• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nisza ekologiczna



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Robert Helmer MacArthur (ur. 7 kwietnia 1930 w Toronto, Ontario, zm. 1 listopada 1972 w Princeton, New Jersey) – amerykański ekolog-biogeograf uważany za jednego z twórców ekologii ewolucyjnej związany z University of Pennsylvania i Princeton University, członek National Academy of Sciences od 1969.Charles J. Krebs (ur. 17 września 1936 w Saint Louis) – amerykański zoolog i ekolog, naukowiec i pedagog, profesor Wydziału Zoologii Indiana University i University of British Columbia, autor popularnej, wielokrotnie wznawianej książki Ecology. The Experimental Analysis of Distribution and Abundance („Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności”, PWN), uznawanej za podstawowy podręcznik ekologii na całym świecie.
    Pojęcie wielowymiarowej niszy ekologicznej jest ilustrowane przykładem niszy 3-wymiarowej, w której „wymiarami” są czynniki X, Y i Z. Na rysunku przedstawiono schemat częściowo nakładających się nisz dwóch gatunków; przykład jednej z nich opisano symbolami czynników X, Y, Z z dolnymi indeksami d i g, które oznaczają minimalną i maksymalną wartość czynnika – dolną i górną granicę zakresu tolerancji.
    Kształt krzywych wzrostu liczebności populacji Paramecium aurelia (Pantofelek) i Stylonychia (Orzęski); eksperyment G.F. Gausego (1934), sugerujący poprawność zasady wypierania. W innych eksperymentach był osiągany stan, w którym liczebności obu gatunków utrzymywały się na stałym poziomie (np. konkurencja pantofelków P. aurelia i P. bursaria)

    Nisza ekologiczna – miejsce i funkcja organizmów w strukturze ekosystemu.

    Oscylacje i fluktuacje liczebności populacji – zjawiska związane z dynamiką liczebności populacji; skokowe zmiany liczby osobników, oszacowywanej doświadczalnie w warunkach terenowych (zob. np. metodą wielokrotnych złowień) lub określanej metodą modelowania matematycznego, które są obserwowane po wprowadzeniu małych zmian parametrów modeli wzrostu (zob. pojęcie bifurkacji w matematyce). Małe zmiany rozrodczości lub śmiertelności mogą niekiedy wywołać duże zmiany liczebności populacji, o charakterze okresowym (cykliczne) lub wahań przypadkowych (zob. chaos deterministyczny).Stenobionty (gr.: stenós - wąski) – gatunki o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej dla danego czynnika, np. goryl, koralowce rafy koralowej, porosty itp. Stenobionty są dobrymi bioindykatorami (gatunkami wskaźnikowymi) – ich występowanie świadczy o obecności lub działaniu określonego czynnika. W praktyce gatunki wskaźnikowe wykorzystuje się także do określania stanu środowiska (np. stopnia jego zanieczyszczenia).

    Spis treści

  • 1 Rys historyczny
  • 1.1 Koncepcja Josepha Grinnella
  • 1.2 Koncepcja Charlesa S. Eltona
  • 1.3 Koncepcja G. Evelyna Hutchinsona
  • 2 Współczesne badania nisz ekologicznych i modelowanie ekosystemów
  • 3 Uwagi
  • 4 Zobacz też
  • 5 Przypisy
  • 6 Bibliografia
  • 7 Linki zewnętrzne
  • Rys historyczny[]

    Koncepcja Josepha Grinnella[]

    Pojęcie „nisza” zostało użyte po raz pierwszy w roku 1904 przez amerykańskiego botanika, Josepha Grinnella, który określił w ten sposób zbiór cech gatunku, związany ze zbiorem jego wymagań siedliskowych; definicja dotyczyła przede wszystkim zakresów abiotycznych czynników ekologicznych (temperatura, wilgotność, nasłonecznienie, zasolenie, stężenie tlenu, zob. zakres tolerancji), które umożliwiają życie, rozwój i rozmnażanie się (np. nisza określonego gatunku pingwinów na Antarktydzie).

    Przystosowanie w biologii jest wytworzeniem i posiadaniem pewnych cech lub narządów przez dany organizm, które pozwalają mu na poprawne funkcjonowanie w danym środowisku.Filowirusy (łac. Filoviridae) – grupa (w randze rodziny) ssRNA(-) wirusów obejmująca dwa wirusy: Marburg i Ebola. Są one identyczne pod względem cech morfologicznych, ale różnią się cechami biologicznymi i antygenowymi.

    Koncepcja Charlesa S. Eltona[]

    W roku 1927 Ch.S. Elton wprowadził definicję, zgodnie z którą nisza oznacza miejsce wszystkich organizmów, które pełnią określone funkcje w strukturze ekosystemu (np. wszystkie występujące w ekosystemie gatunki „nasionojadów” lub wszyscy producenci nasion). Kierując się taką definicją można mówić np, że „niszę eltonowską” pingwinów z Antarktydy w Arktyce wypełniają alki. E.P. Odum wyraził się, że Grinnell podał „adres” opisywanego gatunku, a Ch.S. Elton – jego „zawód”.

    Joseph Grinnell (ur. 27 lutego 1877 koło Fort Sill, Terytorium Indian, Oklahoma, zm. 29 maja 1939 w Berkeley, Kalifornia) − amerykański biolog, zoolog (ornitolog), ekolog związany z Stanford University, Throop Polytechnic Institute, University of California, Berkeley, współzałożyciel i wieloletni dyrektor Museum of Vertebrate Zoology UC, redaktor czasopisma The Condor.Prawo minimum Liebiga – jedno z podstawowych praw ekologii klasycznej, mówiące, że czynnik, którego jest najmniej (jest w minimum) działa ograniczająco na organizm, bądź całą populację. Zasada została sformułowana w 1841 roku.

    Stwierdzono, że różne populacje konkurują o korzystne dla nich czynniki, co może prowadzić do wypierania słabszych ze wspólnej niszy. Sformułowano tzw. „zasadę wypierania”, która bywa nazywana zasadą Gausego lub „hipotezą Gausego”, mimo że – według Ch.J. KrebsaGieorgij Gause nigdy nie sformułował w sposób formalny takiej zasady. Opinie podobne do „hipotezy Gausego” formułowali wcześniej m.in. J. Grinnell (1905) i Albert Monard (1922), a z mikrobiologicznych eksperymentów Gausego wynikało, że dwa konkurujące gatunki mogą ze sobą współwystępować nawet w przestrzeni jednorodnej, np. w warunkach laboratoryjnej hodowli pantofelków.

    Gnu pręgowane, gnu pasiaste (Connochaetes taurinus) – gatunek kopytnego ssaka z rodziny krętorogich. Żyje w dużych stadach, najczęściej wraz z zebrami, gazelami i żyrafami zamieszkują południową i wschodnią Afrykę. W poszukiwaniu pokarmu odbywają długie wędrówki, w czasie których pokonują wiele przeszkód, np. głębokie rzeki.Gatunek inwazyjny – gatunek alochtoniczny o znacznej ekspansywności, który rozprzestrzenia się naturalnie lub z udziałem człowieka i stanowi zagrożenie dla fauny i flory danego ekosystemu, konkurując z gatunkami autochtonicznymi o niszę ekologiczną, a także przyczyniając się do wyginięcia gatunków miejscowych.

    Analizując problemy długotrwałej konkurencji o zasoby przyjmuje się, że ewolucja konkurujących gatunków prowadzi do takiego przemieszczania się ich nisz, które maksymalizuje stopień wykorzystania zasobów siedliska, a równocześnie minimalizuje konkurencję. Jeżeli analizowanym czynnikiem ekologicznym jest np. wielkość nasion, będących pożywieniem dwóch gatunków ptaków, to dobór naturalny uprzywilejowuje te organizmy, które są zdolne do korzystania z zasobów niezagospodarowanych – zachodzi przystosowanie obu gatunków do spożywania większych lub mniejszych nasion (rozsuwanie się lub zbliżanie nisz). Takie przystosowania zachodzą tak długo, dopóki nie zostanie osiągnięty stan niewielkiej konkurencji, tolerowanej przez oba gatunki (na znaczenie przystosowań organizmów zwracał uwagę David Lack już roku 1947 ).

    George Evelyn Hutchinson (ur. 30 stycznia 1903 w Cambridge, zm. 17 maja 1991 w Londynie) – angielsko-amerykański (naturalizacja w 1941), przyrodnik o szerokich zainteresowaniach (m.in. limnologia, biogeochemia, paleontologia, radioekologia, ekologia systemowa i populacjologia), twórca koncepcji n-wymiarowej niszy ekologicznej („nisza Hutchinsona”) nazywany ojcem nowoczesnej limnologii i ekologii.Przestrzeń liniowa lub wektorowa – w matematyce zbiór obiektów (nazywanych "wektorami"), które mogą być, nieformalnie rzecz ujmując, skalowane i dodawane. Formalnie jest to zbiór z określonymi dwoma działaniami: dodawaniem elementów tej przestrzeni (wektorów) i mnożeniem przez elementy ustalonego ciała, które związane są ze sobą poniższymi aksjomatami. Przestrzenie liniowe to podstawowy obiekt badań algebry liniowej i analizy funkcjonalnej. Znajdują zastosowanie niemal we wszystkich gałęziach matematyki, naukach ścisłych i inżynierii.
    1
    Z punktu widzenia szerokości zakresu tolerancji ekologicznej wyróżnia się eurybionty (A) i stenobionty: B – oligostenobionty, C – mezostenobionty, D – polistenobionty
    Układ współrzędnych:
    X – jeden z czynników ekologicznych,:
    Y – miara aktywności organizmów (np. Y1 – przeżywają; Y2 – rosną, Y3 – rozmnażają się)
    2
    Ewolucja (E) może prowadzić do zminimalizowania konkurencji (nałożenia nisz) lub zmaksymalizowania stopnia wykorzystania zasobów siedliska przez gatunki A i B.

    Przypadki wspólnego wykorzystywania jednej niszy ekologicznej w warunkach naturalnych są trudniejsze do jednoznacznego stwierdzenia. Wspólna eksploatacja zasobów siedliska bywa pozorna; ze względu na niejednolitość naturalnych siedlisk możliwe są różne sposoby podziału ich zasobów między gatunki, np. wyodrębnienie miejsc na drzewach, chętniej eksploatowanych przez różne gatunki ptaków lub korzystanie z określonych części roślin przez roślinożerców.

    Dobór naturalny (selekcja naturalna) – jeden z mechanizmów ewolucji biologicznej, prowadzący do ukierunkowanych zmian w populacji zwiększających ich przeciętne przystosowanie, czyli adaptację do warunków środowiskowych, poza okresem wymierania.Zakres tolerancji – przedział wartości jakiegoś czynnika abiotycznego, co do którego organizm wykazuje tolerancję ekologiczną.
    1
    Przykład podziału siedliska w wyniku konkurencji dwóch z pięciu żerujących w lesie szpilkowym gatunków lasówek z rodzaju Setophaga (Dendroica, Setophaga) – Dendroica tigrinai i Dendroica castanea; cyfry – numery stref wysokości (po 3 m).
    2
    Przykład rozdzielenia nisz na wspólnym terenie dzięki zróżnicowaniu preferencji pokarmowych.
    Orientacyjne udziały trzech różnych części traw w diecie gnu i zebry na równinie Serengeti w porze deszczowej

    Koncepcja G. Evelyna Hutchinsona[]

    Obie koncepcje „niszy” – Grinnella i Eltona – połączył w 1957 roku G. Evelyn Hutchinson, który zaproponował definicję uwzględniającą znaczenie wszystkich czynników ekologicznych – abiotycznych i biotycznych, w tym przede wszystkim konkurencji. G.E. Hutchinson stwierdził, że niszę ekologiczną można rozpatrywać jako n-wymiarową przestrzeń (np. liniową), której „wymiarami” są abiotyczne i biotyczne czynniki ekologiczne.

    Eugene P. Odum (ur. 17 września 1913 w Newport, zm. 10 sierpnia 2002 w Athens) – amerykański ekolog. Zajmował się badaniem produkcyjności zespołów organizmów w ich naturalnych ekosystemach. Odum jest jednym z twórców nowoczesnych kierunków badawczych w ekologii, zwłaszcza ekologii zwierząt. Wywarł znaczny wpływ na rozwój ekologii jako nauki. Był profesorem University of Georgia w Athens. Jest autorem pierwszego (wielokrotnie wznawianego i uzupełnianego) podręcznika ekologii – Fundamental of Ecology („Podstawy ekologii”). Współautorami kolejnych wydań byli m.in. Howard T. Odum (brat) i Garry Barret.Oddziaływania antagonistyczne, interakcje antagonistyczne – rodzaj zależności międzygatunkowych polegających na działaniu jednej populacji danego gatunku na niekorzyść populacji innego. Ponoszona szkoda może mieć różny charakter.

    Wewnątrz wielowymiarowej przestrzeni, wyznaczonej przez wartości wszystkich czynników ekologicznych, Hutchinson wyróżnił podprzestrzeń, której wymiarami są podstawowe czynniki abiotyczne – fizyczne i chemiczne (analogia do „niszy grinnellowskiej”). Ta część całej przestrzeni jest nazywana niszą podstawową, fundamentalną lub potencjalną (ang. fundamental niche FN). Najbardziej sprzyjają gatunkowi warunki panujące w centrum przestrzeni FN. Nisza realizowana (ang. realized niche, RN) – część FN, która jest zajmowana przez organizmy w rzeczywistości – mieści się wewnątrz niszy podstawowej. Zmniejszenie wymiarów dostępnej niszy jest spowodowane oddziaływaniem innych gatunków. Początkowo rozpatrywano przede wszystkim intensywność konkurencji z innymi organizmami o wspólnie użytkowane zasoby, a następnie również inne rodzaje zależności międzygatunkowych, np. drapieżnictwo. Intensywność tych oddziaływań (antagonistycznych lub nieantagonistycznych) znajduje wyraz m.in. w wartościach odpowiednich współczynników interakcji, wyznaczanych w warunkach rzeczywistych, które są wprowadzane do równań opisujących dynamikę liczebności współistniejących populacji (zob. np. wykładniczy i logistyczny wzrost oraz oscylacje i fluktuacje liczebności populacji, ). Takie współczynniki występują np. w równaniu Roberta MacArthura i Richarda Levinsa (1967), opisującym szybkość wzrostu liczebności populacji gatunku i (Ni) w warunkach konkurencji (przekształcone równanie Lotki-Volterry):

    Czynniki ekologiczne – warunki środowiska, które oddziałują na rozwój osobników w populacji, tj. wpływają na możliwości występowania gatunków, organizmów, ich przeżycia i rozrodu.Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji. Wraz z nowymi mutacjami wpływa to w sposób ciągły na bieżącą pulę genową populacji, a przez to w każdym momencie kształtuje jej przeciętny fenotyp. Zależnie od siły doboru oraz szybkości wymiany pokoleń, po krótszym lub dłuższym czasie, w stosunku do stanu populacji wyjściowej powstają tak duże różnice, że można mówić o odrębnych gatunkach.
    gdzie: s – liczba konkurujących gatunków, αi,j – współczynnik interakcji między gatunkami i i j gatunków, K – pojemność środowiska.
    Gatunek (łac. species, skrót sp.) – termin stosowany w biologii w różnych znaczeniach, zależnie od kontekstu, w jakim występuje. Najczęściej pod pojęciem gatunku rozumie się:Równowaga biologiczna, równowaga biocenotyczna, stabilność ekologiczna – stan biocenozy, w którym nie ulega ona większym zmianom ilościowym i jakościowym, w wyniku działania procesów samoregulacji ekologicznej. Liczba producentów, konsumentów i destruentów jest w zasadzie stała i ulega tylko nieznacznym wahaniom. Naruszenie równowagi powoduje "rozstrojenie" biocenozy i związane jest zazwyczaj z ingerencją człowieka.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Setophaga – rodzaj ptaków z rodziny lasówek (Parulidae), obejmujący gatunki występujące w Ameryce Północnej i Środkowej.
    Zebra – ssak z rodzaju Equus (rodzina koniowatych) charakteryzujący się obecnością białych pasów na czarnej sierści. Początkowo wierzono, że zebry mają białą sierść z ciemnymi pasami, ponieważ niektóre zebry mają białe podbrzusza. Badania embriologiczne dowiodły jednak, że kolor tła zwierzęcia to czarny, białe paski i brzuchy są dodatkami, powstałymi wskutek różnych czynników. Zebry żyją stadnie na trawiastych terenach Afryki, na południe od Sahary.
    Zasada Gausego – zasada konkurencyjnego wypierania, hipoteza Gausego, mówiąca o tym, że jeśli dwa gatunki (populacje) mają identyczne nisze ekologiczne, nie mogą współistnieć i w konsekwencji jeden wypiera drugi. Konkurencyjne oddziaływanie może być związane z przestrzenią życiową, dostępem do pokarmu, światła, podatnością na działanie drapieżców, chorób itp.
    Klasy wierności – wskaźnik stosowany w badaniach ekologicznych do oceny częstości i gęstości występowania gatunku w danym zbiorowisku.
    Wzrost logistyczny liczebności populacji – jeden z typów dynamiki liczebności populacji; zwiększanie się liczebności początkowo z prędkością rosnącą, a następnie malejącą w związku z napotkaniem przez populację oporu środowiska; wzrost liczebności ustaje, gdy zostaje osiągnięty poziom wyznaczony przez pojemność środowiska (zob. przegęszczenie, zasada Alleego, zasada tolerancji ekologicznej Shelforda).
    Charles Sutherland Elton (ur. 29 marca 1900 w Manchesterze, zm. 1 maja 1991 w Oksfordzie) – angielski zoolog i ekolog, uznawany za twórcę nowoczesnej ekologii zwierząt, w tym m.in. pierwszych definicji niszy ekologicznej (Eltonian niche), łańcucha i sieci pokarmowej oraz piramidy ekologicznej, badacz gatunków inwazyjnych i oscylacji liczebności populacji.
    Afryka – drugi pod względem wielkości kontynent na Ziemi. Ma 30,37 mln km² powierzchni, czyli ponad 20,3% ogólnej powierzchni lądowej naszego globu. Przechodzi przez niego południk 0°, obydwa zwrotniki i równik.

    Reklama