Økologisk nisje: definisjon, typer, viktighet og eksempler

Økologi er studiet av samspillet mellom organismer og deres omgivelser, som omfatter et økosystem. Stedene organismer lever på kalles habitater.

An økologisk nisjederimot er den økologiske rollen en organisme spiller innenfor sitt habitat.

Flere grener av økologi har tatt i bruk begrepet økologisk nisje.

Den økologiske nisje beskriver hvordan en art samhandler i et økosystem. Nisjen til en art avhenger av både biotiske og abiotiske faktorer, som påvirker en arts evne til å overleve og holde ut.

Biotiske faktorer som påvirker en arts nisje inkluderer mattilgjengelighet og rovdyr. Abiotiske faktorer som påvirker økologisk nisje inkluderer temperatur, landskapskarakteristika, næringsstoffer i jorda, lys og andre ikke-levende faktorer.

Et eksempel på en økologisk nisje er gjødselbaggen. Gjødselbille, som navnet antyder, forbruker møkk både i larve- og voksenform. Møkkbiller oppbevarer møkkkuler i huler, og hunner legger egg i dem.

Dette gir klekkede larver øyeblikkelig tilgang til mat. Gjødselbaggen påvirker i sin tur omgivelsene ved å lufte jord og frigjøre fordelaktige næringsstoffer. Derfor utfører møkkbille en unik rolle i omgivelsene.

Definisjonen av en nisje har endret seg siden den ble introdusert for første gang. En feltbiolog ved navn Joseph Grinnell tok det grunnleggende konseptet til nisje og videreutviklet den, og hevdet at en nisje skilte mellom forskjellige arter som okkuperte samme rom. Med andre ord, bare en art kunne ha en bestemt nisje. Han ble påvirket av artsutbredelse.

Økolog Charles Eltons definisjon av nisje fokuserte på rollen til en art, for eksempel dens trofiske rolle. Hans prinsipper la vekt på mer likhet i samfunnet og mindre konkurranse.

I 1957, Zoolog G. Evelyn Hutchinson ga et slags kompromiss av disse tankene. Hutchinson beskrev to former for nisje. De grunnleggende nisje fokusert på forholdene der en art kunne eksistere uten økologiske interaksjoner. De realisert nisjederimot betraktet befolkningens eksistens i nærvær av interaksjoner eller konkurranse.

Vedtakelsen av det økologiske nisjekonseptet har gjort det mulig for økologer å forstå artenes rolle i økosystemer.

Økologer bruker konseptet med den økologiske nisje for å forstå hvordan samfunn forholder seg til miljøforhold, kondisjon, utvikling av egenskaper og rovdyr-byttedyrsinteraksjoner i samfunn. Dette blir stadig viktigere ettersom klimaendringene påvirker samfunnsøkologi.

Økologiske nisjer tillater at arter eksisterer i sitt miljø. Under de rette forholdene vil arten trives og spille en unik rolle. Uten økologiske nisjer ville det være mindre biologisk mangfold, og økosystemet ville ikke være i balanse.

Interspecies konkurranse: Økologer viser til sameksistens når man beskriver økologiske nisjer. To konkurrerende arter kan ikke eksistere i en økologisk nisje. Dette skyldes begrensede ressurser.

Konkurranse påvirker artenes egnethet, og kan føre til evolusjonære endringer. Et eksempel på konkurranse mellom arter er et dyr som fôrer etter pollen eller nektar fra en bestemt planteart og konkurrerer med andre slike dyr.

Når det gjelder noen maurearter, vil insektene konkurrere om reir og byttedyr, samt vann og mat.

Prinsipp for konkurranseutsettelse: Økologer bruker prinsippet om konkurranseekskludering for å forstå hvordan arter eksisterer sammen. Konkurranseutelukkelsesprinsippet tilsier at to arter ikke kan eksistere i samme økologiske nisje. Dette skyldes konkurranse om ressurser i et habitat.

Tidlige forkjemper for prinsippet om konkurranseekskludering var Joseph Grinnell, T. JEG. Storer, Georgy Gause og Garrett Hardin tidlig på midten av 1900-tallet.

Konkurranse i en nisje fører enten til at hver art spesialiserer seg på en annen måte, for ikke å bruke de samme ressursene, eller fører til at en av de konkurrerende artene blir utryddet. Dette er en annen måte å se på naturlig utvalg. Det er to teorier som brukes til å adressere konkurranseekskludering.

I R * Teori, flere arter kan ikke eksistere med de samme ressursene med mindre de skiller mellom nisjer. Når ressurstettheten er på sitt laveste, vil de artsbestandene som er mest begrenset av ressursen bli ekskludert konkurransedyktig.

I P * Teori, kan forbrukere eksistere i høy tetthet på grunn av å ha felles fiender.

Konkurransen utspiller seg selv på mikrobielt nivå. For eksempel hvis Paramecium aurelia og Paramecium caudatum dyrkes sammen, vil de konkurrere om ressurser. P. aurelia vil til slutt innhente P. caudatum og få den til å utryddes.

Gitt at organismer ikke kan eksistere i en boble og derfor naturlig må samhandle med andre arter, kan noen ganger nisjer overlappe hverandre. For å unngå konkurranseekskludering kan lignende arter endres over tid for å bruke forskjellige ressurser.

I andre tilfeller kan de eksistere i samme område, men bruke ressurser til forskjellige tider. Dette scenariet kalles ressurspartisjonering.

Ressurspartisjonering: Partisjonering betyr å skille. Enkelt sagt, arter kan bruke ressursene sine på måter som reduserer utarmning. Dette gjør at arten kan sameksistere og til og med utvikle seg.

Et eksempel på ressurspartisjonering er øgler som anoler, som brukte forskjellige deler av deres overlappende habitater på forskjellige måter. Noen av anolene kan leve på skogbunnen; andre kan leve høyt i baldakinen eller langs kofferten og grenene. Atter andre anoler kan bevege seg bort fra plantemiljøer og leve i ørkener eller nær hav.

Et annet eksempel vil være delfiner og sel, som spiser lignende fiskearter. Hjemmesortimentet deres er imidlertid forskjellig, noe som muliggjør en oppdeling av ressurser.

Et annet eksempel vil være Darwins finker, som over tid har spesialisert seg på nebbformene i evolusjonen. På denne måten var de i stand til å bruke ressursene sine på forskjellige måter.

Flere eksempler på økologiske nisjer eksisterer i forskjellige økosystemer.

For eksempel i knekt granskog av Michigan, opptar Kirtlands sanger et område som er ideelt for fuglen. Fuglene foretrekker å hekke på bakken mellom trærne, ikke i dem, blant liten gjeng.

Men jack furutre må bare være opptil åtte år gammel og rundt 5 meter høyt. Når treet eldes eller vokser høyere, vil ikke Kirtlands sanger trives. Disse høyt spesialiserte typer nisjer kan settes i stor risiko på grunn av menneskelig utvikling.

Ørkenplanter slik som sukkulenter tilpasset tørre økologiske nisjer ved å lagre vann i bladene og vokse lange røtter. I motsetning til de fleste planter, åpner sukkulenter bare stomata om natten for å redusere vanntap fra brennende varme på dagtid.

Termofiler er organismer som trives i ekstreme økologiske nisjer som termiske ventilasjoner med høye temperaturer.

I Sør-California, bare miles unna et av de mest folkerike områdene av bosetning i USA Stater, kjeden av øyer kjent som Kanaløyene, gir et fascinerende økosystem for å studere økologisk nisjer.

Kallenavnet "Galapagos i Nord-Amerika", er dette delikate økosystemet vert for mange planter og dyr. Øyene varierer i størrelse og form, og de gir unike habitater for forskjellige dyr og planter.

Fugler: Flere fugler kaller Kanaløyene hjem, og til tross for overlapping har de klart å okkupere spesielle økologiske nisjer på øyene. For eksempel hekker de kaliforniske brune pelikanene på Anacapa Island i tusenvis. Island scrub jay er unik for Channel Islands.

Fisk: Over 2000 fiskearter lever i vannet rundt disse øyene. Tangesengene under havet gir habitat for både fisk og pattedyr.

Kanaløyene har lidd av innføringen av invasive arter av europeiske bosettere, så vel som fra forurensende stoffer som DDT. Bald eagles forsvant, og tar plass, kongeørn skapte et hjem. Imidlertid har skallet ørn blitt introdusert på øyene. Vandrefalker gjennomgikk en lignende krise og gjør comeback.

Innfødte pattedyr: Fire innfødte pattedyr er bosatt på Kanaløyene: øyreven, høstmus, øyhjortmus og flekkete skunk. Reven og hjortemusen har i sin tur underarter på separate øyer; hver øy har derfor separate nisjer.

Øyens flekkete skunk foretrekker habitat av forskjellige typer, avhengig av øya den lever på. På øya Santa Rosa favoriserer skunk kløfter, elveområder og åpne skogområder. I motsetning til dette, på Santa Cruz Island, foretrekker flekkete stinkdyr åpen gressletter blandet med chaparral. De spiller rollen som rovdyr på begge øyene.

Øyens flekk og øyenrev er konkurrenter om ressursene på øyene. Imidlertid er de flekkete stinkdyrene mer kjøttetende, og de er nattlige. Så på denne måten er de i stand til å eksistere sammen overlappende nisjer. Dette er et annet eksempel på ressurspartisjonering.

Øyreven ble nesten utryddet. Gjenopprettingsinnsats har ført arten tilbake.

Reptiler og amfibier: De høyt spesialiserte nisjene strekker seg til reptiler og amfibier. Det er en salamanderart, en froskeart, to ikke-giftige slangearter og fire firbenarter. Og likevel finnes de ikke på hver øy. For eksempel er det bare tre øyer som er vert for øya nattøgle.

Flaggermus okkuperer også nisjer på øyene Santa Cruz og Santa Rosa, og fungerer både som pollinatorer og forbrukere av insekter. Santa Cruz Island er et hjem for Townsend's big-eared flaggermus.

I dag er øyene i ferd med å komme seg. De utgjør nå Channel Islands National Park og Channel Islands National Marine Sanctuary, og økologer fortsetter å overvåke de mange skapningene som kaller øyene hjem.

Økologer har nylig fokusert på nisje konstruksjonsteori, som beskriver hvordan organismer endrer miljøene sine for å gjøre dem bedre egnet som nisjer. Eksempler på dette inkluderer å lage gravhuller, bygge reir, skape skygge, bygge beverdammer og andre metoder der organismer endrer omgivelsene for å dekke deres behov.

Nisjekonstruksjon oppsto fra biolog John Odling-Smee. Odling-Smee argumenterte for at nisjekonstruksjon skulle betraktes som en evolusjonsprosess, en form for "økologisk arv" som ble gitt videre til etterkommere i stedet for en genetisk arv.

Det er fire hovedprinsipper bak nisjekonstruksjonsteorien:

1. Man involverer ikke-tilfeldig modifikasjon miljøet av en art, noe som hjelper til med å utvikle dem.
2. For det andre endrer den “økologiske” arven evolusjonen pga foreldre som viderefører endringsferdighetene til deres avkom.
3. For det tredje nye egenskaper som er adoptert bli evolusjonært viktig. Miljøene påvirkes systematisk.
4. For det fjerde, det som ble ansett som tilpasning, er i hovedsak et resultat av at organismer gjør miljøene deres mer komplementære via nisjekonstruksjon.

Et eksempel kan være avføring fra en sjøfugl som fører til gjødsling av planter og en overgang fra kratt til gressletter. Dette er ikke en forsettlig tilpasning, men det har medført implikasjoner for evolusjonen. Sjøfuglen ville derfor ha endret miljøet betydelig.

Andre endringer i miljøet må påvirke seleksjonstrykket på en organisme. Den selektive tilbakemeldingen er ikke relatert til gener.

Flere eksempler på nisjekonstruksjon inkluderer hekkende og gravende dyr, gjær som modifiserer seg for å tiltrekke seg flere fruktfluer og modifisering av skall av eremittkrabber. Selv ved å bevege seg rundt, kan organismer påvirke miljøet og igjen påvirke genstrømmen i en populasjon.

Dette sees i stor skala med mennesker, som har endret miljøet så de passer til deres behov at det har ført til verdensomspennende konsekvenser. Dette kan absolutt bevises ved overgangen fra jeger-samlere til agrariske kulturer, som endret landskapet for å heve matkilder. I sin tur endret mennesker dyr for domesticering.

Økologiske nisjer gir rik potensiell kunnskap for å forstå hvordan arter samhandler med miljøvariabler. Økologer kan bruke denne informasjonen til å lære mer om hvordan man forvalter arter og bevarer dem, og hvordan man også kan planlegge for fremtidig utvikling.