Пространственная и экологическая структура биоценоза. Экологическая ниша.
Регуляция численности популяции в биоценозе.
В 1923-1925 Лотка предложил математическую модель взаимодействия животных в системе «паразит-хозяин». В1926 г. Независимо от Лотки Вальтер разработал матем. Модель «хищник-жертва», он проанализировал взаимоотношения между 2-мя конкурирующими видами: по мере роста численности хозяина (жертвы) растет численность паразита (хищника). Повышение чис-ти паразита приводит к снижению численности хозяина, а это вызывает снижение кол-ва паразитов. Так волна за волной происходят постоянные передачи колебания численности популяции хозяина и паразита с небольш. отклонениями от оптимального уровня. Волна подъема численности паразита следует за волной подъема численности хозяина. В рез-те своих наблюдений Вальтер сформулировал 3 закона:
1)Закон периодического цикла – колебания численности 2-х видов яв-ся периодическими и зависят от коэффициента роста популяции хищника и жертвы и исходной относительной численности;
2)закон сохранения средних величин: средняя численность популяции обоих видов остается постоянной независимо от первоначальной численности, до тех пор, пока скорости увелич. и уменьш. популяции, а также интенсивность хищничества постоянны.
3)Закон нарушения средних величин. Если уничтожать особей обоих видов в одинаков. степени, пропорционально плоскости их популяции, то средн. численность популяции численности жертвы будет расти, а хищника падать.
Одна из первых попыток получения колебания численности хищника и жертвы в лаб. экспериментах принадлежит Гаузе (1934 г). Объектами эксперимента были инфузория – Парамеция и хищная инфузория – Дадиниум. Пищей для парамеции служила регулярно вносимая в среду взвесь бактерий, а дадиниум питался только парамециями. Данная система оказалась крайне неустойчивой. Прес хищника по мере увеличения его численности приводил к полному истреблению жертв. После чего вымирала популяция и самого хищника. Усложняя опыты Гаузе устраивал убежища для жертвы, внося в пробирки в инфузориями немного стеклянной ваты, среди нитей ваты могли свободно перемещаться парамеции, но не могли дадиниумы. В таком варианте дадиниумы съедал всех парамеций, плавающих в свободной от ваты части пробирки и вымирал, а популяция парамеций затем восстанавливалась, за счет особей уцелевших у укрытиях.
Подобие колебаний численности хищника и жертвы Гаузе удалось добиться только в том случае, когда он время от времени вносил в культуру и хищника и жертву, эмитируя таким образом эммиграгию
Пространственная и экологическая структура биоценоза. Экологическая ниша.
Пространственная структура- это распределение разных видов в пространстве биоценоза. Она измеряется как по горизонтали, так и по вертикали. Вертик. структура биоценоза определяется ярусным сложением его растительности. Ярусность – это расположение надземных ассиметричных органов растений и подвижных их частей в несколько слоев ярусов.
Можно выделить 6 ярусов:
1 ярус – деревья 1-й величины – ель, сосна, дуб, береза, осина
2 ярус – рябина, черемуха.
3 ярус – подлесок из кустарников – шиповник, лещина, крушина.
4 ярус – подлесок из высоких кустарников и крупных трав – голубика, борцы, чистец.
5 ярус – низкие кустарники и мелкие травы – водяника, клюква.
6 ярус – мхи, копытень, печеночники.
Ярусы могут быть разной протяженности. От нескольких метров до см. Каждый ярус по своему участвует в создании фитоклимата и приспособлении к определенному комплексу усл. в ярусах растительности складывается отличие др. от др. микроместообитаний. Что обусловл. приуроч. животных к определенным растительным ярусам.
Расчлененность биоценоза в горизонтальном направлении – мозаичность – свойственна практически всем фитоценозам, выделяют структурные еденицы: микрогруппировки, микроценозы, микрофитоценозы, парацеллы и т.п.. Мозаичность обусловлена рядом причин: неоднородностьмикрорельефа, почв, средообразующим влиянием растений и их биологическими особенностями.
Экологическая структура биоценоза – это соотношение экологических групп организмов и совокупность разных связей между ними. Видовой состав сообщества может быть различен, но экологическая структура его строго закономерна. Экологическая группа – группа организмов, выполняющие определенную роль в сообществах. Экологические группы выделяют по отношению организмов к пище. Так фитофаги, сапрофаги и по отношению к физич. или хим. свойствам среды.
Виды не являются родственными, но сходные по экологии, поэтому выполняющие одни и те же функции в сходных сообществах называются викарирующими.
Экологическая ниша – это положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биологических связей и требований к абиотическим факторам среды. Экологическая ниша как термин был введен в научный ряд неравномерно 2мя исслед-ми: Приннелом и Элтаном. Хатчинсон в 1957 г. Вышла его работа, в которой была предложена многомерная модель экологическиой ниши.
Различают фундаментальную (или потенциальную) и реализованную ниши. Фундаментальная экологическая ниша - совокупность оптимальных условий, при которых данный вид может существовать и воспроизводиться. Реализованная ниша - условия, где вид реально встречается в данной экосистеме, она всегда составляет некоторую часть фундаментальной ниши.