Nișă ecologică este una dintre conceptele teoretice ale ecologiei . Se traduce în același timp:
Descrierea unei astfel de „nișe” (sau „ plic ecologic ”) se bazează pe două tipuri de parametri:
Nișa ecologică corespunde rolului speciei în funcționarea ecosistemului. Habitatul unei specii desemnează adresa în timp ce nișă corespunde schimburilor sale comerciale. Se spune că două specii care exploatează aceeași resursă în același mod au aceeași nișă și nu pot coexista în mod durabil.
Breslelor este un set de specii care aparțin aceluiași grup taxonomic sau funcțional , care împărtășesc aceeași nișă ecologică.
Termenul de nișă ecologică a apărut pentru prima dată în stiloul naturalistului Roswell Hill Johnson, dar Joseph Grinnell a fost, fără îndoială, primul, în articolul său din 1917 „Relațiile de nișă din California Thrasher”, care a folosit termenul într-un program de cercetare. Conceptul de nișă Grinnell înseamnă tot ceea ce condiționează existența unei specii într-o anumită locație, care include factori abiotici (temperatură, umiditate, precipitații), precum și factori biotici (prezența hranei, concurenți, prădători, adăpost etc.). Speciile evoluează și se exclud reciproc în funcție de nișele lor, în virtutea unui principiu de excludere competitivă atribuit adesea lui Gause , dar deja foarte prezent în Darwin.
Nișa lui Elton este definită în primul rând de locul pe care o specie îl ocupă în lanțurile alimentare (carnivor, erbivor etc.), deși pot fi incluși și alți factori, cum ar fi micro-habitatul. Elton oferă multe exemple de nișe similare, în diferite ecosisteme, care sunt umplute de diferite specii. De exemplu, vulpea arctică se hrănește cu ouăle de murres și cu resturile de foci ucise de urșii polari; în timp ce hiena pătată se hrănește cu ouă de struț și rămășițe de zebre ucise de lei.
Casa de câini a lui Elton a fost deseori numită „casă de câini funcțională” și s-a distins de cea a lui Grinnell, numită „casă de câini habitat”. În realitate, cele două concepte sunt foarte asemănătoare: pentru Grinnell și pentru Elton, nișa ecologică este un loc care preexistă în ecosistem independent de ocupantul său, mâncarea este un aspect major, dar nișa este definită și de factorii. -habitatul și relația cu prădătorii.
GE Hutchinson (1957) definește o nișă ecologică ca fiind un hipervolum (un „plic”) în care fiecare dimensiune a spațiului reprezintă o resursă (hrană, materiale, spațiu, aprovizionare ascunsă, substraturi sau stinghii etc.) sau o condiție. precipitații, aciditate etc.) ale mediului. Cantitatea de resurse variază în spațiu și timp în funcție de activitatea speciei. Condițiile și resursele sunt condiții limitative care pot fi prioritizate pentru a studia vulnerabilitatea speciilor în mediu.
Hutchinson distinge două tipuri de nișe:
Toate condițiile biofizice care permit existența unui organism se află în „ nișa fundamentală ”. Prin competiție, interacțiune cu alte organisme și fenomene fizice, nișa fundamentală a organismului este redusă la cel mai potrivit spațiu. În diferite cazuri de specii adaptate, spațiul devine nișa realizată. O „ zonă de adaptare ”, de exemplu ecotona, este o gamă de nișe ecologice care pot fi ocupate de un grup de specii care exploatează aceleași resurse prin mijloace similare.
Conform principiului lui Gause, două specii (cu excepția cazului speciilor simbionte ) nu pot ocupa aceeași nișă ecologică pe termen lung. Într-adevăr, acest lucru are ca rezultat concurența, iar legile selecției naturale tind să o favorizeze pe cea care este cea mai potrivită pentru nișă (adică cea care în aceste condiții se poate reproduce cel mai eficient).
Diferite specii pot ocupa nișe funcționale identice, dar geografic separate. Două specii pot ocupa același teritoriu, dar în nișe ecologice diferite.
Două specii pot ocupa, de asemenea, nișe ecologice suprapuse în spațiu și / sau timp, adică doar o parte din dimensiunile hipervolumului Hutchinson sunt ocupate simultan. Vorbim apoi de recuperare și, dacă nu este prea importantă, cele două specii pot coexista. Acest lucru are ca rezultat o competiție interspecifică care poate reduce numărul fiecăreia dintre cele două populații în comparație cu cea pe care ar avea-o ocupând toate dimensiunile singure. Resursele disponibile fiind un factor limitativ care trebuie luat în considerare în evaluările de acest fel.
Pentru a exista coexistență (a cel puțin două specii), este necesar:
Ecotone delimitând două habitate poate fi o nișă ecologică pentru speciile tipice acestor medii, în timp ce ocazional specii tipice de habitate adiacente hosting. Cu toate acestea, aceștia din urmă își văd în general capacitatea (șansele de supraviețuire) reduse.
Existența unor nișe ecologice a fost verificată în special din punct de vedere trofic prin studierea circulației izotopilor stabili ( Carbon 13, de exemplu), ceea ce face posibilă identificarea cu certitudine a anumitor legături tip pradă-pradă, deșeuri metabolice. - descompunători, etc. Studiul rațiilor izotopice stabile (cele de carbon și azot sunt cele mai utilizate) poate furniza, prin urmare, o reprezentare a poziției unui organism într-o nișă trofică și, ca atare, sunt din ce în ce mai utilizate. Pentru a studia anumite aspecte (calitative) ale structurii a lanțului alimentar . Recent, izotopii stabili au fost folosiți și pentru a caracteriza cantitativ scalele și dimensiunile elementelor structurii trofice într-o comunitate ecologică, inspirându-se uneori din abordările ecomorfologice . Această abordare duală ar trebui să permită o mai bună înțelegere a funcționării lanțurilor alimentare în structurile, funcțiile și dinamica acestora, ceea ce este important, de exemplu, pentru a măsura mai bine (apoi anticipați, dacă modelele pot fi deduse din această cercetare), impactul anumitor poluări ( inclusiv poluarea luminoasă), fragmentarea ecologică , supraexploatarea unui mediu ( pescuitul excesiv de exemplu), adaptarea unui ecosistem la perturbările climatice etc.
Acest tip de urmărire izotopică într-o rețea alimentară a făcut deja posibilă confirmarea altor studii care arată importanța coridoarelor biologice la scări centimetrice pentru organismele foarte mici (nevertebrate care trăiesc în mușchi de exemplu). El a mai arătat că prădătorii aparent insensibili la fragmentarea ecosistemului lor ar putea totuși să dispară în cele din urmă.
Un organism poate ocupa succesiv ceea ce pare a fi nișe ecologice diferite, în funcție de stadiul său de dezvoltare sau de evoluția mediului său (de exemplu, anumite organisme saproxilofage trăiesc în comunități care se mișcă într-un trunchi în ritmul descompunerii sale , din care fac parte din agenți). De asemenea, putem considera că este o singură nișă ecologică care poate fi subdivizată în funcție de poziția lor în spațiu și / sau în timpul vieții speciei.
De specie pionieră pot ocupa nise ecologice , care sunt și care sunt potrivite pentru ei, sau mai des, acestea sunt implicate în mod activ în construcția și întreținerea acestora. Multe specii își „ construiesc ” în mod activ nișa ecologică; astfel, mușchii de sfagn , prin stocarea ionilor de calciu , acidifică mediul în beneficiul lor și în detrimentul altor specii, cu excepția celor care se pot dezvolta într-un mediu acid și oligotrof .
Tractul digestiv al unui animal este nișa ecologică a microbiotei (comunitatea neutre microorganisme , simbionți sau paraziți ) în ceea ce privește lor gazdă .
Speciile foarte specializate sunt mai dependente de o nișă ecologică redusă, dar pe care o exploatează mai bine a priori .
Regula evolutivă în cadrul unei convergențe în evoluție:
Teoria construcției de nișă este o ramură a biologiei evoluției.
Construirea nișei este procesul prin care organismele, prin metabolismele și activitățile lor, modifică presiunile selecției naturale din mediul lor și afectează propria lor evoluție, precum și pe cea a altor specii. Un exemplu paradigmatic este castorul, care construiește baraje și își modifică profund mediul și cel al generațiilor viitoare.
Conceptul de nișă (un set de presiuni evolutive) în expresia „construcție de nișă” este foarte diferit de semnificațiile originale ale nișei ecologice și este mai degrabă de comparat cu conceptul de fenotip extins . Ingineria ecosistemelor , în cazul în care organismele modifică mediul lor fizic, este un concept apropiat, adaptat la ecologie.
Dacă vrem să păstrăm biodiversitatea, trebuie remarcat faptul că conservarea unei specii implică în mod necesar conservarea nișei sale ecologice. Într-adevăr, acesta din urmă reunește toți factorii ecologici necesari supraviețuirii unei specii.
Modelarea de nișă ecologică (ENM) este un instrument important pentru evaluarea conservării speciilor. Există două tipuri de modele, cele bazate pe fiziologia speciei și cele bazate pe relațiile empirice dintre distribuțiile observate ale unei specii și variabilele de mediu (modele corelative). Modelele fiziologice identifică mecanismele limitatoare fiziologice ale speciei și sunt obținute prin experimente de laborator. Acest tip de model face posibilă estimarea nișei fundamentale a unei specii. Modelele corelative, cele mai utilizate până în prezent, stabilesc o legătură între distribuția geografică a unei specii și caracteristicile habitatului. Cele mai frecvente sunt Algoritmul genetic pentru predicția setului de reguli (GARP), BIOCLIM, BIOMAPPER, entropia maximă (Maxent) și indicele mediu periferic (OMI). Aplicațiile potențiale ale acestor modele la biologia conservării sunt numeroase și iată câteva exemple:
În plus, aceste modele sunt instrumente promițătoare în alte domenii, cum ar fi biogeografia, autoecologia sau studiul schimbărilor globale.
Cu toate acestea, există limite pentru modelarea de nișă ecologică și există restricții de care trebuie să fii conștient. În primul rând, această modelare poate fi confruntată cu probleme legate de constrângerile ecologice ale speciei. Speciile puțin cunoscute sau puțin descrise sunt adesea cele studiate în probleme de conservare și faptul că acestea sunt slab reprezentate provoacă eficacitatea ENM-urilor. Pe de altă parte, fiecare factor al unei nișe ecologice afectează în mod semnificativ distribuția speciilor doar la o anumită scară, de unde și importanța luării în considerare a acestor scări în problemele de conservare. În cele din urmă, s-a demonstrat că GARP supraestimează distribuția speciilor mai mult decât celelalte modele și lipsa informațiilor de mediu ar putea afecta aceste rezultate. Prin urmare, aceste modele sunt încă în mare măsură optimizabile (de exemplu prin integrarea proceselor de migrație, interacțiuni biotice sau prin utilizarea de noi surse de informații, cum ar fi imagini prin satelit).
Multe metode de selecție a rezervelor se bazează pe rezultatele acestor modele și urmăresc să maximizeze cantitatea de biodiversitate care poate fi reprezentată în rețelele de zone de conservare. Schimbările climatice reprezintă o nouă provocare pentru aceste metode selecție, provocare referitoare la problema speciilor persistente pe termen lung în aceste rezerve și legate de migrație abilități ale acestor specii. S-ar putea ca schimbările climatice să „împingă” speciile din rezervele dedicate acestora. Prin urmare, este timpul să ne gândim la metodele de selecție a rezervelor „de nouă generație” care vor lua în considerare nevoile de dispersie ale speciilor datorate schimbărilor climatice.