Любому виду необходима определенная совокупность условий среды обитания: абиотических и биотических факторов. Экологическую нишу можно считать следствием адаптации к существованию в экосистеме. В сложной системе взаимоотношений с экологическими факторами среды каждый вид занимает определенное место — экологическую нишу.
Понятие экологической ниши
Экологическая ниша — характеристика вида, а не места, которое он заселяет. Об этом говорил американский эколог Одум (1959 г.), определяя экологическую нишу как положение вида в экосистеме, обусловленное его адаптацией, а не местом проживания. Он подчеркивал, что экологическая ниша организма определяется тем, что он делает, а не тем, где он живет. Его афоризм (экологическая ниша — «профессия» вида, а место проживания — его «адрес») четко отмежевал эти понятия. Например, в саваннах Африки встречаются несколько видов травоядных копытных млекопитающих. Обитают они на одной территории, но по-разному используют кормовые ресурсы, то есть занимают разные экологические ниши. Другой пример — в разных экосистемах различные виды могут иметь подобные взаимосвязи с абиотическими и биотическими факторами, то есть занимать одинаковую экологическую нишу.
Экологическая ниша — это положение вида в экосистеме, которое характеризуется его биотическими связями и требованиями к абиотическим факторам окружающей среды.
Ученые в области экологии предложили рассматривать экологическую нишу как сумму связей организмов определенного вида с абиотическими условиями среды и с организмами других видов. Графически экологическую нишу можно определить как пространство в системе координат.
Для каждого вида характерна фундаментальная экологическая ниша — комплекс экологических факторов, необходимых для определенного вида при отсутствии конкуренции. Реальная экологическая ниша — которая доступна для вида в присутствии его конкурентов. Это разнообразие абиотических условий и видов, которые выступают ресурсом и средой обитания для других (хищников, паразитов и т.д.)
А что будет с экологической нишей, если определенный вид исчезнет из экосистемы? При вымирании одного вида другой вид вследствие естественного отбора адаптируется к условиям освобожденной ниши, то есть в экосистеме является верным правило об обязательном заполнении экологической ниши: каждый вид характеризуется определенной экологической нишей, все экологические ниши экосистемы являются заполненными.
Параметры экологической ниши
Каждому виду свойственна своя экологическая ниша, характеризующееся диапазоном ресурсов, в частности пространственным распределением особей (приуроченность к определенному виду субстрата, ярусу и т.д.), местом в трофической сетке экосистемы, отношением к абиотическим факторам (температуpa, влажность и т.д.), интенсивностью использования ресурсов среды (суточная , сезонная активность вида и т.д.). Поэтому одним из параметров является ширина экологической ниши — относительный параметр, который оценивают путем сравнения с экологической нишей других видов. Существуют виды с широкими и узкими экологическими нишами, соответственно экологически пластичные и экологически непластичные виды (вы ознакомились с ними в статье Стратегии адаптации организмов).
На ширину экологической ниши влияет конкуренция. Ч. Р. Дарвин, описывая в своей работе формы борьбы за существование, особое внимание уделил конкуренции между организмами. Конкуренцией называют взаимодействие организмов (одного или разных видов), проявляется как взаимное подавление друг друга и возникает из-за того, что им нужен тот же самый ресурс. В природе особи каждого вида одновременно подвергаются внутривидовой и межвидовой конкуренции, которые вызывают противоположные экологические последствия. Внутривидовая конкуренция может способствовать территориальному распространению вида, расширению кормовой базы. Мы уже упоминали пример из работы Ч. Р. Дарвина о происхождении различных видов вьюрка Галапагосских островов. На океанических островах с бедной фауной вьюрки, по сравнению с их родственниками на материке, заселяли более разнообразные места проживания и овладели более разнообразной кормовой базой при отсутствии конкурирующих видов. В новых условиях движущая форма естественного отбора вызывала различия признаков между родственными группами птиц — образовывались новые виды.
Итак, внутривидовая конкуренция приводила к изменению экологической ниши вида, дифференциации вида и, как следствие, увеличение видового разнообразия. Использование различными видами за совместного существования тех же самых ресурсов является параметром экологической ниши, который называют перекрытием экологической ниши. Перекрытие может быть полным или частичным, с одним или несколькими параметрами экологической ниши, которая вызывает межвидовую конкуренцию. Последняя тем интенсивнее, чем больше это перекрытие. Итак, чем большее сходство экологических потребностей, тем острее конкуренция между двумя видами.
Два вида с одинаковыми потребностями не могут существовать вместе, один из них через некоторое время обязательно вытеснит другой. Эта закономерность известна под названием принципа Гаузе, или принципа конкурентного вытеснения. Используя понятие экологической ниши, этот принцип можно сформулировать так: в той же экосистеме два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу. Один из таких видов всегда будет иметь преимущество над другим, что через некоторое время приведет к вытеснению смежного вида или к его эволюционному переходу в другую экологическую нишу. Явление распределения экологических ниш в результате межвидовой конкуренции называют экологической диверсификации. Экологическая диверсификация между существующими вместе видами в основном осуществляется по пространственному расположению, рациону питания и распределением активности во времени. Достаточно одного из перечисленных параметров, чтобы конкуренция ослабла или полностью исчезла. Группы, которые расходятся, могут приобретать репродуктивную изоляцию и образовывать новые виды.
Как видим, значительное перекрытие экологических ниш приводит к распределению ниш, специализации видов и возникновению видового разнообразия. Распределение между совместно существующими видами экологических ниш с частичным их перекрытием — один из механизмов стабильности экосистем. Если какой-либо из видов резко снижает свою численность или вымирает, его роль берут на себя другие. Чем более видов в составе экосистемы, тем ниже численность каждого из них, тем сильнее выражена их экологическая специализация. Она обеспечивает сосуществование различных видов в одной экосистеме.
Формирование понятия экологической ниши как следствия адаптации организмов вида к существованию в экосистеме приводит к повышению значимости экологических исследований в решении вопросов эволюционной теории. Благодаря знанию экологических требований организмов к среде обитания и характера биотических отношений, открываются широкие перспективы для изучения механизмов видообразования.