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Okologische Nische bezeichnet die Gesamtheit der biotischen und abiotischen Umweltfaktoren innerhalb derer eine Art selbst okologische Funktionen ausuben und uberleben kann 1 Einige Autoren umschreiben die okologische Nische von Tieren auch als deren Beruf oder Planstelle 2 innerhalb der Lebensgemeinschaft der verschiedenen Organismen im jeweiligen Biotop Inhaltsverzeichnis 1 Begriffsgeschichte 1 1 Das Konzept von Hutchinson 2 Nischentheorie und Konkurrenz zwischen Arten 2 1 Fundamentale und realisierte Nische 2 2 Bedeutung des Konkurrenzfaktors 2 3 Neutrale Theorien 2 4 Moderne Synthesen 2 5 Anpassung von Nischen 3 Anwendung der Nischentheorie zur Vorhersage von Artarealen 4 Abweichende Verwendung des Begriffs Nische ausserhalb der Okologie 5 Siehe auch 6 Literatur 7 EinzelnachweiseBegriffsgeschichte BearbeitenDie Bezeichnung Nische in okologischem Zusammenhang wurde in einer Schrift des Naturforschers Joseph Grinnell 1917 erstmals erwahnt 3 1 Es gibt verstreute fruhere Belege ohne Resonanz Der Nischenbegriff Grinnells ist im Wesentlichen auf die Umwelt bezogen Er beschreibt einen Bereich der Erdoberflache mit seinen spezifischen okologischen Standorteigenschaften der fur das Uberleben der betrachteten Art forderlich ist Unabhangig davon fuhrte der englische Okologe Charles Elton im Jahr 1927 den Begriff Nische in ahnlichem Sinn nochmals ein 4 Elton legt grosseren Wert auf die biologischen Interaktionen sein Nischenbegriff entspricht eher der Rolle oder Funktion einer Art in ihrer Lebensgemeinschaft vor allem auch ihre Beziehung zu Feinden und Nahrungsressourcen 1 Der Begriff in seiner heutigen Verwendung geht auf einen einflussreichen Artikel des Zoologen George Evelyn Hutchinson zuruck 5 der auf den Arbeiten Grinnells und Eltons aufbaut Hutchinsons wichtigste Neuerung war dass die Nische nicht als Eigenschaft der Umwelt angesehen wird in die eine Art passen oder nicht passen kann die ggf auch leer bleibt sondern als eine Eigenschaft der Art selbst 6 1 Das Konzept von Hutchinson Bearbeiten nbsp Toleranzbereiche und Optimum eines Lebewesens bezuglich eines UmweltfaktorsHutchinsons Konzept geht von der bekannten Tatsache aus dass eine Art nur leben kann wenn die Umweltfaktoren sich innerhalb eines bestimmten Bereichs bewegen hierzu zahlen Temperatur Feuchtigkeit Bodenbeschaffenheit Nahrungsangebot Predations druck u a Der Wertebereich eines Faktors z B der Temperatur wird in graphischen Darstellungen ublicherweise in einem einfachen Koordinatensystem auf einer Skala auf der Abszisse x Achse eingetragen der Grad der Eignung fur den Organismus auf der Ordinate y Achse Wenn ein zweiter Faktor in derselben Grafik berucksichtigt werden soll z B die Feuchtigkeit muss ein Flachendiagramm erstellt werden mit der zweiten Dimension fur den zweiten Faktor d h fur die Kombinationen aus Temperatur und Feuchtigkeit in denen diese Art leben kann Ein Anwendungsbeispiel fur die Nische des Wasserflohs Daphnia magna bietet Hooper 7 Ein dritter Faktor z B pH Wert des Bodens definiert ein Volumen Mit Hinzufugen weiterer Faktoren ergibt sich ein nicht mehr anschauliches aber theoretisch mathematisch nachvollziehbares Gebilde ein n dimensionaler Hyperraum Dieser Hyperraum setzt sich also aus der Gesamtheit aller Umweltfaktoren wie Temperatur Nahrung Bodenfeuchte Lebensraum usw zusammen die fur die jeweilige okologische Nische zutreffen und formt im mathematischen Sinne einen sogenannten Nischenraum Die einzelnen Faktoren lassen sich als Dimensionen graphisch darstellen Ein Umweltfaktor stellt jeweils eine Dimension dar Die okologische Nische wird durch die Grenzen definiert in denen eine Art leben und sich fortpflanzen kann was sich als Bereich auf jedem Graph abbilden lasst Es gibt innerhalb dieses Bereiches fur jeden Faktor ein Optimum bei dem die Art am besten gedeiht Ausserhalb des Optimumbereichs befindet sich zu beiden Seiten ein Toleranzbereich in dem Individuen der betreffenden Art uberleben konnen In der Praxis gibt es jedoch aufgrund der Komplexitat des Lebens sehr viele Dimensionen Ein Diagramm einer realistischen mehrdimensionalen Nische kann man sich daher nur schwer vorstellen und nicht zeichnen Der n dimensionale Hyperraum der Umweltfaktoren kann daher aus Grunden der Anschaulichkeit in zwei bis dreidimensionale Nischendiagramme zerlegt werden nbsp Verschiedene Flechten an einem Kamin Jedoch nicht der Ort beschreibt die okologische Nische sondern die Fahigkeit der jeweiligen Flechtenarten unter den gegebenen Umweltfaktoren fehlender Boden eine bestimmte Sonnenexposition extreme doch verschieden starke Feuchtigkeitsschwankungen an diesem Fels Sauregehalt und spezifisches Substrat also unter den jeweiligen Standortbedingungen mit der Umgebung durch Aufnahme und Ausscheidung von Substanzen in Wechselwirkung zu treten und zu gedeihen Moderne Anwendungen des Begriffs sind durch Ableitung und Abwandlung des Hutchinsonschen Konzepts entstanden Besonders in die Synokologie fand der Nischenbegriff Eingang Hier haben sich die mit dem Begriff zusammenhangenden Termini Nischenbreite Okologische Potenz Nischenuberlappung und Einnischung bewahrt 8 Nischenuberlappung bedeutet dass sich zwei Arten die gleiche okologische Nische teilen Nischenuberlappung fuhrt in der Regel zu Konkurrenz z B durch Verringerung von Ressourcen wie Raum oder Nahrungsangebot oder auch Licht und Wasser bei Pflanzen Das hat ein Sinken der Uberlebensfahigkeit des Wachstums und der Fortpflanzungsrate der betroffenen Art en zur Folge Ausnahmen sind nur Beziehungen von Arten mit positiven Auswirkungen vor allem Mutualismus Der Begriff okologische Nische wird gelegentlich missverstanden da mit dem Begriff Nische umgangssprachlich allgemein eine Raumlichkeit oder ein Ort verbunden wird Die okologische Nische ist aber keine raumliche Beschreibung im Gegensatz zu den Begriffen Habitat bzw Standort und Biotop die einen physischen Ort bezeichnen Tatsachlich ist die okologische Nische ein funktioneller Begriff der die okologische Rolle bezeichnet welche die Art in dem betrachteten Okosystem spielt Er beschreibt also welche biotischen und abiotischen Bedingungen Umweltfaktoren und evolutionaren Faktoren fur das Leben bzw Uberleben dieser Art im Okosystem von Bedeutung sind Hieraus folgt dass so definierte Nischen nicht besetzt werden konnen Sie werden vielmehr gebildet und zwar durch Interaktion zwischen den Organismen einer Art mit ihrer Umwelt nbsp Der Igel ein InsektenfresserSo ist beispielsweise die okologische Nische des Igels unter der Schwankungsbreite der Temperaturen der gemassigten Zone in seinem Beruf als Vertilger von Schnecken und am Boden laufenden Insekten tatig zu sein den der Hund nicht erbeuten kann weil seine Stacheln ihn schutzen wahrend sich zwischen den Stacheln die Flohe vermehren die auf den Hund als neuen Wirt uberspringen Der Maulwurf im gleichen Garten der ebenfalls ein Insektenfresser ist kann aufgrund anderer korperlicher Merkmale nicht die gleichen okologischen Funktionen erfullen Nischentheorie und Konkurrenz zwischen Arten BearbeitenDie artbezogene Definition der okologischen Nische kann naturgemass fur jede Art unabhangig erfolgen Andere Arten gehen indirekt als Umweltfaktoren z B als Pradator oder als Nahrung in die Nischendefinition ein spielen aber direkt keine Rolle Vergleicht man die so gefundenen okologischen Nischen verschiedener Arten konnen diese vollig getrennt voneinander sein wenn die Arten keinen Bereich eines Lebensraums teilen Haufiger werden sich die so gebildeten Nischen aber mehr oder weniger stark uberlappen Dies bedeutet dass Teile des Nischenraums von beiden Arten genutzt werden konnen Der Nischenraum einer Art in Gegenwart anderer Arten wird sich also von demjenigen ohne diese unterscheiden Er kann grosser sein bei symbiontischen oder mutualistischen Beziehungen haufiger wird er allerdings durch Konkurrenz oder andere Antagonismen kleiner sein Fundamentale und realisierte Nische Bearbeiten nbsp Art 1 konnte in der umfanglicheren fundamentalen Nische A leben ausserhalb nicht die Art 2 in Nische B Art 1 realisiert aber nur den kleineren Bereich y wahrend Art 2 an die Realnische z angepasst lebt In der Schnittmenge x der beiden Kreise konkurrieren die beiden Arten miteinander Man unterscheidet daher zwei grundlegende Konzeptionen einer okologischen Nische Als fundamentale Nische bzw Fundamentalnische einer Art bezeichnet man den Teil eines Nischenraums in dem diese Art alleine aufgrund ihrer physiologischen Potenz also ihrer genetischen Variabilitat und Reaktionsnorm und der damit verbundenen Anpassungsfahigkeit leben konnte Praktisch ist dies nur unter Laborbedingungen feststellbar Dies ist gewissermassen die okologische Gesamtbeschreibung der betreffenden Art Als realisierte Nische bzw Realnische bezeichnet man den Teil der unter Berucksichtigung der konkreten aktuellen Standortfaktoren in einem bestimmten Okosystem tatsachlich von der betreffenden Art belegt wird Hierbei tritt jedes Individuum in Wechselbeziehung zu Artfremden oder Artgenossen und konkurriert mit ihnen um Ressourcen bzw wird in sonstiger Weise in seinen Moglichkeiten beschrankt Die realisierte Nische ist Teil der fundamentalen Nische Das bedeutet dass die realisierte Nische neben den biotischen Faktoren weiterhin auch von den abiotischen Faktoren abhangig ist Bedeutung des Konkurrenzfaktors Bearbeiten Da Konkurrenz zwischen den Arten nach Meinung sehr vieler Okologen zu den wesentlichen Faktoren gehort die naturliche Lebensgemeinschaften bestimmen liegt ein wesentlicher Anwendungsbereich der Nischentheorie in der Betrachtung dieser Konkurrenz Ausgangspunkt ist das Konkurrenzausschlussprinzip Demnach konnen in einem Lebensraum zwei Arten mit gleichen Lebensanspruchen nicht miteinander koexistieren Die konkurrenzuberlegene Art wird die unterlegene verdrangen Gilt das Prinzip in naturlichen Lebensgemeinschaften ist es erklarungsbedurftig warum dort so viele Arten offensichtlich miteinander auskommen konnen ohne dass die meisten von ihnen durch uberlegene Konkurrenten verdrangt wurden Hutchinson selbst sprach z B fur das Phytoplankton von Seen das in einem scheinbar homogenen Lebensraum um eine Handvoll essenzieller Ressourcen konkurriert im Wesentlichen Licht Phosphor Stickstoff und doch sehr artenreich ist vom Paradox des Planktons 9 Ubersetzt in die Sprache der Nischentheorie bedeutet Konkurrenzausschluss dass sich die Nischen zweier Arten fur zumindest eine dieser Arten vollstandig uberlappen sie brauchen nicht identisch zu sein Eine Nische kann von einer anderen vollstandig eingeschlossen sein Besitzt eine der Arten einen Anteil des Nischenraums den der uberlegene Konkurrent nicht besiedeln kann hat sie dort ein Refugium Damit ist zwar das Uberleben der Art gesichert aber ein gemeinsames Vorkommen ware weiterhin unmoglich Innerhalb der Nischentheorie gibt es verschiedene Losungsmoglichkeiten fur dieses Problem Raumliche Variabilitat Der Lebensraum besteht aus Teil Lebensraumen die sich in einem oder mehreren Umweltfaktoren unterscheiden In jedem Teil Lebensraum ist eine andere Art konkurrenzuberlegen Zeitliche Variabilitat Die Lebensbedingungen andern sich innerhalb der Saison von Jahr zu Jahr oder langfristig und begunstigen dabei jeweils andere Arten Den uberlegenen Arten bleibt nicht genug Zeit ihre Konkurrenten zu verdrangen weil sich die Bedingungen bis dahin erneut geandert haben Die Arten haben also eine zeitliche Nische Trade offs Es gibt keine Superarten die anderen Arten in allen Belangen uberlegen waren Vorteile in einem Bereich werden durch Nachteile in anderen erkauft engl trade off So kann eine Art nicht gleichzeitig besonders grosse und besonders viele Samen haben Eine Pflanze kann bei hohen Stickstoffgehalten des Bodens konkurrenzuberlegen sein aber bei geringeren unterliegen Modifikation durch biologische Interaktionen Die Konkurrenzkraft einer Art kann durch andere Arten vor allem durch Pradatoren beeinflusst werden Bei Gegenwart eines bestimmten Pradators kann eine sonst konkurrenzunterlegene Art z B indirekt gefordert werden auch wenn die Art selbst zum Beutespektrum gehort wenn der Konkurrent noch starker unter ihm leidet Die Beweidung durch den Pradator kann die Populationsdichte der Konkurrenten soweit reduzieren dass der Faktor um den normalerweise konkurriert wird fur alle Konkurrenten in ausreichendem Mass zur Verfugung steht 10 Einnischung Arten konnen der interspezifischen Konkurrenz ausweichen Beispielsweise ist es beobachtet worden dass sich Arten bei gemeinsamen Vorkommen in ihrem Korperbau starker unterscheiden als bei alleinigem Auftreten character displacement Ein beruhmtes Beispiel sind verschiedene Darwinfinken arten auf den Galapagosinseln 11 Zur Erklarung fur die Einnischung verschiedener Arten wurde eine diffuse Konkurrenz durch verwandte Arten vorgeschlagen 12 Neutrale Theorien Bearbeiten Als Alternative zu den genannten Moglichkeiten bestreitet eine Gruppe von Okologen die uberragende Bedeutung der Konkurrenz In diesem Falle stellen uberlappende Nischen kein Problem mehr dar das es zu losen gelte Nischen und Einnischung verlieren in diesen Theorien ihre zentrale Rolle in der Strukturierung von Lebensgemeinschaften Die lokale Zusammensetzung wird von zufallsabhangigen stochastischen Faktoren gepragt v a Einwanderungs und Aussterberaten Kolonisationsgeschwindigkeit zufallige Reihenfolgeanderungen der eintreffenden Arten und in evolutionaren Zeitraumen Neuentstehung von Arten Diese neutrale Theorie ist besonders durch den Okologen Stephen P Hubbell ausgearbeitet worden 13 14 Einen modernen Uberblick dazu geben Beeravolu u a 15 Auch in der neutralen Theorie ist der Konkurrenzfaktor implizit berucksichtigt weil der zur Verfugung stehende Raum fur jedes Individuum begrenzt ist Etablierung eines neuen Individuums ist nur in einer Lucke moglich die beim Tod eines alteren frei wird Eine solche Lucken Lotterie um Etablierungsnischen war schon fruher zur Erklarung des Artenreichtums von Kalkmagerrasen vorgeschlagen worden Der Okologe P J Grubb hat dafur den Begriff der Regenerationsnische gepragt 16 Moderne Synthesen Bearbeiten Die neue Fassung der neutralen Theorie hat in der Okologie eine heftige Kontroverse ausgelost Obwohl die Theorie in ihrer reinen Form von den meisten Okologen abgelehnt wird hat sie zu einer Modifikation der Nischentheorie beigetragen In den meisten modernen Fassungen werden stochastische Elemente in die im Kern vollig deterministische Nischentheorie eingebracht Mogliche Erklarungsmuster fur Artenreichtum sind danach durch eine Kombination beider Faktoren gegeben 17 Andere Moglichkeiten bieten z B multiple Gleichgewichte 18 Eine moderne Ubersicht uber die Nischentheorie bietet z B Holt 19 Anpassung von Nischen Bearbeiten Die okologische Einnischung von Tierarten ist nach neueren Erkenntnissen flexibler als in den bisherigen Theorien angenommen Eine Studie zeigte 2011 dass sich die Jagdgewohnheiten tauchender Seevogel sowohl zwischen verschiedenen Arten als auch innerhalb einer Art stark unterscheiden Die okologischen Nischen sind dabei nicht starr festgelegt Unterschiedliche Habitate das Vermeiden von Konkurrenz mit Nachbarn oder das Ausweichen vor Fressfeinden fuhren auch innerhalb einer Art zu unterschiedlichem Verhalten Die Wissenschaftler vom Max Planck Institut fur Ornithologie in Radolfzell wahlten Seevogel als Untersuchungsobjekt da diese zur Brut ans Land gebunden sind und sich insbesondere zu dieser Zeit viele Tiere den Platz und die Nahrung teilen mussen Da mehrere in ihren Anspruchen ahnliche Arten gemeinsam auf einer Insel bruten war die Frage wie sie sich in okologischen Nischen unterscheiden Die Daten zeigten dass sich die raumliche und zeitliche Verteilung der Vogel auch innerhalb einer Art sehr stark unterscheiden kann Die Einnischung innerhalb einer Art durch Spezialisierungen mildert Konkurrenz Die Tiere tauchen in geographisch weit auseinanderliegenden Meeresgebieten in unterschiedlicher Tiefe und Temperatur nach Nahrung 20 Anwendung der Nischentheorie zur Vorhersage von Artarealen BearbeitenEine zunehmende Verwendung findet die Nischentheorie in der biogeographischen Forschung Hier werden bekannte Vorkommen einer Art mit gemessenen Umweltfaktoren v a Klima korreliert um so aus der okologischen Nische der Art ihr potenzielles Areal vorhersagen zu konnen indem man die Ergebnisse auf Gebiete mit ahnlichen Umweltfaktoren ubertragt in denen die Art bisher noch nicht nachgewiesen war Diese Modelle werden als Habitatmodellierung bezeichnet Besonders verbreitet ist diese Vorgehensweise zur Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels Hierzu wird nach den vorliegenden Klimamodellen ein Modell des Areals unter den veranderten Klimabedingungen konstruiert Grundlage der Bearbeitung ist die Beobachtung dass sich die okologische Einnischung einer Art in kurzen Zeitraumen kaum verandert Es ist also wahrscheinlicher dass die Art durch Wanderungsbewegungen ihr Areal verschiebt als dass sie sich an Ort und Stelle adaptiv an die neuen Bedingungen anpasst Man spricht anschaulich von der klimatischen Hulle engl climatic envelope der Art 21 Auf mogliche Gefahren und Fehlschlusse mit dieser Methode machen einige amerikanische Okologen aufmerksam die damit ein Areal fur den Yeti konstruieren konnen 22 Abweichende Verwendung des Begriffs Nische ausserhalb der Okologie BearbeitenDer Begriff der okologischen Nische hat ausserhalb der Okologie eine weite Verwendung gefunden Die popularen Konzepte die damit umschrieben werden unterscheiden sich allerdings stark von der wissenschaftlichen Begriffsverwendung Eine okologische Nische im allgemeinen Sprachgebrauch meint ein geschutztes Platzchen ausserhalb des rauen Windes der Konkurrenz in der man etwa eine zwar beschrankte aber halbwegs gesicherte Existenz fuhren kann Der Politiker Gunter Gaus charakterisierte so die Gesellschaft der fruheren DDR als Nischengesellschaft Eine besondere Karriere hat der Begriff in der Okonomie insbesondere der Marktpsychologie durchlaufen in die er von dem Psychologen Bernt Spiegel in einer bewussten Ubertragung als okonomische Nische eingefuhrt wurde Die gangigen Begriffe wie Marktnische oder Nischenprodukt gehen so auf die Ubertragung eines okologischen Konzepts in die Okonomie zuruck Diese Ambivalenz wird von Wirtschaftsjournalisten vor allem im Zusammenhang mit sogenannten Oko Produkten am Leben gehalten die Schlagzeilen dazu gern mit Wortspielen in der Art von Biodiesel raus aus der Nische einleiten Siehe auch BearbeitenPhytotelma fur ein Kleinstgewasser als Mikrobiotop innerhalb einer lebenden Pflanze Literatur BearbeitenAndrew Cockburn Evolutionsokologie Gustav Fischer Stuttgart 1995 ISBN 3 437 30775 4 B D Collier G W Cox A W Johnson P C Miller Dynamic Ecology London 1974 ISBN 0 13 221309 5 Townsend Harper Begon Okologie 1 Aufl Springer Verlag Berlin Heidelberg 2003 ISBN 3 540 00674 5 Katharina Munk Hrsg Grundstudium Biologie Spektrum Akad Verl Heidelberg 2000 ISBN 3 8274 0910 1 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d A Pocheville The Ecological Niche History and Recent Controversies In Thomas Heams u a Hrsg Handbook of Evolutionary Thinking in the Sciences Springer Dordrecht 2015 ISBN 978 94 017 9014 7 S 547 586 Volltext Werner J Kloft Okologie der Tiere Ulmer UTB 729 Stuttgart 1978 S 161 ff J Grinnell The niche relationships of the California thrasher In The Auk 1017 34 S 427 433 C S Elton Animal Ecology Sidgwick and Jackson London 1927 G E Hutchinson 1957 Concluding remarks In Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology 22 415 427 Im deutschen Sprachraum wird teilweise das Nischenkonzept von Klaus Gunther oder das Konzept der okologischen Lizenz nach Gunther Osche verwendet die sich in Details unterscheiden Vgl Michael Schmitt Ecological niche sensu Gunther and ecological licence sensu Osche two valuable but poorly appreciated explanatory concepts In Zoologische Beitrage N F 31 1987 49 60 Helen L Hooper u a The ecological niche of Daphnia magna characterized using population growth rate In Ecology 89 4 2008 1015 1022 Munk 2000 S 14 24 G E Hutchinson The paradox of the plankton In The American Naturalist Band 95 Nr 882 1961 S 137 145 Andrew Cockburn Evolutionsokologie Gustav Fischer Stuttgart 1995 ISBN 3 437 30775 4 S 12 Peter R Grant B Rosemary Grant Evolution of character displacement in Darwin s finches In Science 313 224 2006 224 226 Eric R Pianka Niche Overlap and Diffuse Competition Proceedings of the National Academy of Science 71 5 1974 2141 2145 S P Hubbell A unified theory of biogeography and relative species abundance and its application to tropical rain forests and coral reefs In Coral Reefs 1007 16 S 9 21 S P Hubbell The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography Princeton University Press Princeton NJ 2001 S 375 ff Champak R Beeravolu Pierre Couteron Raphael Pelissier Francois Munoz Studying ecological communities from a neutral standpoint A review of models structure and parameter estimation In Ecological Modelling 220 2009 2603 2610 P J Grubb The maintenance of species richness in plant communities the importance of the regeneration niche In Biological reviews 1977 52 107 145 Z B David Tilman Niche tradeoffs neutrality and community structure A stochastic theory of resource competition invasion and community assembly In PNAS 101 30 2004 10854 10861 Z B Jonathan M Chase Stochastic community assembly causes higher biodiversity in more productive environments Science 328 2010 1388 1391 Robert D Holt Bringing the Hutchinsonian niche into the 21st century Ecological and evolutionary perspectives In PNAS 106 17 Suppl 2 2009 19659 19665 J F Masello R Mundry M Poisbleau L Demongin C Voigt M Wikelski P Quillfeldt Diving seabirds share foraging space and time within and among species In Ecosphere 1 art19 doi 10 1890 ES10 00103 1 R J Hijmans C H Graham The ability of climate envelope models to predict the effect of climate change on species distributions In Global Change Biology 12 2006 1 10 J D Lozier P Aniello M J Hickerson Predicting the distribution of Sasquatch in western North America anything goes with ecological niche modelling In Journal of Biogeography 2009 1 5 Normdaten Sachbegriff GND 4172405 7 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Okologische Nische amp oldid 231367058