Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 84. Заповнення екологічних ніш

Поміркуйте

  • Припустімо, один із двох видів програв міжвидову конкуренцію за екологічну нішу. Як він може існувати далі?

Згадайте

  • Просторова, трофічна й часова екологічні ніші
  • Міжвидова конкуренція

Правило обов'язкового заповнення екологічної ніші

Час від часу в різних місцях проживання виникають вільні ділянки, і з'являються незайняті екологічні ніші. Це може відбуватися з різних причин, наприклад, через повне винищення виду хижаком, спустошення лісу після пожежі, загибель мешканців водойми після скидання стічних вод.

Але екологічна ніша не може бути порожньою. Якщо екологічна ніша порожніє в результаті зникнення якогось виду, то відразу виникає інший вид, який її заповнює. Таке заміщення підтримує структуру біологічного угруповання. Адже випадіння навіть однієї ланки із системи взаємозв'язків може призвести до зникнення всього угруповання.

Екологічне дублювання

Заповнення звільненої екологічної ніші іншим видом, здатним виконувати в угрупованні ті самі функції, що й зниклий вид, називається екологічним дублюванням. Вид, який заміщає, не обов'язково є спорідненим зі зниклим. Нерідко він належить до віддаленого таксона.

Мал. 84.2. Австралійські поштові марки із зображеннями сумчастого вовка й собаки динго. Екологічне дублювання: нічний хижак в Австралії

Масове екологічне дублювання відбулося після вимирання динозаврів у мезозойську еру близько 66 млн років тому: екологічні ніші, що звільнилися, були зайняті рибами, ссавцями і птахами (мал. 84.1).

Сучасним прикладом екологічного дублювання може бути захоплення екологічної ніші австралійського сумчастого вовка. Цей нічний одиночний хижак був винищений через полювання в першій половині XX ст. Зараз схожу екологічну нішу в Австралії займає інший вид — дикий собака динго, який заселив континент разом із першими поселенцями (мал. 84.2). Але нова ніша має деякі відмінності: динго ведуть поодинокий спосіб життя, але можуть полювати у зграї.

Мал. 84.1. Екологічне дублювання: ніша великого швидкого морського хижака

Принцип конкурентного виключення

Як ви вже знаєте з матеріалу попереднього параграфа, якщо екологічні ніші двох видів суттєво перекриваються, то види значною мірою конкурують один з одним. Це явище демонструє принцип конкурентного витіснення Гаузе: два види не можуть займати абсолютно однакові екологічні ніші; у такому разі між видами виникають конкурентні взаємозв'язки, які призводять до витіснення одного виду іншим або до зміни ним екологічної ніші.

Георгій Гаузе сформулював цей принцип 1932 року, вивчаючи конкуренцію між двома видами інфузорій із подібними вимогами до середовища. У разі утримання кожного виду окремо чисельність інфузорій збільшувалася до максимально можливої. А от під час спільного їх перебування чисельність одного виду збільшувалася швидше й пригнічувала ріст чисельності іншого виду (мал. 84.3).

Принцип Гаузе виявився важливим екологічним узагальненням. Він показав, що для співіснування видів у конкурентних угрупованнях необхідні відмінності між їхніми екологічними нішами.

Мал. 84.3. Чисельність двох видів бактерій у разі спільного утримання: вид 1 пригнічує ріст чисельності виду 2

Екологічна диверсифікація

Згідно з принципом конкурентного витіснення Гаузе, вид, що програє міжвидову конкуренцію, може змінити екологічну нішу. Це вигідно для обох видів, оскільки за такої умови не витрачаються ресурси на конкуренцію. Пристосовуючись до нових ніш, види еволюціонують, але вже в іншому напрямку.

Поділ екологічних ніш у результаті міжвидової конкуренції має назву екологічна диверсифікація.

Екологічна диверсифікація між видами, які живуть разом, здійснюється, як правило, за типом їжі, розміщенням у просторі або зрушенням активності в часі. Для значного ослаблення конкуренції достатньо відмінностей навіть за одним із цих параметрів.

Екологічна диверсифікація за типом їжі добре відображена на прикладі з копитними ссавцями африканських саван (див. мал. 83.1, с. 174). Відмінності в просторовому розміщенні можна простежити на прикладі сірого й чорного щурів: один вид живе в підвалах, інший — на горищах. Поділ ніш часто пов'язаний із розподілом активності видів у часі. Наприклад, комахоїдні ластівки й кажани активні в різний час доби.

Практична робота

Аналіз розподілу населення людини на планеті, встановлення справедливості (несправедливості) законів факторіальної екології для людини

1. Розгляньте і порівняйте мапи щільності населення і розподілу температури на Землі (наприклад, https://uk.wikipedia.org/wiki/Клімат, https://uk.wikipedia.org/wiki/Список_країн_за_густотою_населення).

2. Зробіть висновок, чи діє закон екологічного оптимуму для людини, якщо оптимальна температура +20-25 °С, нижня межа оптимуму +15°С, верхня межа оптимуму +28 °С.

Ключова ідея

Звільнена екологічна ніша не залишається порожньою, а відразу ж заповнюється іншим видом, що виконує в угрупованні ті самі функції. Два види з однаковими екологічними нішами не можуть населяти одне місце проживання; за такої умови один із них витісняється або змінює нішу. Конкуренція є потужним еволюційним фактором, що призводить до екологічної диверсифікації видів.

Запитання та завдання

1. Поясніть, чому для існування біологічного угруповання дуже важливим є заповнення звільнених екологічних ніш. 2. Чому різні види не можуть займати ту саму екологічну нішу? 3. Чому міжвидова конкуренція є потужним еволюційним фактором? 4. Чи може екологічна диверсифікація спричинити утворення нових видів?