Ekologický výklenok: definícia, typy, dôležitosť a príklady

Ekológia je štúdium interakcií medzi organizmami a ich prostredím, ktoré tvoria ekosystém. Miesta, kde organizmy žijú, sa nazývajú biotopy.

An ekologický výklenok, na rozdiel od toho, je ekologická úloha, ktorú organizmus hrá v rámci svojho biotopu.

Koncepciu prijalo niekoľko odvetví ekológie ekologický výklenok.

Ekologická nika popisuje, ako druh interaguje v ekosystéme. Nika druhu závisí od biotických aj abiotických faktorov, ktoré ovplyvňujú schopnosť druhu prežiť a vydržať.

Biotické faktory ovplyvňujú niku druhu, zahŕňajú dostupnosť potravy a predátorov. Abiotické faktory ovplyvňujúce ekologické miesto zahŕňajú teplotu, charakteristiky krajiny, živiny v pôde, svetlo a ďalšie neživé faktory.

Príkladom ekologického výklenku je trus. Hnojný chrobák, ako už jeho názov napovedá, konzumuje trus v larválnej aj dospelej podobe. Hnojné chrobáky ukladajú hnojové gule do nôr a samice do nich kladú vajíčka.

To umožňuje vyliahnutým larvám okamžitý prístup k potrave. Hnojný chrobák zas ovplyvňuje okolité prostredie prevzdušňovaním pôdy a opätovným uvoľňovaním prospešných živín. Preto chrobák plní vo svojom prostredí jedinečnú úlohu.

Definícia výklenku sa od svojho prvého zavedenia zmenila. Poľný biológ menom Joseph Grinnell vzal základnú koncepciu výklenku a ďalej ju rozvinul a tvrdil, že výklenok rozlišuje medzi rôznymi druhmi, ktoré zaberajú rovnaký priestor. Inými slovami, iba jeden druh mohol mať konkrétnu niku. Bol ovplyvnený druhovou distribúciou.

Definícia výklenku ekológa Charlesa Eltona sa zamerala na úlohu druhu, napríklad na jeho trofickú úlohu. Jeho zásady zdôrazňovali viac podobnosť komunity a menej pozornosti konkurencia.

V roku 1957 zoológ G. Evelyn Hutchinson poskytla akýsi kompromis týchto myšlienkových smerov. Hutchinson opísal dve formy výklenku. The zásadný výklenok zameraná na podmienky, v ktorých by druh mohol existovať bez ekologických interakcií. The realizovaný výklenok, na rozdiel od toho, považoval existenciu populácie za prítomnosti interakcií alebo konkurencie.

Prijatie koncepcie ekologického výklenku umožnilo ekológom pochopiť úlohy druhov v ekosystémy.

Ekológovia používajú koncept ekologického výklenku na pochopenie toho, ako spoločenstvá súvisia s podmienkami prostredia, zdatnosťou, vývojom vlastností a interakciami predátorov a koristi v spoločenstvách. S dopadom zmeny podnebia je to čoraz dôležitejšie ekológia komunity.

Ekologické výklenky umožňujú, aby druhy existovali v ich prostredí. Za správnych podmienok bude druh prosperovať a bude hrať jedinečnú úlohu. Bez ekologických výklenkov by bola menšia biodiverzita a ekosystém by nebol v rovnováhe.

Medzidruhová súťaž: Ekológovia sa odvolávajú na spolužitie pri opise ekologických výklenkov. Dva konkurenčné druhy nemôžu existovať v jednom ekologickom výklenku. Je to kvôli obmedzeným zdrojom.

Konkurencia ovplyvňuje vhodnosť druhov a môže viesť k vývojovým zmenám. Príkladom medzidruhovej konkurencie je zviera, ktoré zháňa peľ alebo nektár z konkrétneho druhu rastliny a súťaží s inými takýmito zvieratami.

V prípade niektorých druhov mravcov bude hmyz súťažiť o hniezda a korisť, ako aj o vodu a potravu.

Princíp konkurenčného vylúčenia: Ekológovia používajú princíp konkurenčného vylúčenia na to, aby pochopili, ako druhy koexistujú. Princíp konkurenčného vylúčenia vyžaduje, aby dva druhy nemohli existovať v rovnakom ekologickom výklenku. Je to spôsobené konkurenciou o zdroje v biotopoch.

Prvými šampiónmi princípu vylúčenia z konkurencie boli Joseph Grinnell, T. I. Storer, Georgy Gause a Garrett Hardin na začiatku a v polovici 20. storočia.

Konkurencia vo výklenku vedie buď k tomu, že sa každý druh špecializuje iným spôsobom, aby sa nevyužili rovnaké zdroje, alebo vedie k vyhynutiu jedného z konkurenčných druhov. Toto je ďalší spôsob pohľadu na prírodný výber. Existujú dve teórie používané na riešenie konkurenčného vylúčenia.

V R * Teória, viaceré druhy nemôžu existovať s rovnakými zdrojmi, pokiaľ nerozlišujú svoje výklenky. Keď je hustota zdrojov najnižšia, populácie druhov, ktoré sú najviac obmedzené zdrojom, budú konkurenčne vylúčené.

V P * Teóriamôžu spotrebitelia existovať s vysokou hustotou kvôli zdieľaniu nepriateľov.

Konkurencia sa odohráva aj na mikrobiálnej úrovni. Napríklad ak Paramecium aurelia a Paramecium caudatum sa pestujú spolu, budú sa uchádzať o zdroje. P. aurelia nakoniec predbehne P. caudatum a spôsobí to, že vyhynie.

Vzhľadom na skutočnosť, že organizmy nemôžu existovať v bubline, a preto musia prirodzene interagovať s inými druhmi, sa výklenky môžu občas prekrývať. Aby sa zabránilo konkurenčnému vylúčeniu, môžu sa podobné druhy v priebehu času meniť, aby využili rôzne zdroje.

V iných prípadoch môžu existovať v rovnakej oblasti, ale využívajú zdroje v rôznom čase. Tento scenár sa nazýva rozdelenie zdrojov.

Rozdelenie zdrojov: Rozdelenie znamená rozdelenie. Jednoducho povedané, druhy môžu využívať svoje zdroje spôsobmi, ktoré znižujú vyčerpanie. Toto umožňuje tomuto druhu koexistovať a dokonca sa vyvíjať.

Príkladom rozdelenia zdrojov je jašterica ako anolis, ktorá rôznymi spôsobmi využívala rôzne časti svojich prekrývajúcich sa biotopov. Niektoré z anól môžu žiť na lesnom poschodí; iné by mohli žiť vysoko v baldachýne alebo pozdĺž kmeňa a konárov. Ešte ďalšie anoly sa môžu vzdialiť z rastlinného prostredia a žiť v púšti alebo v blízkosti oceánov.

Ďalším príkladom by mohli byť delfíny a tulene, ktoré jedia podobné druhy rýb. Ich domovské rozsahy sa však líšia, čo umožňuje rozdelenie zdrojov.

Ďalším príkladom by mohli byť Darwinove pinky, ktoré v priebehu času špecializovali svoje tvary zobákov na svoj vývoj. Takto mohli využívať svoje zdroje rôznymi spôsobmi.

Niekoľko príklady ekologických výklenkov existujú v rôznych ekosystémoch.

Napríklad v zdviháku borovicový les Michiganu, peničník Kirtlandský, zaberá oblasť ideálne vhodnú pre vtáky. Vtáky uprednostňujú hniezdenie na zemi medzi stromami, nie v nich, medzi malým podrastom.

Ale borovica jacková musí byť stará iba osem rokov a vysoká asi 5 stôp. Len čo strom zostarne alebo vyrastie, peničník Kirtlandský nebude prosperovať. Tieto vysoko špecializované druhy výklenkov môžu byť kvôli ľudskému vývoju vystavené veľkému riziku.

Púštne rastliny ako sú sukulenty prispôsobené suchým ekologickým výklenkom tým, že zadržiavajú vodu v listoch a rastú dlhé korene. Na rozdiel od väčšiny rastlín, sukulenty otvárajú svoje prieduchy iba v noci, aby sa znížili straty vody z pripáleného denného tepla.

Termofily sú organizmy, ktorým sa darí v extrémnych ekologických výklenkoch, ako sú napríklad tepelné prieduchy s vysokými teplotami.

V južnej Kalifornii, len pár kilometrov od jednej z najľudnatejších oblastí ľudského osídlenia v Spojených štátoch Štáty, reťaz ostrovov známych ako Normanské ostrovy, poskytuje fascinujúci ekosystém pre štúdium ekologie výklenky.

Tento chúlostivý ekosystém s prezývkou „Galapágy v Severnej Amerike“ hostí mnoho rastlín a živočíchov. Ostrovy sa líšia veľkosťou a tvarom a poskytujú jedinečné biotopy pre rôzne zvieratá a rastliny.

Vtáky: Niekoľko vtákov nazýva Normanské ostrovy domovom a každému sa napriek ich vzájomnému prekrytiu podarilo obsadiť na ostrovoch špeciálne ekologické výklenky. Napríklad pelikán kalifornský hnedý hniezdi na ostrove Anacapa po tisícoch. Sojka obyčajná je pre Normanské ostrovy jedinečná.

Ryby: Vo vodách okolo týchto ostrovov žije viac ako 2 000 druhov rýb. Riasy pod oceánom poskytujú biotop pre ryby aj cicavce.

Normanské ostrovy trpeli zavlečením inváznych druhov európskymi osadníkmi, ako aj škodlivinami, ako je DDT. Orly bielohlavé zmizli a na ich mieste si zlaté orly vytvorili domov. Na ostrovy však boli znovu nasadení orly bielohlavé. Sokoly sťahovavé prešli podobnou krízou a vracajú sa na scénu.

Pôvodné cicavce: Na Normanských ostrovoch žijú štyri pôvodné cicavce: líška ostrovná, myšiak úlovkový, jeleň ostrovný a škvrnitý skunk. Líška a myš jeleňa majú zasa poddruh na samostatných ostrovoch; každý ostrov preto hostí samostatné výklenky.

Skunk ostrovný preferuje biotop rôznych typov v závislosti od ostrova, na ktorom žije. Na ostrove Santa Rosa uprednostňujú skunky kaňony, pobrežné oblasti a otvorené lesy. Naproti tomu na ostrove Santa Cruz škvrnité skunky uprednostňujú otvorené trávne porasty zmiešané s chaparralmi. Na oboch ostrovoch plnia úlohu predátora.

Skunk ostrovný a ostrovná líška sú konkurenciou zdrojov na ostrovoch. Škvrnité skunky sú však viac mäsožravé a sú nočné. Takže týmto spôsobom sú schopní koexistovať v prekrývajúce sa výklenky. Toto je ďalší príklad rozdelenia prostriedkov.

Líška ostrovná takmer vyhynula. Úsilie o zotavenie vrátilo tento druh späť.

Plazy a obojživelníky: Vysoko špecializované výklenky sa rozširujú na plazy a obojživelníky. Existuje jeden druh mloka, jeden druh žaby, dva druhy jedovatého hada a štyri druhy jašterice. Napriek tomu sa nenachádzajú na každom ostrove. Napríklad iba tri ostrovy sú hostiteľom ostrovného nočného jaštera.

Netopiere tiež obsadzujú výklenky na ostrovoch Santa Cruz a Santa Rosa a pracujú ako opeľovače aj ako konzumenti hmyzu. Ostrov Santa Cruz je domovom Townsendových netopierov.

Dnes sa ostrovy zotavujú. Teraz tvoria Národný park Normanské ostrovy a Národná morská svätyňa Normanských ostrovov a ekológovia naďalej monitorujú množstvo tvorov, ktoré ostrovy nazývajú domovom.

Ekológovia sa v poslednej dobe zamerali na teória konštrukcie výklenku, ktorý popisuje, ako organizmy menia svoje prostredie tak, aby sa lepšie hodili do výklenkov. Príklady zahŕňajú výrobu nôr, stavanie hniezd, vytváranie tieňov, stavanie bobrích hrádzí a ďalšie metódy, pri ktorých organizmy menia svoje okolie tak, aby vyhovovalo ich potrebám.

Výklenková konštrukcia vzišla z biológa Johna Odling-Smee. Odling-Smee tvrdil, že výstavba výklenkov by sa mala považovať za proces evolúcie, teda za formu „ekologickej dedičnosti“, ktorá sa prenáša na potomkov, a nie za genetické dedičstvo.

Za teóriou konštrukcie výklenku stoja štyri základné princípy:

1. Jeden zahŕňa nenáhodná modifikácia životného prostredia druhom pomáha pri ich vývoji.
2. Po druhé, „ekologické“ dedičstvo mení vývoj v dôsledku rodičia odovzdávajú pozmeňujúce schopnosti ich potomkom.
3. Po tretie, nové vlastnosti, ktoré sú prijatý stať sa evolučne významnými. Prostredie je ovplyvňované systematicky.
4. Po štvrté, to, čo sa považovalo za adaptáciu, je v zásade výsledkom toho, že organizmy vytvárajú svoje prostredie viac komplementárne konštrukcia výklenku.

Príkladom môžu byť výkaly morských vtákov, ktoré vedú k hnojeniu rastlín a prechodu z krovín na trávnaté porasty. Nejde o zámerné prispôsobenie, ale prinieslo to dôsledky pre vývoj. Morský vták by preto výrazne zmenil prostredie.

Ostatné úpravy životného prostredia musia ovplyvňovať selekčný tlak na organizmus. Selektívna spätná väzba nesúvisí s génmi.

Medzi ďalšie príklady konštrukcie výklenkov patria hniezdenie a hrabanie zvierat, kvasnice, ktoré sa sami upravujú, aby prilákali viac ovocných múch, a úprava škrupín pustovníkmi. Aj pohybom môžu organizmy ovplyvňovať životné prostredie a následne ovplyvňovať tok génov v populácii.

Je to vidieť vo veľkom meradle u ľudí, ktorí zmenili prostredie tak, aby vyhovovalo ich potrebám, čo viedlo k celosvetovým následkom. To sa určite dá dokázať prechodom od lovcov a zberačov k agrárnym kultúram, ktoré zmenili krajinu s cieľom získať zdroje potravy. Ľudia zase zmenili zvieratá na domestikáciu.

Ekologické niky ponúkajú bohaté potenciálne vedomosti pre pochopenie toho, ako druhy interagujú s environmentálnymi premennými. Ekológovia môžu tieto informácie použiť na získanie ďalších informácií o tom, ako riadiť druhy a ich konzerváciu a ako plánovať budúci vývoj.