Ökológiai tároló

Ökológiai rés – egy biocenózisban lévő faj  által elfoglalt hely , beleértve a biocenotikus kapcsolatainak és a környezeti tényezőkkel szembeni követelményeknek a komplexumát . [1] A kifejezést 1914-ben J. Grinnell, 1927-ben Charles Elton vezette be [2] . Grinnell definícióját jelenleg térbeli résnek szokták nevezni (a kifejezés jelentése közelebb áll az élőhely fogalmához ), Elton definícióját pedig trofikus résnek (az ökológiai rés egy adott faj létezésére vonatkozó tényezők összessége, amelyek közül a legfontosabb az élelmiszerláncban elfoglalt helye ) [3] . Jelenleg J. E. Hutchinson [4] [5] hipertérfogat-modellje dominál . A modellt n-dimenziós kockaként mutatjuk be, melynek tengelyein a környezeti tényezőket ábrázoljuk. A fajnak minden tényezőre van egy tartománya, amelyben létezhet ( ökológiai vegyérték ). Ha az egyes faktortengelyek tartományainak szélső pontjaiból vetületeket rajzolunk, akkor egy n-dimenziós ábrát kapunk, ahol n  a faj szempontjából jelentős ökológiai tényezők száma. A modell többnyire spekulatív, de jó képet ad az ökológiai rést illetően [6] . Hutchinson [7] szerint az ökológiai rés lehet:

Modell feltevések:

  1. Az egyik tényezőre adott válasz nem függ egy másik tényező hatásától;
  2. A tényezők függetlensége egymástól;
  3. A fülkén belüli tér homogén, ugyanolyan előnyösséggel.

Ez a különbség azt hangsúlyozza, hogy a fajok közötti versengés a termékenység és az életképesség csökkenéséhez vezet, és előfordulhat, hogy egy alapvető ökológiai résnek van egy része, ahol a fajok a fajok közötti versengés következtében már nem tud sikeresen élni és szaporodni. A faj alapvető résének ez a része hiányzik a megvalósult résből [8] . Így egy megvalósult rés mindig az alapvető résbe kerül, vagy azzal egyenlő.

A versenykizárás elve

A versengő kirekesztés elvének, más néven Gause - elvnek a lényege, hogy minden fajnak megvan a maga ökológiai rése [9] . Két különböző faj nem foglalhatja el ugyanazt az ökológiai rést. Az így megfogalmazott Gause-elvet bírálták. Például ennek az elvnek az egyik híres ellentmondása a „ plankton paradoxon ”. A planktonokhoz kapcsolódó összes élőlény nagyon korlátozott helyen él, és ugyanolyan erőforrásokat fogyaszt (főleg a napenergiát és a tengeri ásványi anyagokat). Az ökológiai rés több fajra való felosztásának problémájának modern megközelítése azt jelzi, hogy bizonyos esetekben két faj osztozhat egy ökológiai résen, míg más esetekben egy ilyen kombináció az egyik faj kihalásához vezet.

Általánosságban elmondható, hogy ha egy bizonyos erőforrásért folyó versenyről beszélünk, a biocenózisok kialakulása az ökológiai rések szétválásával és a fajok közötti verseny szintjének csökkenésével jár [10] [11] : 423. o . Ezzel az opcióval a versenykizárási szabály a fajok térbeli (néha funkcionális) elkülönítését jelenti a biocenózisban. Az abszolút elmozdulást az ökoszisztémák részletes tanulmányozásával szinte lehetetlen rögzíteni [11] : 423.

Gause a Paramecium caudatum , P. aurelia , P. bursaria csillósállatokkal végzett munkája során fogalmazta meg a versenykizárás elvét . Mindhárom faj jól nőtt monokultúrában, és folyékony közeggel ellátott kémcsövekben stabil populációsűrűséget ért el. A csillósokat rendszeresen hozzáadott zabpehelyen szaporodó baktérium- vagy élesztősejtek táplálták. Amikor azonban ténylegesen modellezett egy ökológiai rést a P. caudatum és a P. aurelia együttes termesztésével, kiderült, hogy a P. aurelia kiszorította a P. caudatumot . Együtt termesztve a P. caudatum és a P. bursaria együtt él, de kisebb sűrűségben, mint a monokultúrában. Mint kiderült, a kémcsőben térben elkülönültek a P. bursaria  - a kémcső alján és élesztővel, míg a P. caudatum  - a tetején és baktériumokkal táplálkoztak.

Azóta a versenykizárás elve, amely kimondja, hogy „komplett versenytársak nem létezhetnek a végtelenségig”, az elméleti ökológia egyik fő tételévé vált. Így, ha két faj együtt él, akkor bizonyos ökológiai különbségnek kell lennie közöttük, ami azt jelenti, hogy mindegyiknek megvan a maga speciális rése.

Egy jobban alkalmazkodó fajjal versenyezve a kevésbé alkalmazkodó versenytárs elveszíti a realizált rést. A versenyből való kilépés tehát a környezettel szemben támasztott követelmények eltérésével, életmódváltással, más szóval a fajok ökológiai réseinek lehatárolásával valósul meg. Ebben az esetben megszerzik azt a képességet, hogy egy biocenózisban együtt éljenek. Így Dél-Florida partjainál számos gém él a mangrove-erdőkben, és gyakran akár kilenc különböző faj is táplálkozik ugyanazon a halakon. Ugyanakkor gyakorlatilag nem zavarják egymást, mivel viselkedésükben - mely vadászterületeken preferálnak és hogyan fognak halat - olyan adaptációkat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy különböző fülkéket foglalhassanak el ugyanazon a halon belül.

Ha azonban azt akarjuk kideríteni, hogy a versenykizárás elve működik-e egy adott helyzetben, nagyon komoly módszertani problémába ütközhetünk. Vegyük például a szalamandra esetét Hairston munkájában. Ebben a példában két szárazföldi szalamandrafaj , a Plethodon glutinosus és a Plethodon jordani található az Egyesült Államok déli Appalache-hegységében. A P. jordani általában magasabb tengerszint feletti magasságban található, mint a P. glutinosus , de egyes területeken elterjedési területük átfedésben volt. Fontos szempont, hogy mindkét faj egyedei kezdetben egy másik faj káros hatásait tapasztalták. Az egyik faj eltávolítása után a fennmaradó fajok abundanciája és (vagy) termékenysége és (vagy) túlélése jelentős növekedést mutatott. Ebből az következik, hogy a kontroll parcellákon és a közös élőhely más helyein ezek a fajok általában versenyeztek egymással, de mégis léteztek.

A két faj verseng és együtt él; a versenykizárás elvének megfelelően feltételezhető, hogy ez a résfelosztásnak köszönhető. Ez egy teljesen elfogadható feltevés, de amíg egy ilyen felosztást fel nem fedeznek vagy megerősítenek, hogy megszünteti a fajok közötti versengés feszültségét, ez nem marad más, mint feltételezés. Így amikor két versenytárs együttélését figyeljük, gyakran nehéz megállapítani, hogy a réseik különállóak, és lehetetlen bizonyítani az ellenkezőjét. Ha az ökológus nem észleli a rések felosztását, akkor ez egyszerűen azt jelentheti, hogy rossz helyen vagy rossz módon kereste. A XX. században a versenykizárás elve az azt alátámasztó bizonyítékok bősége miatt széles körben elfogadottá vált; néhány elméleti előfeltétel megléte, amelyek mellette tanúskodnak, például a Lotka-Volterra modell (de maga ez a modell nagymértékben ideális és szinte alkalmatlan a zavartalan ökoszisztémákra [11] : str. 355 ).

Azonban mindig lesznek olyan esetek, amikor nem lehet ellenőrizni. Ezenkívül vannak olyan esetek, amikor a Gause-elv egyszerűen nem érvényesül. Például a „plankton paradoxon”. Valójában a versengő fajok közötti egyensúly többször is felborulhat, és az előny egyik fajról a másikra száll át; így az együttélés egyszerűen a környezeti feltételek megváltoztatásával lehetséges. Ezt az érvet használta Hutchinson (1961) a „plankton paradoxon” magyarázatára. A paradoxon az, hogy a plankton organizmusok számos faja gyakran él együtt egy egyszerű környezetben, ahol úgy tűnik, hogy kevés a hely a rés elválasztására. Hutchinson azt javasolta, hogy a környezet, bár nagyon egyszerű, folyamatosan különféle változásokon megy keresztül, különösen szezonálisan. Egy adott faj kiszorulásához tetszőleges időszakban hozzájárulhatnak a környezeti viszonyok, de ezek a viszonyok megváltoznak, és még mielőtt az adott faj végleg kiszorulna, kedvezően alakulhatnak létének. Más szóval, a kompetitív kölcsönhatások kimenetele egyensúlyi állapotban nem játszhat döntő szerepet, ha a környezeti feltételek általában jóval az egyensúly elérése előtt megváltoznak. És mivel minden környezet változékony, a versenytársak közötti egyensúlynak folyamatosan meg kell változnia, és gyakran megfigyelhető az együttélés a fülkék olyan felosztásával, hogy stabil körülmények között valamelyik faj kizárható. Számos hipotézist terjesztettek elő ennek a paradoxonnak a feloldására:

Emellett gondot jelent a valódi ökológiai rés adekvát meghatározása, vagyis a kutató számára úgy tűnhet, hogy a fajok a tényezők terében keresztezik egymást, de valójában a fajok egymás mellett is létezhetnek a fel nem vett tényezők miatt. Ebben a tekintetben nagyon jelzésértékű M. Gilpin „Eszik-e a nyulak hiúzt?” című munkája. a kanadai szőrmekitermelés statisztikai adatainak tanulmányozásában [12] .

Vernadsky állandósági törvénye

A természetben lévő élőanyag mennyisége (egy adott geológiai időszakra vonatkoztatva) állandó.

E hipotézis szerint a bioszféra egyik régiójában az élőanyag mennyiségének bármilyen változását egy másik régióban kell kompenzálni. Igaz, a fajfogyás posztulátumai szerint a magasan fejlett fajokat és ökoszisztémákat leggyakrabban alacsonyabb szintű evolúciós objektumok váltják fel. Emellett megtörténik az ökoszisztémák fajösszetételének ruderalizációs folyamata, az ember számára „hasznos” fajok helyébe kevésbé hasznos, semleges vagy éppen káros fajok lépnek.

Ennek a törvénynek a következménye az ökológiai fülkék kötelező kitöltésének szabálya. (Rosenberg et al., 1999)

Az ökológiai rés kötelező kitöltésének szabálya

Az ökológiai rés nem lehet üres. Ha egy fülke egy faj kihalása következtében üres, akkor azonnal megtelik egy másik fajjal.

Az élőhely általában különálló területekből ("foltokból") áll, kedvező és kedvezőtlen adottságokkal; ezek a foltok gyakran csak átmenetileg állnak rendelkezésre, és időben és térben is kiszámíthatatlanul jelentkeznek.

Élőhely-hézagok vagy hézagok sok élőhelyen beláthatatlanul előfordulnak. A tüzek vagy földcsuszamlások pusztaság kialakulásához vezethetnek az erdőkben; egy vihar kitárhatja a tengerpart egy nyílt szakaszát, és a falánk ragadozók bárhol kiirthatják a potenciális áldozatokat. Ezeket az üres telkeket változatlanul újra benépesítik. A legelső telepesek azonban nem feltétlenül azok a fajok lesznek, amelyek hosszú ideig képesek sikeresen felvenni a versenyt más fajokkal és kiszorítani őket. Emiatt a tranziens és kompetitív fajok együttélése addig lehetséges, amíg megfelelő gyakorisággal jelennek meg a lakatlan területek. Egy átmeneti faj általában először benépesít egy szabad területet, kifejleszti és szaporodik. Egy versenyképesebb faj lassan benépesíti ezeket a területeket, de ha a gyarmatosítás megkezdődött, akkor idővel legyőzi az átmeneti fajokat és elszaporodik. (Bigon et al., 1989)

Humán ökológiai rés

Az ember, mint biológiai faj, elfoglalja saját ökológiai rését. Egy személy a trópusokon és a szubtrópusokon élhet, akár 3-3,5 km-es tengerszint feletti magasságban. A valóságban jelenleg az ember sokkal nagyobb terekben él. Az ember egy szabad ökológiai rést terjesztett ki különféle eszközök használatával: lakás, ruházat, tűz stb.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Pocheville, A., 2015. The Ecological Niche: History and Recent Controversies Archivált : 2020. november 8., a Wayback Machine , in: Heams, T., Huneman, P., Lecointre, G., Silberstein, M. (szerk.) , Handbook of Evolutionary Thinking in the Sciences. Springer, Dordrecht, pp. 547-586. doi:10.13140/RG.2.1.3205.8405
  2. ↑ A környezet ökológiája (hozzáférhetetlen link) . Letöltve: 2010. november 13. Az eredetiből archiválva : 2009. december 1.. 
  3. ↑ Odum Yu. Ökológia: 2 kötetben - Per. angolról. — M.:. Mir, 1986. 1. köt. — 328 p. T.2. — 376 p.
  4. ↑ Hutchinson GE Befejező megjegyzések // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 1957. No. 22. P. 415-427. Újranyomva 1991-ben: Klasszikusok az elméleti biológiában. Bika. a Math. Biol. 53:193-213.
  5. ↑ Gilyarov A. M. Népességökológia: Tankönyv. - M .: Moszkvai Állami Egyetem Kiadója, 1990-191 p.
  6. ↑ Giller P. Közösségszerkezet és ökológiai rés. — M.: Mir, 1988. — 184 p.
  7. ↑ V. Grant. Az élőlények evolúciója. M.: Mir. 22. fejezet (nem elérhető hivatkozás) . Letöltve: 2010. október 29. Az eredetiből archiválva : 2011. május 9.. 
  8. ↑ Bigon M., Harper J., Townsend K. Ökológia. Egyének, populációk és közösségek. 1. kötet. - M .: Mir, 1989. - 667 p.
  9. ↑ Rosenberg G.S., Mozgovoy D.P., Gelashvili D.B. Ecology. A modern ökológia elméleti konstrukcióinak elemei. (Tutorial) Samara: SNC RAS, 1999-396 p.
  10. ↑ Verseny // Biológiai enciklopédikus szótár / fejezetek. szerk. M. S. GILYAROV - M .: Szovjet Enciklopédia, 1986. - S. 277.
  11. ↑ 1 2 3 Shilov I. A. Ökológia. - M .: Felsőiskola, 1997. - 512 p.
  12. ↑ Gilpin M.E. Eszik a nyulak hiúzt? // Az amerikai természettudós. 1973. V.107., 957. sz. P. 727-730.
 föld
A Föld története Föld bolygó
A Föld fizikai tulajdonságai
A Föld héjai
Földrajz
és geológia
Környezet
Lásd még
  • " Természet " kategória
  • "Tudomány" portál