אֵקוֹלוֹגִיָה הוא חקר האינטראקציות בין אורגניזמים וסביבתם, המהווים מערכת אקולוגית. המקומות בהם אורגניזמים חיים נקראים בתי גידול.
An נישה אקולוגיתלעומת זאת, התפקיד האקולוגי שממלא אורגניזם בגודלו.
הגדרת נישה אקולוגית
כמה ענפים של אקולוגיה אימצו את המושג נישה אקולוגית.
הנישה האקולוגית מתארת כיצד מין מתקשר בתוך מערכת אקולוגית. הנישה של מין תלויה בגורמים ביוטיים ואביוטיים כאחד, המשפיעים על יכולתו של מין לשרוד ולהחזיק מעמד.
גורמים ביוטיים המשפיעים על נישת המין כוללים זמינות מזון וטורפים. גורמים אביוטיים המשפיעים על נישה אקולוגית כוללים טמפרטורה, מאפייני נוף, חומרי הזנה בקרקע, אור וגורמים אחרים שאינם חיים.
דוגמה לנישה אקולוגית היא זו של חיפושית הזבל. חיפושית הזבל, כשמו כן הוא, צורכת גללים הן בזחלים והן במבוגרים. חיפושיות זבל מאחסנות כדורי זבל במחילות, ונקבות מטילות בתוכם ביצים.
זה מאפשר לזחלים שבקעו גישה מיידית למזון. חיפושית הזבל משפיעה בתורו על הסביבה שמסביב על ידי אוורור אדמה ושחרור מחדש של חומרים מזינים מועילים. לכן, חיפושית הזבל ממלאת תפקיד ייחודי בסביבתה.
ההגדרה של נישה השתנתה מאז שהוצגה לראשונה. ביולוג שדה בשם ג'וזף גרינל לקח את הרעיון הבסיסי של הנישה ופיתח אותה עוד וטען כי נישה מבדילה בין מינים שונים שתופסים את אותו חלל. במילים אחרות, רק למין אחד יכולה להיות נישה מסוימת. הוא הושפע מהתפלגות המינים.
סוגי נישות אקולוגיות
ההגדרה של האקולוג צ'רלס אלטון לנישה התמקדה בתפקיד של מין, כמו למשל תפקידו הטרופי. עיקריו הדגישו יותר את הדמיון בקהילה ופחות על תַחֲרוּת.
בשנת 1957 זואולוג ג '. אוולין האצ'ינסון סיפקה מעין פשרה של רכבות המחשבה האלה. האצ'ינסון תיאר שתי צורות של נישה. ה נישה בסיסית התמקד בתנאים שבהם זן יכול להתקיים ללא אינטראקציות אקולוגיות. ה נישה ממומשתלעומת זאת, נחשב לקיומה של האוכלוסייה בנוכחות אינטראקציות, או תחרות.
אימוץ תפיסת הנישה האקולוגית אפשר לאקולוגים להבין את תפקידי המינים מערכות אקולוגיות.
חשיבותן של נישות אקולוגיות
אקולוגים משתמשים במושג הנישה האקולוגית בכדי להבין כיצד קהילות מתייחסות לתנאים סביבתיים, כושר גופני, התפתחות תכונות ואינטראקציות טורף-טרף בקהילות. זה הופך להיות חשוב יותר ויותר ככל שמשפיעים שינויי האקלים אקולוגיה קהילתית.
נישות אקולוגיות מאפשרות למינים להתקיים בסביבתם. בתנאים הנכונים, המין ישגשג וישחק תפקיד ייחודי. ללא הנישות האקולוגיות, יהיה פחות מגוון ביולוגי, והמערכת האקולוגית לא תהיה באיזון.
תחרות בין-מינים: אקולוגים מתייחסים דוּ קִיוּם כאשר מתארים נישות אקולוגיות. שני מינים מתחרים אינם יכולים להתקיים בנישה אקולוגית אחת. זאת בשל משאבים מוגבלים.
תַחֲרוּת משפיע על כושרם של מינים, ויכול להוביל לשינויים אבולוציוניים. דוגמה לתחרות בין-מינים היא בעל חיים שמזנק אחר אבקה או צוף ממין צמח ספציפי, ומתחרה בבעלי חיים אחרים כאלה.
במקרה של מינים מסוימים של נמלים, החרקים יתחרו על קנים וטרפים כמו גם מים ומזון.
עקרון הדרה תחרותי: אקולוגים משתמשים בעקרון ההדרה התחרותי כדי לעזור להבין כיצד מינים מתקיימים יחד. עקרון ההדרה התחרותי מכתיב ששני מינים אינם יכולים להתקיים באותה נישה אקולוגית. זאת בשל תחרות על משאבים בבית גידול.
האלופים המוקדמים של עקרון ההדרה התחרותי היו ג'וזף גרינל, ט '. אני. סטורר, ג'ורג'י גאוס וגארט הרדין בתחילת המאה ה -20 ואמצעיה.
תחרות בנישה מביאה את כל המינים להתמחות בצורה שונה, כדי לא להשתמש באותם משאבים, או מובילה לאחד מהמינים המתחרים להיכחד. זו דרך נוספת להסתכל על הברירה הטבעית. ישנן שתי תיאוריות המשמשות לטיפול בהדרה תחרותית.
ב R * תֵאוֹרִיָה, מינים מרובים אינם יכולים להתקיים עם אותם משאבים אלא אם כן הם מבדילים בין נישותיהם. כאשר צפיפות המשאבים היא הנמוכה ביותר, אוכלוסיות המינים האלו המוגבלות ביותר על ידי המשאב לא ייכללו בתחרותיות.
ב P * תֵאוֹרִיָה, צרכנים יכולים להתקיים בצפיפות גבוהה בגלל היותם אויבים משותפים.
התחרות מתרחשת אפילו ברמה המיקרוביאלית. לדוגמא, אם Paramecium aurelia ו Paramecium caudatum גדלים יחד, הם יתחרו על משאבים. פ. אוריליה בסופו של דבר יעקוף פ. caudatum ולגרום להיכחד.
חופף נישות / חלוקת משאבים
בהתחשב בעובדה שאורגניזמים אינם יכולים להתקיים בבועה ולכן עליהם להתקשר באופן טבעי עם מינים אחרים, לעיתים נישות יכולות לחפוף. כדי להימנע מהדרה תחרותית, מינים דומים יכולים להשתנות לאורך זמן ולהשתמש במשאבים שונים.
במקרים אחרים, הם יכולים להתקיים באותו אזור אך להשתמש במשאבים בזמנים שונים. תרחיש זה נקרא חלוקת משאבים.
מחיצת משאבים: מחיצה פירושה הפרדה. במילים פשוטות, מינים יכולים להשתמש במשאבים שלהם בדרכים המפחיתות את הדלדול. זה מאפשר למין להתקיים יחד ואף להתפתח.
דוגמה לחלוקת משאבים היא של לטאות כמו אנולות, שהשתמשו בחלקים שונים של בתי הגידול החופפים שלהן בדרכים שונות. חלק מהאנולות עשויות לחיות על קרקעית היער; אחרים עשויים לחיות גבוה בחופה או לאורך תא המטען והענפים. אנאולים אחרים עשויים להתרחק מסביבות צמחים ולחיות במדבריות או בקרבת אוקיינוסים.
דוגמה נוספת תהיה דולפינים וכלבי ים, שאוכלים מיני דגים דומים. עם זאת, טווחי הבית שלהם שונים ומאפשרים חלוקת משאבים.
דוגמה נוספת תהיה החוחיות של דרווין, שהתמחו בצורות המקור שלהם לאורך זמן באבולוציה שלהם. באופן זה הם הצליחו להשתמש במשאבים שלהם בדרכים שונות.
דוגמאות לנישות אקולוגיות
כַּמָה דוגמאות לנישות אקולוגיות קיימות במערכות אקולוגיות שונות.
למשל בג'ק יער אורנים של מישיגן, החבלן של קירטלנד תופס אזור המתאים באופן אידיאלי לציפור. הציפורים מעדיפות לקנן על האדמה בין העצים, ולא בתוכם, בין סביבה קטנה.
אך עץ האורן הג'קי חייב להיות רק עד שמונה שנים וגובהו כ -5 מטר. ברגע שהעץ מתיישן או יגדל, החרטר של קירטלנד לא ישגשג. סוגים אלה של נישות מיוחדות מאוד יכולים להיות בסיכון רב עקב התפתחות האדם.
צמחי מדבר כגון בשרניים המותאמים לנישות אקולוגיות צחיחות על ידי אגירת מים בעלים וגידול שורשים ארוכים. בניגוד לרוב הצמחים, הסוקולנטים פותחים את הסטטומטיות שלהם רק בלילה כדי להפחית את אובדן המים מחום צורב בשעות היום.
תרמופילים הם אורגניזמים המשגשגים בנישות אקולוגיות קיצוניות כגון פתחי אוורור תרמיים עם טמפרטורות גבוהות.
המערכת האקולוגית של איי התעלה
בדרום קליפורניה, מרחק קילומטרים ספורים מאחד האזורים המאוכלסים ביותר בהתיישבות אנושית בארצות הברית מדינות, שרשרת האיים המכונה איי התעלה מספקת מערכת אקולוגית מרתקת ללימוד אקולוגי נישות.
המכונה "הגלפגוס של צפון אמריקה", המערכת האקולוגית העדינה הזו מארחת צמחים ובעלי חיים רבים. האיים משתנים בגודלם ובצורתם, והם מספקים בתי גידול ייחודיים לבעלי חיים וצמחים שונים.
ציפורים: כמה ציפורים קוראות לאיי התעלה לבית, ולמרות החפיפה שלהן הצליחו כל אחת לכבוש נישות אקולוגיות מיוחדות באיים. לדוגמא, השקנאי החום בקליפורניה מקנן על האי אנקפה באלפים. שחת השיחים של האי ייחודית לאיי התעלה.
דג: למעלה מ -2,000 מיני דגים חיים במים סביב האיים הללו. מיטות האצות מתחת לאוקיאנוס מספקות בית גידול הן לדגים והן ליונקים.
איי התעלה סבלו מהכנסת מינים פולשניים על ידי מתיישבים אירופיים, כמו גם ממזהמים כמו DDT. נשרים קירחים נעלמו, ותפסו את מקומם, נשרים זהובים עשו בית. עם זאת, נשרים קירחים הוכנסו מחדש לאיים. בזי בזק עברו משבר דומה ועושים קאמבק.
יונקים ילידים: ארבעה יונקים מקומיים שוכנים באיי התעלה: שועל האי, עכבר הקציר, עכבר צבי האי ובואש מנומר. לשועל ועכבר הצבאים מצדם יש תת-מינים באיים נפרדים; לכן כל אי מארח נישות נפרדות.
האי בואש מנוקד מעדיף בית גידול מסוגים שונים בהתאם לאי בו הוא חי. באי סנטה רוזה, הבואש מעדיף קניונים, אזורי מעבר ושטחים פתוחים. לעומת זאת, באי סנטה קרוז, בואשים מנוקדים מעדיפים שטח עשב פתוח מעורבב עם צ'אפראל. הם ממלאים את תפקיד הטורף בשני האיים.
האי בואש מנומר ושועל האי מתחרים במשאבים באיים. עם זאת, הבואש המנומר טורף יותר, והם לילי. כך שבאופן זה הם מסוגלים להתקיים יחד נישות חופפות. זו דוגמה נוספת לחלוקת משאבים.
שועל האי כמעט נכחד. מאמצי ההחלמה החזירו את המין.
זוחלים ודו-חיים: הנישות המתמחות ביותר משתרעות על זוחלים ודו-חיים. יש זן סלמנדרה אחד, זן צפרדע אחד, שני מיני נחשים לא ארסיים וארבעה מיני לטאות. ובכל זאת הם לא נמצאים בכל אי. לדוגמא, רק שלושה איים מארחים את לטאת הלילה של האי.
עטלפים תופסים גם נישות באיי סנטה קרוז וסנטה רוזה, כשהם פועלים כמאביקים וגם כצרכני חרקים. האי סנטה קרוז הוא ביתם של עטלפי האוזניים הגדולים של טאונסנד.
היום האיים מתאוששים. כיום הם מהווים את הפארק הלאומי של איי התעלה ואת המקדש הימי הלאומי של איי התעלה, ואקולוגים ממשיכים לפקח על היצורים הרבים שקוראים לאיים בית.
תורת בניית נישה
לאחרונה התמקדו אקולוגים תורת בניית נישה, המתאר כיצד אורגניזמים משנים את סביבתם כך שהם מתאימים יותר כנישות. דוגמאות לכך כוללות ייצור מחילות, בניית קנים, יצירת צל, בניית סכרי בונה ושיטות אחרות בהן אורגניזמים משנים את סביבתם בהתאם לצרכיהם.
בניית נישה נבעה מהביולוג ג'ון אודלינג-סמי. אודלינג-סמי טענה שיש לראות בבניית נישה תהליך של אבולוציה, סוג של "ירושה אקולוגית" המועברת לצאצאים ולא לירושה גנטית.
ישנם ארבעה עקרונות ליבה מאחורי תורת הבנייה הנישתית:
- אחד כולל שינוי לא אקראי של הסביבה על ידי מין, המסייע בסיוע להתפתחותם.
- שנית, הירושה "האקולוגית" משנה את האבולוציה עקב הורים שמעבירים את כישורי השינוי לצאצאיהם.
- שלישית, מאפיינים חדשים שכן מְאוּמָץ להיות משמעותי מבחינה אבולוציונית. הסביבות מושפעות באופן שיטתי.
- רביעית, מה שנחשב להסתגלות הוא בעצם תוצאה של אורגניזמים שהופכים את הסביבה שלהם למשלימה יותר באמצעות בניית נישה.
דוגמא לכך תהיה צואת עופות ים המובילה להפריה של צמחים ולמעבר מאדמת שיחים לאדמות עשב. זה לא הסתגלות מכוונת, אבל זה הביא השלכות על האבולוציה. לכן עוף הים היה משנה משמעותית את הסביבה.
שינויים אחרים בסביבה חייבים להשפיע על לחצי הבחירה באורגניזם. המשוב הסלקטיבי אינו קשור לגנים.
דוגמאות לבניית נישה
דוגמאות נוספות לבניית נישות כוללות קינון ונבירה של בעלי חיים, שמרים המשנים את עצמם כדי למשוך יותר זבובי פרי ושינוי קליפות על ידי סרטני הנזירים. אפילו על ידי תנועה, אורגניזמים יכולים להשפיע על הסביבה, בתורם להשפיע על זרימת הגן באוכלוסיה.
זה נראה בקנה מידה גדול עם בני אדם, ששינו את הסביבה כך שתתאים לצרכיהם, עד שהובילה לתוצאות ברחבי העולם. ניתן בהחלט להעיד על כך המעבר בין ציידים לקטים לתרבויות חקלאיות, ששינו את הנוף במטרה להעלות מקורות מזון. בתורם, בני האדם שינו בעלי חיים לצורך ביות.
נישות אקולוגיות מציעות ידע פוטנציאלי עשיר להבנת האופן שבו מינים מתקשרים עם משתנים סביבתיים. אקולוגים יכולים להשתמש במידע זה כדי ללמוד עוד כיצד לנהל מינים ולשמור עליהם, וכיצד לתכנן גם פיתוח עתידי.