Ekologický výklenek: definice, typy, důležitost a příklady

Ekologie je studium interakcí mezi organismy a jejich prostředím, které tvoří ekosystém. Místa, kde žijí organismy, se nazývají stanoviště.

An ekologický výklenekje naproti tomu ekologická role, kterou organismus hraje ve svém stanovišti.

Koncept ekologie přijalo několik odvětví ekologie ekologický výklenek.

Ekologická nika popisuje, jak druh interaguje v ekosystému. Nika druhu závisí na biotických i abiotických faktorech, které ovlivňují schopnost druhu přežít a vydržet.

Biotické faktory ovlivňování niky druhu zahrnuje dostupnost potravy a predátory. Abiotické faktory ovlivňující ekologickou niku zahrnují teplotu, charakteristiky krajiny, živiny v půdě, světlo a další neživé faktory.

Příkladem ekologického výklenku je hnůj. Hnojný brouk, jak jeho název napovídá, konzumuje hnůj jak v larvální, tak v dospělé formě. Hnusní brouci ukládají hnůjové koule do nor a samice do nich snášejí vajíčka.

To umožňuje vylíhnutým larvám okamžitý přístup k jídlu. Hnůj zase ovlivňuje okolní prostředí provzdušňováním půdy a opětovným uvolňováním prospěšných živin. Proto brouk hraje ve svém prostředí jedinečnou roli.

Definice výklenku se od svého prvního zavedení změnila. Polní biolog jménem Joseph Grinnell vzal základní koncept výklenku a dále jej rozvinul a prohlásil, že výklenek rozlišuje mezi různými druhy, které zaujímají stejný prostor. Jinými slovy, pouze jeden druh mohl mít určitou niku. Byl ovlivněn druhovou distribucí.

Definice výklenku ekologa Charlese Eltona se zaměřila na roli druhu, jako je jeho trofická role. Jeho principy kladly větší důraz na podobnost komunity a méně na soutěž.

V roce 1957 zoolog G. Evelyn Hutchinson poskytla jakýsi kompromis těchto myšlenkových směrů. Hutchinson popsal dvě formy výklenku. The základní mezera zaměřené na podmínky, ve kterých by druh mohl existovat bez ekologických interakcí. The realizovaný výkleneknaopak považoval existenci populace za přítomnosti interakcí nebo konkurence.

Přijetí konceptu ekologické niky umožnilo ekologům pochopit role druhů v ekosystémy.

Ekologové používají koncept ekologického výklenku, aby pochopili, jak komunity souvisejí s podmínkami prostředí, zdatností, vývojem vlastností a interakcemi predátorů a kořistí v komunitách. S dopadem změny klimatu je to stále důležitější ekologie komunity.

Ekologické výklenky umožňují druhům existovat v jejich prostředí. Za správných podmínek bude druh prosperovat a bude hrát jedinečnou roli. Bez ekologických výklenků by došlo k menší biologické rozmanitosti a ekosystém by nebyl v rovnováze.

Mezidruhová soutěž: Ekologové odkazují soužití při popisu ekologických výklenků. Dva konkurenční druhy nemohou existovat v jednom ekologickém výklenku. To je způsobeno omezenými zdroji.

Soutěž ovlivňuje zdatnost druhů a může vést k evolučním změnám. Příkladem mezidruhové soutěže je zvíře, které shánělo pyl nebo nektar z konkrétního rostlinného druhu a soutěží s jinými takovými zvířaty.

V případě některých druhů mravenců bude hmyz soutěžit o hnízda a kořist, vodu a potravu.

Princip konkurenčního vyloučení: Ekologové používají princip konkurenčního vyloučení, aby pochopili, jak druhy koexistují. Princip konkurenčního vyloučení určuje, že dva druhy nemohou existovat ve stejném ekologickém výklenku. To je způsobeno konkurencí o zdroje v prostředí.

Časnými šampiony principu konkurenčního vyloučení byli Joseph Grinnell, T. I. Storer, Georgy Gause a Garrett Hardin na počátku a v polovině 20. století.

Soutěž ve výklenku vede každý druh ke specializaci jiným způsobem, aby se nevyužily stejné zdroje, nebo vede k vyhynutí jednoho z konkurenčních druhů. Toto je další způsob pohledu na přirozený výběr. Existují dvě teorie používané k řešení konkurenčního vyloučení.

v R * Teorie, nemůže existovat více druhů se stejnými zdroji, pokud nerozlišují své výklenky. Když je hustota zdrojů na nejnižší úrovni, populace druhů, které jsou zdrojem nejvíce omezeny, budou konkurenčně vyloučeny.

v P * Teoriemohou spotřebitelé existovat s vysokou hustotou kvůli sdílení nepřátel.

Konkurence se odehrává i na mikrobiální úrovni. Například pokud Paramecium aurelia a Paramecium caudatum jsou pěstovány společně, budou soutěžit o zdroje. P. aurelia nakonec předjíždí P. caudatum a způsobit jeho vyhynutí.

Vzhledem k tomu, že organismy nemohou existovat v bublině, a proto musí přirozeně interagovat s jinými druhy, mohou se niky občas překrývat. Aby se zabránilo konkurenčnímu vyloučení, mohou se podobné druhy v průběhu času měnit a využívat různé zdroje.

V ostatních případech mohou existovat ve stejné oblasti, ale využívají zdroje v různých časech. Tento scénář se nazývá rozdělení zdrojů.

Rozdělení prostředků: Rozdělení znamená oddělení. Jednoduše řečeno, druhy mohou využívat své zdroje způsoby, které snižují vyčerpání. To umožňuje tomuto druhu koexistovat a dokonce se vyvíjet.

Příkladem rozdělení zdrojů je to ještěrek, jako jsou anoly, které různými způsoby využívaly různé části svých překrývajících se stanovišť. Některé z anolů by mohly žít v lese; jiní by mohli žít vysoko v baldachýnu nebo podél kmene a větví. Ještě další anolisové se mohou vzdálit z prostředí rostlin a žít v pouštích nebo v blízkosti oceánů.

Dalším příkladem by mohli být delfíni a tuleni, kteří jedí podobné druhy ryb. Jejich domácí rozsahy se však liší, což umožňuje rozdělení prostředků.

Dalším příkladem mohou být Darwinovy ​​pěnkavy, které v průběhu času své evoluce specializovaly na tvar zobáku. Tímto způsobem mohli využívat své zdroje různými způsoby.

Několik příklady ekologických výklenků existují v různých ekosystémech.

Například ve zvedáku borovicový les z Michiganu, pěnice Kirtlandova zaujímá oblast ideálně vhodnou pro ptáka. Ptáci dávají přednost hnízdění na zemi mezi stromy, ne v nich, mezi malým podrostem.

Ale borovice jacková musí být jen do osmi let a vysoká asi 5 stop. Jakmile strom stárne nebo roste vyšší, pěnice Kirtland nebude prosperovat. Tyto vysoce specializované druhy výklenků mohou být kvůli lidskému vývoji vystaveny velkému riziku.

Pouštní rostliny jako jsou sukulenty přizpůsobené suchým ekologickým výklenkům tím, že zadržují vodu v listech a rostou dlouhé kořeny. Na rozdíl od většiny rostlin si sukulenty otevírají průduchy pouze v noci, aby se snížila ztráta vody spalujícím denním teplem.

Termofily jsou organismy, kterým se daří v extrémních ekologických výklencích, jako jsou tepelné otvory s vysokými teplotami.

V jižní Kalifornii, pouhé míle daleko od jedné z nejlidnatějších oblastí lidského osídlení ve Spojených státech Státy, řetězec ostrovů známý jako Normanské ostrovy, poskytuje fascinující ekosystém pro studium ekologie výklenky.

Tento delikátní ekosystém, přezdívaný „Galapágy Severní Ameriky“, hostí mnoho rostlin a živočichů. Ostrovy se liší velikostí a tvarem a poskytují jedinečná stanoviště pro různá zvířata a rostliny.

Ptactvo: Několik ptáků nazývá domov Normanských ostrovů a každému se přes jejich překrytí podařilo obsadit na ostrovech zvláštní ekologické výklenky. Například kalifornský hnědý pelikán hnízdí na ostrově Anacapa po tisících. Sojka křovinatá je pro Normanské ostrovy jedinečná.

Ryba: Ve vodách kolem těchto ostrovů žije více než 2 000 druhů ryb. Řasy pod oceánem poskytují prostředí pro ryby i savce.

Normanské ostrovy trpěly zavlečením invazivních druhů evropskými osadníky i znečišťujícími látkami, jako je DDT. Orel bělohlavý zmizel a na jejich místo si udělali domov orlí skalní. Orel bělohlavý však byl na ostrovy znovu zaveden. Sokoli stěhovaví prošli podobnou krizí a vrací se na scénu.

Nativní savci: Na Normanských ostrovech pobývají čtyři původní savci: liška ostrovní, myš sklizně, myš jelena ostrovního a skunka skvrnitá. Liška a myš jelena mají zase poddruhy na samostatných ostrovech; každý ostrov proto hostí samostatné výklenky.

Skunk skvrnitý na ostrově preferuje stanoviště různých typů v závislosti na ostrově, na kterém žije. Na ostrově Santa Rosa skunk upřednostňuje kaňony, pobřežní oblasti a otevřené lesy. Naproti tomu na ostrově Santa Cruz skvrnití skunci preferují otevřené louky smíchané s chaparralem. Na obou ostrovech hrají roli predátora.

Skunk skvrnitý na ostrově a liška ostrovní soutěží o zdroje na ostrovech. Skvrnití skunci jsou však více masožraví a jsou noční. Tímto způsobem jsou tedy schopni koexistovat překrývající se výklenky. Toto je další příklad rozdělení prostředků.

Liška ostrovní téměř vyhynula. Úsilí o obnovu přivedlo tento druh zpět.

Plazi a obojživelníci: Vysoce specializované výklenky se rozšiřují na plazy a obojživelníky. Existuje jeden druh mloka, jeden druh žáby, dva druhy jedovatého hada a čtyři druhy ještěrů. A přesto se nenacházejí na každém ostrově. Například jen tři ostrovy hostí ostrovního nočního ještěra.

Netopýři také zaujímají výklenky na ostrovech Santa Cruz a Santa Rosa a pracují jako opylovači i spotřebitelé hmyzu. Ostrov Santa Cruz je domovem Townsendových netopýrů.

Dnes se ostrovy zotavují. Nyní tvoří národní park Normanských ostrovů a národní námořní útočiště na Normanských ostrovech a ekologové nadále sledují mnoho tvorů, které ostrovy nazývají domovem.

Ekologové se v poslední době zaměřili na teorie konstrukce výklenku, který popisuje, jak organismy mění svá prostředí tak, aby se lépe hodily jako výklenky. Mezi příklady patří vytváření nor, stavění hnízd, vytváření stínu, stavění bobřích přehrad a další metody, při nichž organismy mění své okolí podle svých potřeb.

Konstrukce výklenku vzešla z biologa Johna Odling-Smee. Odling-Smee tvrdil, že konstrukce výklenku by měla být považována za proces evoluce, formu „ekologické dědičnosti“ předávanou spíše potomkům než genetickou dědičnost.

Za teorií konstrukce výklenku jsou čtyři základní principy:

1. Jeden zahrnuje nenáhodná modifikace životního prostředí druhem, což pomáhá při jejich vývoji.
2. Zadruhé, „ekologická“ dědičnost mění vývoj díky rodiče předávání pozměňovacích dovedností jejich potomkům.
3. Za třetí, nové vlastnosti, které jsou přijato stávají se evolučně významnými. Prostředí jsou ovlivňována systematicky.
4. Za čtvrté, to, co bylo považováno za adaptaci, je v zásadě výsledkem toho, že si organismy vytvářejí více prostředí konstrukce výklenku.

Příkladem mohou být výkaly mořských ptáků, které vedou k oplodnění rostlin a přechodu z křovinatých porostů na pastviny. Nejedná se o úmyslné přizpůsobení, ale má důsledky pro evoluci. Mořský pták by tedy výrazně změnil prostředí.

Jiné úpravy prostředí musí ovlivnit selekční tlaky na organismus. Selektivní zpětná vazba nesouvisí s geny.

Další příklady konstrukce výklenků zahrnují hnízdění a hrabání zvířat, kvasinky, které se samy upravují, aby přilákaly více ovocných mušek, a modifikace mušlí poustevnickými kraby. Dokonce i pohybem mohou organismy ovlivňovat životní prostředí a následně ovlivňovat tok genů v populaci.

To je vidět ve velkém měřítku u lidí, kteří tak změnili prostředí, aby vyhovovalo jejich potřebám, což vedlo k celosvětovým důsledkům. To jistě může být doloženo přechodem od lovců a sběračů k agrárním kulturám, který změnil krajinu za účelem získávání zdrojů potravy. Na druhé straně lidé změnili zvířata na domestikaci.

Ekologické výklenky nabízejí bohaté potenciální znalosti pro pochopení toho, jak druhy interagují s proměnnými prostředí. Ekologové mohou tyto informace použít k tomu, aby se dozvěděli více o tom, jak obhospodařovat druhy a chránit je a jak plánovat také budoucí vývoj.