях метаболизма и роста; о его влиянии на другие организмы, с которыми он вступает в контакт, и о тех пределах, в которых он влияет или спо¬собен влиять на важные процессы в экосистеме.
При сравнении ниш часто можно пользоваться в качестве индексов результатами измерений морфологических признаков крупных расте¬ний и животных. Например, ван Вален (1965) нашел, что длина и ши¬рина клюва у птиц (клюв, конечно, отражает характер поедаемой пи¬щи) представляют собой показатель «широты ниши» (фиг. 103). Ока¬залось, что у островных популяций шести видов птиц коэффициент вариации ширины клюва больше, чем у материковых популяций, что со-ответствует большей широте нишы (большему разнообразию занимае-мых местообитаний и поедаемой пищи) на островах (гл. 7, разд. 18). Конкуренция в пределах вида значительно снижается, если разные возрастные стадии занимают разные ниши. Головастики, например, растительноядные, а взрослые лягушки, обитающие в том же самом пруду, — хищники. Иногда встречается разделение ниш между полами. У дятлов рода Dendrocopus самцы и самки различаются размерами клюва и пищедобывательным поведением (Лайгон, 1968). У пернатых хищников, так же как и у многих насекомых, самцы и самки заметно различаются по величине и по размерам пищевой «иши.