Ecologische niche: definitie, typen, belang en voorbeelden

Ecologie is de studie van de interacties tussen organismen en hun omgeving, die een ecosysteem vormen. De plaatsen waar organismen leven, worden habitats genoemd.

Een ecologische nichedaarentegen is de ecologische rol die een organisme speelt in zijn habitat.

Verschillende takken van ecologie hebben het concept van de ecologische niche.

De ecologische niche beschrijft hoe een soort interageert binnen een ecosysteem. De niche van een soort hangt af van zowel biotische als abiotische factoren, die het vermogen van een soort om te overleven en te volharden beïnvloeden.

Biotische factoren die de niche van een soort beïnvloeden, zijn onder meer de beschikbaarheid van voedsel en roofdieren. Abiotische factoren die de ecologische niche beïnvloeden, zijn onder meer temperatuur, landschapskenmerken, bodemvoedingsstoffen, licht en andere niet-levende factoren.

Een voorbeeld van een ecologische niche is die van de mestkever. De mestkever eet, zoals de naam al doet vermoeden, mest zowel in larvale als in volwassen vorm. Mestkevers slaan mestballen op in holen en vrouwtjes leggen er eieren in.

Hierdoor hebben uitgekomen larven direct toegang tot voedsel. De mestkever beïnvloedt op zijn beurt de omgeving door de bodem te beluchten en nuttige voedingsstoffen vrij te geven. Daarom vervult de mestkever een unieke rol in zijn omgeving.

De definitie van een niche is veranderd sinds het voor het eerst werd geïntroduceerd. Een veldbioloog genaamd Joseph Grinnell nam het basisconcept van de niche en ontwikkelde het verder, bewerend dat een niche onderscheid maakte tussen verschillende soorten die dezelfde ruimte innamen. Met andere woorden, slechts één soort kan een bepaalde niche hebben. Hij werd beïnvloed door de verspreiding van soorten.

De definitie van niche van ecoloog Charles Elton was gericht op de rol van een soort, zoals zijn trofische rol. Zijn principes legden meer nadruk op gemeenschapsgelijkenis en minder op wedstrijd.

In 1957, zoöloog G. Evelyn Hutchinson zorgde voor een soort compromis van deze gedachtegangen. Hutchinson beschreef twee vormen van niche. De fundamentele niche gericht op de omstandigheden waarin een soort zou kunnen bestaan ​​zonder ecologische interacties. De gerealiseerde niche, daarentegen, beschouwde het bestaan ​​van de bevolking in aanwezigheid van interacties of competitie.

De adoptie van het ecologische niche-concept heeft ecologen in staat gesteld de rol van soorten in hun omgeving te begrijpen ecosystemen.

Ecologen gebruiken het concept van de ecologische niche om te helpen begrijpen hoe gemeenschappen zich verhouden tot omgevingsomstandigheden, fitheid, evolutie van eigenschappen en interacties tussen roofdieren en prooien in gemeenschappen. Dit wordt steeds belangrijker naarmate de klimaatverandering van invloed is op gemeenschapsecologie.

Ecologische niches zorgen ervoor dat soorten in hun omgeving kunnen bestaan. Onder de juiste omstandigheden zal de soort gedijen en een unieke rol spelen. Zonder de ecologische niches zou er minder biodiversiteit zijn en zou het ecosysteem niet in balans zijn.

Interspecies competitie: Ecologen verwijzen naar: coëxistentie bij het beschrijven van ecologische niches. Twee concurrerende soorten kunnen niet in één ecologische niche bestaan. Dit komt door de beperkte middelen.

Wedstrijd beïnvloedt de geschiktheid van soorten en kan leiden tot evolutionaire veranderingen. Een voorbeeld van competitie tussen soorten is een dier dat op zoek is naar stuifmeel of nectar van een specifieke plantensoort en concurreert met andere dergelijke dieren.

In het geval van sommige soorten mieren zullen de insecten strijden om nesten en prooien, evenals om water en voedsel.

Principe van concurrentie-uitsluiting: Ecologen gebruiken het principe van competitieve uitsluiting om te helpen begrijpen hoe soorten naast elkaar bestaan. Het principe van competitieve uitsluiting dicteert dat twee soorten niet in dezelfde ecologische niche kunnen bestaan. Dit komt door concurrentie om hulpbronnen in een habitat.

Vroege voorvechters van het principe van competitieve uitsluiting waren Joseph Grinnell, T. IK. Storer, Georgy Gause en Garrett Hardin in het begin en midden van de 20e eeuw.

Concurrentie in een niche leidt ertoe dat elke soort zich op een andere manier specialiseert, om niet dezelfde hulpbronnen te gebruiken, of dat een van de concurrerende soorten uitsterft. Dit is een andere manier om naar natuurlijke selectie te kijken. Er zijn twee theorieën die worden gebruikt om competitieve uitsluiting aan te pakken.

In R* Theorie, kunnen meerdere soorten niet bestaan ​​met dezelfde hulpbronnen, tenzij ze hun niches differentiëren. Wanneer de hulpbronnendichtheid het laagst is, zullen de populaties van soorten die het meest beperkt worden door de hulpbron competitief worden uitgesloten.

In P* Theorie, kunnen consumenten met een hoge dichtheid bestaan ​​omdat ze gedeelde vijanden hebben.

Zelfs op microbieel niveau speelt concurrentie. Bijvoorbeeld, als Paramecium aurelia en Paramecium caudatum samen worden gekweekt, zullen ze strijden om middelen. P. aurelia zal uiteindelijk inhalen P. caudatum en ervoor zorgen dat het uitsterft.

Gezien het feit dat organismen niet in een luchtbel kunnen bestaan ​​en daarom van nature moeten interageren met andere soorten, kunnen niches elkaar soms overlappen. Om competitieve uitsluiting te voorkomen, kunnen vergelijkbare soorten in de loop van de tijd veranderen om verschillende bronnen te gebruiken.

In andere gevallen kunnen ze in hetzelfde gebied bestaan, maar middelen op verschillende tijdstippen gebruiken. Dit scenario heet resource partitionering.

Resource-partitionering: Partitioneren betekent scheiden. Simpel gezegd, soorten kunnen hun hulpbronnen gebruiken op manieren die uitputting verminderen. Hierdoor kunnen de soorten naast elkaar bestaan ​​en zelfs evolueren.

Een voorbeeld van resource-partitionering is dat van hagedissen zoals anoles, die verschillende delen van hun overlappende habitats op verschillende manieren gebruikten. Sommige anoles zouden op de bosbodem kunnen leven; anderen kunnen hoog in het bladerdak of langs de stam en takken leven. Weer andere anoles kunnen wegtrekken van plantomgevingen en in woestijnen of in de buurt van oceanen leven.

Een ander voorbeeld zijn dolfijnen en zeehonden, die soortgelijke vissoorten eten. Hun thuisbereiken verschillen echter, waardoor een verdeling van bronnen mogelijk is.

Een ander voorbeeld zijn de Darwinvinken, die hun snavelvormen in de loop van de tijd specialiseerden in hun evolutie. Op deze manier konden ze hun middelen op verschillende manieren gebruiken.

meerdere voorbeelden van ecologische niches komen voor in verschillende ecosystemen.

Bijvoorbeeld in de krik dennenbos van Michigan beslaat de Kirtland-zanger een gebied dat bij uitstek geschikt is voor de vogel. De vogels nestelen het liefst op de grond tussen de bomen, niet erin, tussen klein kreupelhout.

Maar de jack pine tree mag maximaal acht jaar oud zijn en ongeveer 1,5 meter hoog. Zodra de boom ouder wordt of groter wordt, zal de Kirtland-zanger niet gedijen. Deze zeer gespecialiseerde soorten niches kunnen door de menselijke ontwikkeling een groot risico lopen.

Woestijnplanten zoals vetplanten die zijn aangepast aan droge ecologische niches door water in hun bladeren op te slaan en lange wortels te laten groeien. In tegenstelling tot de meeste planten openen vetplanten hun huidmondjes alleen 's nachts om waterverlies door verzengende hitte overdag te verminderen.

Thermofielen zijn organismen die gedijen in extreme ecologische niches zoals thermische ventilatieopeningen met hoge temperaturen.

In Zuid-Californië, slechts mijlen verwijderd van een van de dichtstbevolkte gebieden van menselijke nederzettingen in de Verenigde Staten Staten, biedt de eilandenketen die bekend staat als de Kanaaleilanden een fascinerend ecosysteem voor het bestuderen van ecologische niches.

Bijgenaamd de "Galapagos van Noord-Amerika", dit delicate ecosysteem herbergt talloze planten en dieren. De eilanden variëren in grootte en vorm en bieden unieke habitats voor verschillende dieren en planten.

vogels: Verschillende vogels noemen de Kanaaleilanden hun thuis, en ondanks hun overlap zijn ze er elk in geslaagd om speciale ecologische niches op de eilanden te bezetten. Bijvoorbeeld, de Californische bruine pelikaan nestelt met duizenden op Anacapa Island. De gaai van het eiland is uniek voor de Kanaaleilanden.

Vis: In de wateren rond deze eilanden leven meer dan 2.000 vissoorten. De kelpbedden onder de oceaan bieden leefgebied voor zowel vissen als zoogdieren.

De Kanaaleilanden hebben geleden onder de introductie van invasieve soorten door Europese kolonisten, evenals onder verontreinigende stoffen zoals DDT. Amerikaanse zeearenden verdwenen en in hun plaats maakten steenarenden een thuis. Er zijn echter Amerikaanse zeearenden opnieuw op de eilanden geïntroduceerd. Slechtvalken maakten een soortgelijke crisis door en maken een comeback.

Inheemse zoogdieren: Op de Kanaaleilanden leven vier inheemse zoogdieren: de eilandvos, de oogstmuis, de eilandhertmuis en het gevlekte stinkdier. De vos en de hertenmuis hebben op hun beurt ondersoorten op afzonderlijke eilanden; elk eiland herbergt daarom afzonderlijke niches.

Het eilandgevlekte stinkdier geeft de voorkeur aan verschillende soorten leefgebieden, afhankelijk van het eiland waarop het leeft. Op het eiland Santa Rosa geeft het stinkdier de voorkeur aan canyons, oevergebieden en open bossen. Op het eiland Santa Cruz daarentegen geven gevlekte stinkdieren de voorkeur aan open grasland vermengd met chaparral. Op beide eilanden spelen ze de rol van roofdier.

Het eilandgevlekte stinkdier en de eilandvos zijn concurrenten voor hulpbronnen op de eilanden. De gevlekte stinkdieren zijn echter meer vleesetend en zijn nachtdieren. Op deze manier kunnen ze naast elkaar bestaan overlappende niches. Dit is een ander voorbeeld van resourcepartitionering.

De eilandvos is bijna uitgestorven. Herstelpogingen hebben de soort teruggebracht.

Reptielen en amfibieën: De zeer gespecialiseerde niches strekken zich uit tot reptielen en amfibieën. Er is één salamandersoort, één kikkersoort, twee niet-giftige slangensoorten en vier hagedissoorten. En toch zijn ze niet op elk eiland te vinden. Er zijn bijvoorbeeld slechts drie eilanden waar de nachthagedis op het eiland leeft.

Vleermuizen bezetten ook niches op de eilanden Santa Cruz en Santa Rosa, waar ze zowel als bestuivers als consumenten van insecten werken. Santa Cruz Island is een thuis voor de grootoorvleermuizen van Townsend.

Vandaag herstellen de eilanden. Ze omvatten nu het Channel Islands National Park en het Channel Islands National Marine Sanctuary, en ecologen blijven de vele wezens volgen die de eilanden hun thuis noemen.

Ecologen hebben zich recentelijk gericht op: niche constructie theorie, waarin wordt beschreven hoe organismen hun omgeving wijzigen om ze beter geschikt te maken als niches. Voorbeelden hiervan zijn het maken van holen, het bouwen van nesten, het creëren van schaduw, het bouwen van beverdammen en andere methoden waarbij organismen hun omgeving aanpassen aan hun behoeften.

Nisconstructie is ontstaan ​​uit bioloog John Odling-Smee. Odling-Smee betoogde dat nicheconstructie moet worden beschouwd als een evolutieproces, een vorm van 'ecologische overerving' die wordt doorgegeven aan afstammelingen in plaats van als een genetische overerving.

Er zijn vier kernprincipes achter de nicheconstructietheorie:

1. Een houdt in: niet-willekeurige wijziging van het milieu door een soort, wat helpt bij hun evolutie.
2. Ten tweede verandert de "ecologische" overerving de evolutie als gevolg van: ouders geven de verandervaardigheden door aan hun nakomelingen.
3. Ten derde, nieuwe kenmerken die zijn: geadopteerd evolutionair belangrijk worden. De omgevingen worden systematisch aangetast.
4. Ten vierde, wat als aanpassing werd beschouwd, is in wezen het resultaat van het feit dat organismen hun omgeving meer complementair maken via nisconstructie.

Een voorbeeld is de uitwerpselen van een zeevogel die leiden tot plantenbemesting en een overgang van kreupelhout naar grasland. Dit is geen opzettelijke aanpassing, maar het heeft implicaties voor de evolutie. De zeevogel zou dus de omgeving aanzienlijk hebben veranderd.

Andere aanpassingen aan de omgeving moeten de selectiedruk op een organisme beïnvloeden. De selectieve feedback is niet gerelateerd aan genen.

Meer voorbeelden van nicheconstructies zijn onder meer nestelende en gravende dieren, gist die zichzelf aanpast om meer fruitvliegjes aan te trekken en de wijziging van schelpen door heremietkreeften. Zelfs door zich te verplaatsen, kunnen organismen de omgeving beïnvloeden en op hun beurt de genenstroom in een populatie beïnvloeden.

Dit wordt op grote schaal gezien bij mensen, die de omgeving zo hebben aangepast aan hun behoeften dat dit tot wereldwijde gevolgen heeft geleid. Dit kan zeker worden bewezen door de overgang van jager-verzamelaars naar agrarische culturen, die het landschap veranderden om voedselbronnen te kweken. Op hun beurt veranderden mensen dieren voor domesticatie.

Ecologische niches bieden een rijke potentiële kennis om te begrijpen hoe soorten omgaan met omgevingsvariabelen. Ecologen kunnen deze informatie gebruiken om meer te weten te komen over het beheer van soorten en het behoud ervan, en hoe plannen te maken voor toekomstige ontwikkeling.