Экологическая ниша

Экологическая ниша — это совокупность всех факторов среды (абиотических и биотических), в пределах которых возможно существование вида в природе. Это понятие включает не только физическое пространство, занимаемое организмом (местообитание), но и его функциональную роль в экосистеме (трофический уровень, время активности, взаимоотношения с другими видами).

Понятие экологической ниши особенно важно при изучении взаимоотношений экологически близких видов, относящихся к одному трофическому уровню.

История концепции

  • Термин «экологическая ниша» был предложен американским зоологом Джозефом Гриннеллом в 1917 году. Он использовал его для характеристики пространственного распределения видов, то есть ниша понималась как понятие, близкое к местообитанию.
  • Позднее, в 1927 году, британский эколог Чарльз Элтон определил экологическую нишу как положение вида в сообществе, подчеркнув особую важность трофических (пищевых) связей. В его трактовке ниша — это «профессия» вида в экосистеме.
  • Ещё в конце XIX — начале XX веков многие натуралисты эмпирически заметили, что два вида, экологически близкие и занимающие сходное положение, не могут устойчиво сосуществовать на одной территории. Это наблюдение позже получило название «принцип конкурентного исключения».
  • Данный принцип нашёл математическое подтверждение в модели конкуренции двух видов за один ресурс, разработанной Вито Вольтеррой, и был блестяще доказан в экспериментальных работах советского биолога Георгия Францевича Гаузе с инфузориями (принцип Гаузе).

Современное понимание

Современная концепция экологической ниши сформировалась на основе модели, предложенной американским экологом Джорджем Эвелинном Хатчинсоном в 1957–1965 годах.

Согласно этой модели, экологическую нишу вида можно представить как часть воображаемого многомерного пространства (гиперобъёма), где каждое измерение (ось) соответствует определённому фактору, необходимому для существования вида:

Фундаментальная ниша — это весь диапазон условий, в котором вид теоретически мог бы существовать. Реализованная ниша — это та часть фундаментальной ниши, которую вид фактически занимает в присутствии конкурентов и других ограничивающих биотических факторов.

Механизмы сосуществования видов

Расхождение экологических ниш разных видов (нишевая дифференциация) происходит в основном за счёт:

  • Приуроченности к разным местообитаниям (микростациям).
  • Потребления разной пищи или разных частей одного ресурса.
  • Активности в разное время (суточное или сезонное разделение).

Для количественного описания ниш в экологии разработаны методы оценки:

  • Ширины экологической ниши — показывает диапазон используемых ресурсов (вид-специалист vs вид-генералист).
  • Степени перекрывания ниш разных видов — указывает на потенциальную силу конкуренции между ними.

Современный контекст

Концепция экологической ниши остаётся краеугольным камнем современной экологии и эволюционной биологии. Сегодня её активно используют в моделях, предсказывающих:

Кроме того, представление о нише как о многомерном гиперпространстве легло в основу методов математического моделирования и анализа больших экологических данных (нишевое моделирование).