Økologisk niche: definition, typer, betydning og eksempler

Økologi er undersøgelsen af ​​interaktionerne mellem organismer og deres miljøer, som omfatter et økosystem. De steder, organismer bor i, kaldes levesteder.

En økologisk nichederimod er den økologiske rolle, som en organisme spiller inden for sit habitat.

Flere grene af økologi har vedtaget begrebet økologisk niche.

Den økologiske niche beskriver, hvordan en art interagerer i et økosystem. En arts niche afhænger af både biotiske og abiotiske faktorer, som påvirker en arts evne til at overleve og udholde.

Biotiske faktorer der påvirker en arts niche, inkluderer fødevaretilgængelighed og rovdyr. Abiotiske faktorer der påvirker økologisk niche inkluderer temperatur, landskabsegenskaber, næringsstoffer i jorden, lys og andre ikke-levende faktorer.

Et eksempel på en økologisk niche er møgbille. Møbelbaggen forbruger, som navnet antyder, gødning både i larve- og voksenform. Møbelbiller opbevarer møgkugler i huler, og hunner lægger æg i dem.

Dette giver klækkede larver øjeblikkelig adgang til mad. Møbelbaggen påvirker igen det omgivende miljø ved at belufte jord og frigive gavnlige næringsstoffer igen. Derfor spiller møgbille en unik rolle i sit miljø.

Definitionen af ​​en niche er ændret, siden den blev introduceret. En feltbiolog ved navn Joseph Grinnell tog det grundlæggende koncept for niche og videreudviklede den og hævdede, at en niche skelnede mellem forskellige arter, der besatte det samme rum. Med andre ord kunne kun en art have en bestemt niche. Han blev påvirket af artsfordeling.

Økolog Charles Eltons definition af niche fokuserede på en arts rolle, såsom dens trofiske rolle. Hans principper understregede mere på fællesskabslighed og mindre på konkurrence.

I 1957 zoolog G. Evelyn Hutchinson tilvejebragte en slags kompromis mellem disse tanker. Hutchinson beskrev to former for niche. Det grundlæggende niche fokuseret på de forhold, hvor en art kunne eksistere uden økologiske interaktioner. Det realiseret nichederimod betragtet befolkningens eksistens i nærvær af interaktioner eller konkurrence.

Vedtagelsen af ​​det økologiske nichekoncept har gjort det muligt for økologer at forstå artenes rolle i økosystemer.

Økologer bruger begrebet den økologiske niche til at hjælpe med at forstå, hvordan samfund forholder sig til miljøforhold, fitness, trækudvikling og rovdyr-bytte-interaktioner i samfund. Dette bliver stadig vigtigere, når klimaforandringerne påvirker samfundsøkologi.

Økologiske nicher tillader arter at eksistere i deres miljø. Under de rette forhold vil arten trives og spille en unik rolle. Uden de økologiske nicher ville der være mindre biodiversitet, og økosystemet ville ikke være i balance.

Interspecies konkurrence: Økologer henviser til sameksistens når man beskriver økologiske nicher. To konkurrerende arter kan ikke eksistere i en økologisk niche. Dette skyldes begrænsede ressourcer.

Konkurrence påvirker artens egnethed og kan føre til evolutionære ændringer. Et eksempel på konkurrence mellem arter er et dyr, der søger pollen eller nektar fra en bestemt planteart, der konkurrerer med andre sådanne dyr.

For nogle myrearter konkurrerer insekterne om reder og bytte såvel som vand og mad.

Princippet om konkurrencemæssig udelukkelse: Økologer bruger princippet om udelukkelse af konkurrencen for at hjælpe med at forstå, hvordan arter eksisterer sammen. Princippet om konkurrencemæssig udelukkelse dikterer, at to arter ikke kan eksistere i den samme økologiske niche. Dette skyldes konkurrence om ressourcer i et habitat.

Tidlige mestre for princippet om udelukkelse af konkurrencen var Joseph Grinnell, T. JEG. Storer, Georgy Gause og Garrett Hardin i begyndelsen og midten af ​​det 20. århundrede.

Konkurrence i en niche fører enten til, at hver art specialiserer sig på en anden måde for ikke at bruge de samme ressourcer eller fører til, at en af ​​de konkurrerende arter uddør. Dette er en anden måde at se på naturlig udvælgelse. Der er to teorier, der bruges til at tackle konkurrencemæssig eksklusion.

I R * Teori, kan flere arter ikke eksistere med de samme ressourcer, medmindre de differentierer deres nicher. Når ressourcetætheden er lavest, vil de artspopulationer, der er mest begrænset af ressourcen, blive udelukket konkurrencedygtigt.

I P * Teori, kan forbrugerne eksistere i høj tæthed på grund af at have fælles fjender.

Konkurrence spiller ud selv på mikrobielt niveau. For eksempel hvis Paramecium aurelia og Paramecium caudatum dyrkes sammen, vil de konkurrere om ressourcer. P. aurelia vil i sidste ende overhale P. caudatum og få det til at uddø.

I betragtning af at organismer ikke kan eksistere i en boble og derfor naturligt skal interagere med andre arter, kan nicher lejlighedsvis overlappe hinanden. For at undgå konkurrerende udelukkelse kan lignende arter ændre sig over tid for at bruge forskellige ressourcer.

I andre tilfælde kan de eksistere i samme område, men bruge ressourcer på forskellige tidspunkter. Dette scenarie kaldes ressourcepartitionering.

Ressourcepartitionering: Partitionering betyder adskillelse. Kort sagt kan arter bruge deres ressourcer på måder, der reducerer udtømning. Dette gør det muligt for arten at sameksistere og endda udvikle sig.

Et eksempel på ressourcepartitionering er firben som anoler, der brugte forskellige dele af deres overlappende levesteder på forskellige måder. Nogle af anoles bor muligvis på skovbunden; andre bor måske højt i baldakinen eller langs bagagerummet og grenene. Endnu andre anoler kan bevæge sig væk fra plantemiljøer og leve i ørkener eller i nærheden af ​​oceaner.

Et andet eksempel ville være delfiner og sæler, der spiser lignende fiskearter. Deres hjemområder varierer dog, hvilket giver mulighed for en opdeling af ressourcer.

Et andet eksempel ville være Darwins finker, som over tid specialiserede deres næbformer i deres udvikling. På denne måde var de i stand til at bruge deres ressourcer på forskellige måder.

Flere eksempler på økologiske nicher findes i forskellige økosystemer.

For eksempel i stikket fyrreskov i Michigan, besætter Kirtlands sanger et område, der er velegnet til fuglen. Fuglene foretrækker at rede på jorden mellem træerne, ikke i dem, mellem lille underskov.

Men jack fyrretræet må kun være op til otte år gammelt og omkring 5 meter højt. Når træet ældes eller vokser højere, vil Kirtlands sanger ikke trives. Disse højt specialiserede slags nicher kan udsættes for stor risiko på grund af menneskelig udvikling.

Ørkenplanter såsom sukkulenter tilpasset til tørre økologiske nicher ved at opbevare vand i deres blade og vokse lange rødder. I modsætning til de fleste planter åbner sukkulenter kun deres stomata om natten for at reducere vandtabet fra brændende dagtidsvarme.

Termofiler er organismer, der trives i ekstreme økologiske nicher såsom termiske ventilationskanaler med høje temperaturer.

I det sydlige Californien kun få kilometer væk fra et af de mest folkerige områder med menneskelig bosættelse i USA Stater, økæden kendt som Kanaløerne, giver et fascinerende økosystem til at studere økologisk nicher.

Kælenavnet "Galapagos i Nordamerika" er dette sarte økosystem vært for mange planter og dyr. Øerne varierer i størrelse og form, og de giver unikke levesteder for forskellige dyr og planter.

Fugle: Flere fugle kalder Kanaløerne hjem, og på trods af deres overlapning har de hver især formået at besætte specielle økologiske nicher på øerne. For eksempel reder de californiske brune pelikaner tusindvis på Anacapa Island. Øskrubbe er unik for Kanaløerne.

Fisk: Over 2000 fiskearter lever i farvandet omkring disse øer. Tare senge under havet udgør habitat for både fisk og pattedyr.

Kanaløerne har lidt under indførelsen af ​​invasive arter af europæiske bosættere såvel som forurenende stoffer som DDT. Skaldede ørne forsvandt, og de tog deres plads, gyldne ørne gjorde et hjem. Imidlertid er skaldede ørne genindført til øerne. Vandrefalker gennemgik en lignende krise og gør comeback.

Indfødte pattedyr: Fire indfødte pattedyr er bosiddende på Kanaløerne: øræven, høstmus, øhjortemus og plettet stinkdyr. Ræven og rådyrmusen har igen underarter på separate øer; hver ø er derfor vært for separate nicher.

Øen plettet stinkdyr foretrækker habitat af forskellige typer afhængigt af øen den bor på. På Santa Rosa Island favoriserer stinkdyret kløfter, vandløbsområder og åbne skove. I modsætning hertil foretrækker plettet stinkdyr på Santa Cruz Island åben græsarealer blandet med chaparral. De spiller rollen som rovdyr på begge øer.

Øen plettet stinkdyr og ø ræven konkurrerer om ressourcerne på øerne. Imidlertid er de plettede stinkdyr mere kødædende, og de er natlige. Så på denne måde er de i stand til at eksistere sammen overlappende nicher. Dette er et andet eksempel på ressourceopdeling.

Øræven blev næsten uddød. Genopretningsindsats har bragt arten tilbage.

Krybdyr og padder: De højt specialiserede nicher strækker sig til krybdyr og padder. Der er en salamanderart, en frøart, to ikke-giftige slangearter og fire firbenarter. Og alligevel findes de ikke på alle øer. For eksempel er kun tre øer vært for øens natlig firben.

Flagermus besætter også nicher på øerne Santa Cruz og Santa Rosa og fungerer som både bestøvere og forbrugere af insekter. Santa Cruz Island er et hjem for Townsend's storørede flagermus.

I dag er øerne i bedring. De består nu af Channel Islands National Park og Channel Islands National Marine Sanctuary, og økologer fortsætter med at overvåge de mange skabninger, der kalder øerne hjem.

Økologer har for nylig fokuseret på teori om nichekonstruktion, som beskriver, hvordan organismer ændrer deres miljøer for at gøre dem bedre egnede som nicher. Eksempler på dette inkluderer at lave huler, bygge rede, skabe skygge, bygge bæverdæmninger og andre metoder, hvor organismer ændrer deres omgivelser, så de passer til deres behov.

Nichekonstruktion opstod fra biolog John Odling-Smee. Odling-Smee argumenterede for, at nichekonstruktion skulle betragtes som en udviklingsproces, en form for "økologisk arv", der blev videregivet til efterkommere snarere end en genetisk arv.

Der er fire centrale principper bag nichekonstruktionsteorien:

1. Den ene involverer ikke-tilfældig ændring af en art, der hjælper med at udvikle dem.
2. For det andet ændrer den “økologiske” arv evolution på grund af forældre videregiver ændringsevnerne til deres afkom.
3. For det tredje nye egenskaber der er vedtaget blive evolutionært vigtige. Miljøerne påvirkes systematisk.
4. For det fjerde, hvad der blev betragtet som tilpasning, er i det væsentlige resultatet af organismer, der gør deres miljø mere komplementære via niche konstruktion.

Et eksempel ville være en havfugles afføring, der fører til gødning af planter og en overgang fra krat til græsarealer. Dette er ikke en forsætlig tilpasning, men det har medført implikationer for evolutionen. Havfuglen ville derfor have ændret miljøet markant.

Andre ændringer i miljøet skal påvirke selektionstrykket på en organisme. Den selektive feedback er ikke relateret til gener.

Flere eksempler på nichekonstruktion inkluderer indlejring og gravende dyr, gær, der ændrer sig for at tiltrække flere frugtfluer og modifikation af skaller af eremitkrebs. Selv ved at bevæge sig rundt kan organismer påvirke miljøet og igen påvirke genstrømmen i en befolkning.

Dette ses i stor skala med mennesker, der har ændret miljøet så de passer til deres behov, at det har ført til verdensomspændende konsekvenser. Dette kan bestemt dokumenteres ved overgangen fra jæger-samlere til landbrugskulturer, som ændrede landskabet for at rejse madkilder. Til gengæld ændrede mennesker dyr til domesticering.

Økologiske nicher tilbyder rig potentiel viden til forståelse af, hvordan arter interagerer med miljøvariabler. Økologer kan bruge disse oplysninger til at lære mere om, hvordan man forvalter arter og bevarer dem, og hvordan man også planlægger en fremtidig udvikling.