Każdy gatunekgatunekgatunek zajmuje w strukturze swojej biocenozybiocenozabiocenozy określone miejsce, które nosi nazwę niszy ekologicznejnisza ekologicznaniszy ekologicznej.

Pomimo różnych definicji niszy, w ekologii powszechnie uważa się, że odnosi się ona do reakcji organizmu lub populacji na zmianę, rozdział zasobów i konkurencjękonkurencjakonkurencję. W szczególności nisza opisuje relacyjną pozycję organizmu lub populacjipopulacjapopulacji w określonym ekosystemieekosystemekosystemie.

Na niszę wpływają czynniki biotyczne i abiotyczne ekosystemu. Czynniki abiotyczne - nieożywione elementy środowiska - to: tlen, dwutlenek węgla, woda, sole mineralne, nasłonecznienie, temperatura, wilgotność powietrza, ukształtowanie terenu. Czynniki biotyczne - ożywione elementy środowiska - to organizmy tego samego lub innego gatunku konkurujące o zasoby środowiska.

KonkurencjakonkurencjaKonkurencja, inaczej współzawodnictwo jest oddziaływaniem antagonistycznym. Zachodzi pomiędzy osobnikami tego samego lub różnych gatunków korzystających z tych samych, ograniczonych zasobów środowiska naturalnego.

Intensywność konkurencji zależy od stopnia nakładania się nisz ekologicznych konkurujących ze sobą osobników.

Wyróżnia się:

• konkurencję wewnątrzgatunkową;

• konkurencję międzygatunkową.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa występuje między osobnikami tego samego gatunku, żyjącymi w jednej populacjipopulacjapopulacji.

Zależność ta nasila się wraz ze wzrostem liczebności osobników w populacji. Im większe zagęszczeniezagęszczeniezagęszczenie populacji, tym mniej zasobów środowiska przypada na jednego osobnika.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa u roślin prowadzi do:

• samoprzerzedzania sięsamoprzerzedzanie sięsamoprzerzedzania się - część osobników ginie i zwiększa się dostępność zasobów dla pozostałych osobników.

Osobniki niektórych gatunków roślin do walki o zasoby używają substancji chemicznych. Wydzielają do środowiska substancje allelopatycznesubstancje allelopatycznesubstancje allelopatyczne, blokujące wzrost i rozwój innych osobników. Zjawisko to nosi nazwę allelopatii ujemnejallelopatia ujemnaallelopatii ujemnej.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa u roślin i zwierząt prowadzi do:

• migracjimigracjamigracji w poszukiwaniu nowych miejsc nadających się do zasiedlenia, w których zagęszczenie osobników nie jest tak duże. Migrują przede wszystkim osobniki młode, a u roślin – formy specjalnie wytwarzane w celu migracji.

Przykład - żółtlica owłosiona (Galinsoga quadriradiata)

R1KLWfkwttDXw1

Zdjęcie przedstawia żółtlicę owłosioną. Posiada ona silnie rozgałęzioną, owłosioną łodygę. Jej liście są naprzeciwległe, jajowate, ostro zakończone o grubo ząbkowanych brzegach. Jej drobne, białe kwiaty są zebrane w koszyczki.

Żółtlica owłosiona (Galinsoga quadriradiata) została sprowadzona z Ameryki Południowej do Europy w XIX w. przez ogrody botaniczne, z których samorzutnie rozprzestrzeniła się w środowisku naturalnym. Produkuje dwa rodzaje nasion. Z większych rozwijają się rośliny silniejsze, które lokalnie konkurują o zasoby środowiska. Nasiona mniejsze, lżejsze, zaopatrzone w mniejszą ilość substancji zapasowych, są przystosowane do rozprzestrzeniania się na duże odległości.

Przykład - mszyce z rodziny (Aphidoidea)

R12YiDUJtqsyU1

Zdjęcie przedstawia mszyce. Jest to mały owad o baryłkowatym odwłoku, z zaznaczoną wyraźnie segmentacją. Posiadają błoniaste skrzydła.

U wielu gatunków mszyc z rodziny (Aphidoidea) żerujących na kilku gatunkach roślin, w sytuacji zbyt dużego zagęszczenia populacji pojawiają się skrzydła. Umożliwia to migrację osobników uskrzydlonych na inne rośliny żywicielskie. W ten sposób liczebność populacji utrzymuje się w stanie równowagi.

RNusOP8CRx2EP1

Zdjęcie przedstawia parę jeleni. Ich poroża są zwarte ze sobą w walce.

Samce walczą o ustalenie hierarchii. Osobniki zajmujące wysokie miejsca w stadzie mają pierwszeństwo w doborze partnera do rozrodu. Ich geny przekazywane będą następnym pokoleniom.

Gatunki o zbliżonych wymaganiach życiowych i korzystające z tych samych zasobów środowiska mają zbliżone nisze ekologiczne, które mogą się w dużym stopniu pokrywać. Między osobnikami tych gatunków pojawia się rywalizacja o przetrwanie – konkurencja międzygatunkowa.

Konkurencja międzygatunkowa prowadzi do:

• ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurentów;

• konkurencyjnego wyparcia gatunku z zajmowanego terenu.

Do wyparcia jednej z populacji konkurujących gatunków z niszy ekologicznej nie zawsze dochodzi w wyniku bezpośredniego ataku konkurentów lub wydzielania do środowiska toksycznych substancji - substancji allelopatycznych. Zwycięstwo odnoszą również osobniki, które skuteczniej wykorzystują zasoby pokarmu i szybciej się rozmnażają.

Przykład allelopatii ujemnej:

Bożodrzew gruczołowaty (Ailanthus altissima) wytwarza allelopatyczną substancję chemiczną. Ekstrakt chemiczny z tej substancji, którym testowano pieprzycę siewną (Lepidium sativum),  szarłat szorstki (Amaranthus retroflexus), włośnicę siną  (Setaria pumila), groch zwyczajny (Pisum sativum), kukurydzę zwyczajną (Zea may) i chwastnicę jednostronną (Echinochloa crusgalli) okazał się zdolny do zabicia prawie 100% sadzonek. 

Inny eksperyment wykazał, że wodny ekstrakt chemiczny substancji allelopatycznej bożydrzewa gruczołowatego był śmiertelny lub wysoce szkodliwy dla jedenastu gatunków północnoamerykańskich drzew liściastych i trzydziestu czterech gatunków drzew iglastych.

Przykład konkurencyjnego wyparcia gatunku

Jednoczesna hodowla mieszana Paramecium aurelia i Paramecium caudatum, których nisze ekologiczne pokrywają się doprowadza do wyparcia gatunku Paramecium caudatum.

Konkurencja międzygatunkowa może też przebiegać łagodnie i doprowadzić do ograniczenia niszy ekologicznej jednego z konkurujących gatunków. Gatunek słabszy zmienia wówczas miejsce zdobywania pokarmu lub schronienia.

Dwa gatunki unikające konkurencji bezpośredniej mogą ze sobą współistnieć, jeśli ich nisze nie nakładają się całkowicie.

Przykład ograniczenia niszy ekologicznej

Dwa gatunki kormoranów gnieżdżących się na wybrzeżach Wysp Brytyjskich – kormoran czarny (Phalacrocorax carbo) i  kormoran czubaty (Phalacrocorax aristotelis) współistnieją na tym samym terenie. Ich nisze ekologiczne są podobne, ale nie identyczne. Kormoran czarny zjada ryby i bezkręgowce z dna zbiornika wodnego, a kormoran czubaty łowi pokarm tuż przy powierzchni wody.

Konkurencja międzygatunkowa silnie wpływa na rozmieszczenie konkurujących gatunków w przestrzeni.

Przykład wpływu konkurencji międzygatunkowej na rozmieszczenie przestrzenne gatunków

Jaszczurki należące do rodzaju Anolis z wyspy Puerto Rico w wyniku konkurencji międzygatunkowej podzieliły zasoby. W wyniku podziału zasobów na jednym terenie koegzystuje 11 gatunków jaszczurek z tego samego rodzaju. Każdy gatunek ma własną niszę ekologiczną - preferuje inną wysokość roślin (drzew, krzewów, kaktusów, itd.), nasłonecznienie i wilgotność.

Bytując w podobnym środowisku, odżywiają się drobnymi bezkręgowcami, ale polują na nie na różnych wysokościach drzew, krzewów i krzewinek.

Przykład wpływu konkurencji międzygatunkowej na powstawanie ewolucyjnych zmian morfologicznych

Na obszarach Florydy, zajmowanych przez anolisy zielone (Anolis carolinensis) pojawił się gatunek anolisów brązowych z Kuby (Anolis sagrei). W wyniku konkurencji międzygatunkowej gatunek rodzimy zmienił zachowanie.

Anolisy zielone zaczęły wspinać się wyżej na drzewa. Z pokolenia na pokolenie ich stopy zmieniały kształt tak, żeby zapewniać lepszą przyczepność podczas wspinania się na coraz wyższe i cieńsze gałęzie. Zmiana nastąpiła w bardzo krótkim czasie. Jaszczurki z Florydy opanowały wyższe partie drzew w kilka miesięcy. Kształt stóp zmienił się wyraźnie w czasie życia 20 pokoleń (około 15 lat). Przylgi na końcach palców powiększyły się, przybyło również na nich krótkich wyrostków zwiększających przyczepność.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa i konkurencja międzygatunkowa może mieć charakter:

• eksploatacji, która jest oddziaływaniem pośrednim, w którym osobniki wzajemnie wyczerpują zasoby, o które konkurują;

• interferencji, która jest oddziaływaniem bezpośrednim, w którym zwierzęta walczą o terytorium lub samicę, a rośliny stosują walkę chemiczną.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa powoduje:

• samoregulację liczebności;

• ustalanie terytoriów;

• ustalanie hierarchii.

Konkurencja międzygatunkowa powoduje:

• dopasowanie się do siebie konkurujących ze sobą gatunków;

• wyparcie jednego z gatunków;

• zmiany morfologiczne i fizjologiczne w ewoluujących zespołach jednego lub obu gatunków;

• dywergencjędywergencjadywergencję w wyniku której dwa gatunki, o bardzo zbliżonych niszach ekologicznych, muszą się zmienić tak, aby nie korzystać z tych samych zasobów;

• dobór rozrywającydobór rozrywającydobór rozrywający prowadzący do wyeliminowania osobników o średniej wartości danej cechy i promowaniu osobników o cechach skrajnych, przez co utrzymuje się zróżnicowanie genetyczne i prowadzi do specjacji.

Słownik