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実現ニッチ幅とは、生態学に関連する用語で、生物が実際に生息する空間と、他の種（例えば、優れた競争相手）からの制限圧力の結果として利用できる資源によって定義されます。生物の生態的ニッチは、その特定の生態系を構成する生物的要因と非生物的要因によって決定され、それによってその特定の生物がそこで生存することが可能になります。生物のニッチ幅は、その種がその特定の環境で生存できる条件の範囲によって決まります。
生物の基本ニッチ幅とは、種間相互作用を考慮せずに生物が生存および繁殖できる理論上の条件範囲を指します。基本ニッチは、適切な食料源や適切な気候などの制限的な生物的および非生物的要因のみを考慮します。基本ニッチ幅は、実現ニッチ幅（特定の種が実際に生息している領域）と異なることがよくあります。[ 1 ]この差異は、生物的および非生物的制限要因を考慮しながら、生態系内の他の種との種間競争によるものです。種の実現ニッチは、優位な競争種に合わせてニッチを調整せざるを得ないため、通常は基本ニッチ幅よりもはるかに狭くなります。
ある種が生息する物理的な領域を、その種の「生息地」と呼ぶ。その種の生存に不可欠な環境的特徴の集合を、「ニッチ」と呼ぶ。（生態学、ベゴン、ハーパー、タウンゼント著）
実現ニッチと基本ニッチの違いは、ある環境におけるさまざまな種との相互作用が、別の種の適応度にどのように影響するかを理解する上で重要です。これは、種が生態系でどのように機能するかを理解する上で重要なだけでなく、侵入種の潜在的および実現された成功を判断する上でも重要です。侵入種は、さまざまな種の存在または不在に基づいて理論的に存在できるはずの環境で繁栄したり、絶滅したりする可能性があります。[ 2 ]生き残るためには、侵入種はまず新しい地域への移動を無事に生き延び、次にその生息地で生き延びることができなければなりません。その後、侵入した新しい環境にすでにいる他の種とうまく競争して繁殖できなければなりません。これらの要因を考慮すると、すべての侵入種が新しい環境に壊滅的な影響を与えるわけではありません。なぜなら、新しい環境に悪影響を与える前に、まずこれらの他の課題を克服する必要があるからです。
生物の生息環境において、非生物的要因と生物的要因は種の生存能力を決定しますが、その環境の非生物的要因と生物的要因は、その種の存在によって変化する可能性があります。生息環境における種の生物的環境への影響は、その種の生存能力だけでなく、共存する他の種にも影響を及ぼす傾向があります。これらの変化は、新たな生息地における外来種の影響を理解する上で重要です。新たな種が環境の非生物的要因と生物的要因を変化させる能力は、以前は生息可能だった環境を、その種にとって生息不可能なものにする可能性があります。この種の絶滅は、環境の生物的要因をさらに変化させる可能性があります。外来種は生物的環境に直接影響を与えるだけでなく、その生息地で生存可能な種に影響を与えることによって、間接的にも環境に影響を与えます。
ニッチ理論では、種の分布域は生理的耐性（基本ニッチ）と生物学的制約（実現ニッチ）によって制限されるとされています。急速なニッチシフトに直面する生物の生存率は、気候変動や外来種が現在の生態系群集に及ぼす将来的な影響を科学者が予測するのに役立ちます。生物がニッチをシフトする能力は、群集形成や種分化を理解する上でも役立ちます。外来種のニッチシフトは、原産地環境と新たに侵入した環境とで異なります。外来種が新しい環境に導入されると、新たな生物学的要因、環境制約、気候の違いに対処しなければなりません。これらの変数は、生物のニッチがどのように進化するかを決定する上で重要な役割を果たします。生物物理モデルは、生物の好む気候と機能特性との関連性を利用して、生物学的要因を考慮せずに生物が生存できる場所を決定します。[ 3 ]
生態学者ジョセフ・コネルは、潮間帯の岩に生息するフジツボの種の重複に関する研究で、基本ニッチと実現ニッチの現象を記録した。彼は、Chthamalus stellatusとBalanus balanoidesがそれぞれ潮間帯の岩の上層と下層に生息しているが、Chthamalusのフジツボだけが乾燥せずに上層と下層の両方で生存できることを観察した。下層からBalanusのフジツボを取り除くと、 Chthamalusのフジツボは基本ニッチ（上層と下層の両方）を占めるようになり、これは上層における実現ニッチよりもはるかに大きい。[ 4 ]
この実験は、岩礁潮間帯へのアクセスが容易で、そこに生息する種に関する過去の研究が多数行われていることから、岩礁潮間帯で行われた。ここに生息する種の多くは定着性または動きが遅いため、研究しやすい。また、定着性または動きが遅いため、さまざまな種を操作しやすく、実験群と対照群をよりよく研究することができる。コネルの実験の目的は、岩礁潮間帯生態系における群集構造に物理的および生物的競争要因がどの程度影響するかを明らかにすることであった。垂直方向の帯状分布も、岩礁潮間帯生態系におけるさまざまな種の配置を決定する上で役割を果たしており、これは以前は潮汐によるものと考えられていた。[ 5 ]
Tingleyらによる研究では、オーストラリアへのオオヒキガエル（Rhinella marina、旧学名：Bufo marinus ）の侵入に焦点を当てている。このヒキガエルは、温度順化と運動機能の向上により、生息域を大幅に拡大した。この研究の証拠は、ヒキガエルの本来のニッチと侵入先の環境ニッチに違いがあることを示している。180の事例研究のレビューでは、侵入種のわずか50%しかニッチシフトを経験していないことが示された。しかし、ニッチの変化はさまざまな方法で決定されるため、この研究の正確性を判断するのは難しい。
また、ヒキガエルの生息域の拡大は、同じ物理的条件が両方に存在していたにもかかわらず、オーストラリアでのみ観察され、本来の生息地では観察されなかったことも証明されました。これは、生物的要因や分散障壁が、本来の生息地におけるヒキガエルの生息を制限していることを意味します。侵入先の生息地ではこれらの制約がないため、ヒキガエルは基本的なニッチを埋めることができます。実現ニッチを決定することは、侵入種の生物的防除剤の開発に役立ち、生物の基本的なニッチを決定することは、科学者が種が気候変動に対してどれだけうまく生き残り、適応できるかを結論付けるのに役立ちます。[ 3 ]
Truong らによる別の研究では、ヒト病原菌であるListeria monocytogenesの実現ニッチとしての植物の利用について検討した。この論文では、この病原菌が植物をその実現ニッチとしてどのように利用しているかに焦点を当てている。この病原菌の基本的なニッチは、病原菌を無菌的に（他の病原菌なしで）培養する研究によって決定できるが、非生物的要因と生物的要因によって、この病原菌が自然界で生存できる能力が制限される。この研究では、この病原菌と植物がどのように共存しているかを明確に決定することはできなかった。しかし、植物はこの病原菌の存在に対して防御しないことが示された。この研究は、植物の環境と競争が許せば、この病原菌が植物の栄養素を利用して生存および増殖できるという理論を支持した。しかし、この病原菌の実現ニッチを決定するには、より包括的な研究を実施する必要がある。この研究はさらに、生物の実現ニッチを決定することが、このヒト病原菌の自然史を理解するのにどのように役立つかを示している。[ 6 ]