Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Экологическое вымирание - это «сокращение численности вида до такой низкой численности, что, хотя он все еще присутствует в сообществе , он больше не взаимодействует в значительной степени с другими видами». [1]

Экологическое вымирание выделяется тем, что для природоохранных работ важна экология взаимодействия видов. Они заявляют, что «если вид не взаимодействует значительно с другими видами в сообществе (например, он является важным хищником , конкурентом, симбионтом , мутуалистом или добычей), его потеря может практически не привести к корректировке численности и структуры популяции других видов. ". [1]

Эта точка зрения проистекает из нейтральной модели сообществ, которая предполагает, что взаимодействие внутри видов практически отсутствует, если не доказано иное.

Эстес, Даггинс и Рэтберн (1989) признают два других различных типа вымирания:

Краеугольные камни [ править ]

Основная статья: Краеугольные камни
Пейн впервые установил концепцию краеугольного камня, изучая морскую звезду.

Роберт Пейн (1969) впервые придумал концепцию ключевого вида , изучая влияние хищной морской звезды Pisaster ochraceus на численность травоядных брюхоногих моллюсков Tegula funebralis . Это исследование проводилось в скалистой приливной среде у побережья Вашингтона ; Пейн еженедельно удалял всех Pisaster на участках размером 8 x 10 м, отмечая при этом реакцию Тегулы в течение двух лет. Он обнаружил, что удаление главного хищника, в данном случае Писастера,, уменьшилась численность видов на участках обработки. Пейн определил концепцию ключевого вида как вида, который оказывает непропорциональное влияние на структуру сообщества окружающей среды по отношению к его общей биомассе. Эффект этого ключевого вида лежит в основе концепции экологического вымирания. [2]

Примеры [ править ]

Морские каланы поддерживают общее биоразнообразие сообщества ламинарии.

Estes et al. (1978) оценили потенциальную роль калана как основного хищника в прибрежных лесах водорослей . Они сравнили Крысиный и Ближний острова на Алеутских островах, чтобы проверить, «контролирует ли хищничество калана эпибентосные популяции беспозвоночных (особенно морских ежей) и, в свою очередь, освобождает растительность от интенсивного выпаса скота». [3] Эстес и его коллеги обнаружили, что морские ежи разного размера и плотности коррелировали с присутствием популяций каланов, и, поскольку они являются основной добычей этого краеугольного хищника, каланы, скорее всего, были основными определяющими факторами различия в популяциях морских ежей . При высокой плотности каланов травоядныеморских ежей в этих лесах водорослей было строго ограничено, и это сделало конкуренцию между видами водорослей главным фактором, определяющим выживание. Однако, когда каланы отсутствовали, травоядность морских ежей значительно усилилась, что привело к уничтожению лесного сообщества ламинарии. Эта потеря неоднородности приводит к потере среды обитания как для рыб, так и для популяций орла, которые зависят от высокопродуктивной лесной среды ламинарии. Исторический чрезмерный сбор урожаямеха калана серьезно ограничили их некогда обширную среду обитания, и только сегодня ученые начинают понимать последствия этих местных исчезновений. Работы по сохранению должны быть сосредоточены на определении порога плотности, который делает каланов эффективной популяцией. Затем он должен продолжить и искусственно заново заселить исторический ареал калана, чтобы позволить лесным сообществам ламинарии восстановиться. [3]

Калифорнийский лангуст , или Panulirus прерванный , является еще одним примером трапецеидальных хищника , который имеет определенную роль в сохранении видового разнообразия в своей среде обитания. Роблес (1987) экспериментально продемонстрировал, что исключение колючих лобстеров из местообитаний приливной зоны привело к конкурентному доминированию мидий ( Mytilus edulis и M. californianus ). Эти результаты показывают еще один пример того, как экологическое исчезновение ключевого хищника может уменьшить разнообразие видов в экосистеме. К сожалению, порог экологического вымирания уже давно преодолен из-за чрезмерного вылова рыбы, когда многие местные исчезновения калифорнийских колючих омаров стали обычным явлением. [4]

Джексон и др. (2001) представили столь необходимый исторический взгляд на роль экологического вымирания, вызванного переловом устриц в Чесапикском заливе . Коммерческий лов устриц не повлиял на экосистему залива до тех пор, пока в 1870-х годах для промысла не использовались механические земснаряды. Сегодня залив страдает от эвтрофикации из-за цветения водорослей, в результате чего вода сильно гипоксична.. Это цветение водорослей конкурентно исключило выживание любых других видов, включая богатое разнообразие фауны, которая когда-то процветала, например, дельфинов, ламантинов, речных выдр, морских черепах, аллигаторов, акул и скатов. Этот пример подчеркивает потерю разнообразия, которую коммерческий промысел наносит морским экосистемам по нисходящему принципу, поскольку исключает ключевые виды окружающей среды. [5]

Инвазивные виды [ править ]

Novaro et al. (2000) оценили потенциальное экологическое исчезновение гуанако ( Lama guanicoe ) и меньшего реа ( Pterocnemia pennata ) как источника добычи для местных всеядных животных и хищников в аргентинской Патагонии . Эти местные виды заменяются интродуцированными видами, такими как европейский кролик , благородный олень и домашний скот ; совокупный ущерб от увеличения травоядности интродуцированными видами также послужил ускорению разрушения и без того сокращающихся аргентинских пампасов и степей.среды обитания. Это было первое исследование, в котором принималось во внимание большое количество разнообразных хищников, от скунсов до пум , а также проводилось их обследование на неохраняемых территориях, представляющих большую часть юга Южной Америки. Новаро и его коллеги обнаружили, что вся совокупность местных хищников полагалась в первую очередь на интродуцированные виды.в качестве кормовой базы. Они также предположили, что меньшая рея и гуанако уже прошли свою экологическую эффективную плотность как виды добычи и, таким образом, вымерли с экологической точки зрения. Возможно, ниши интродуцированных видов в качестве травоядных слишком точно отражали ниши аборигенов, и, таким образом, конкуренция была основной причиной экологического вымирания. Эффект появления новых конкурентов, таких как благородный олень и кролик, также способствовал изменению растительности в среде обитания, что могло еще больше усилить интенсивность конкуренции. Гуанако и нанд классифицируются как группы с низким риском глобального исчезновения, но этот упрощенный взгляд на их демографию не принимает во внимание то обстоятельство, что они уже вымерли в аргентинской Патагонии. Новаро и его коллеги предлагают "эта потеря может иметь сильные последствия для взаимодействия растений и животных, динамики питательных веществ и режимов нарушения ... "[6] Это яркий пример того, как текущая природоохранная политика уже не смогла защитить предполагаемые виды из-за отсутствия функционально обоснованного определения исчезновения. [6]

Кристиан обнаружил, что аргентинские муравьи нарушают мутуализм распространения семян.

Механизмы распространения семян играют фундаментальную роль в регенерации и продолжении структуры сообщества, и недавнее исследование Christian (2001) продемонстрировало сдвиг в составе растительного сообщества в южноафриканских кустарниках после вторжения аргентинского муравья (Linepithema humile ) . Муравьи распространяют до 30% флоры в кустарниках и жизненно важны для выживания финбосов.растения, потому что они закапывают крупные семена вдали от опасностей хищников и повреждений от огня. Также очень важно, чтобы семена были закопаны, потому что почти все прорастания семян происходят в первый сезон после пожара. Аргентинские муравьи, недавние захватчики, не разносят даже мелкие семена. Кристиан проверил, повлияло ли вторжение аргентинского муравья на фауну с мелкими и крупными семенами. Он обнаружил, что после пожара пополнение крупнозернистой флоры было непропорционально снижено для крупных семян на участках, уже заселенных аргентинскими муравьями. Эти первоначальные пополнения с низкой плотностью посевного материала в конечном итоге приведут к доминированию мелкосеменной фауны во вторгшихся местообитаниях.Последствия этого изменения в структуре сообщества подчеркивают борьбу за распространение крупнозернистой флоры, которая может иметь потенциальные последствия по всему миру, потому что муравьи являются основными экологическими распространителями семян по всему миру.[7]

Моделирование экологического вымирания [ править ]

Ниже определенного порога плотности летучие лисицы больше не являются эффективными распределителями семян.

Исследование МакКонки и Дрейк (2006) уникально, потому что это была одна из первых попыток смоделировать зависимую от плотности пороговую взаимосвязь, описывающую экологическое вымирание. Они изучили взаимодействие распространения семян между летучими лисицами и деревьями с крупными семенами на тропических островах Тихого океана. Островные летучие лисицы ( Pteropus tanganus ), считаются ключевыми видами, потому что они единственные распространители семян, которые могут переносить большие семена на большие расстояния. Модель «хозяин-патоген» Янзена и Коннелла предполагает, что выживаемость семян в тропиках значительно увеличивается по мере удаления от родительского дерева, на котором они высаживаются, и что деревья нуждаются в таком расселении, чтобы избежать исчезновения. В скрытой от патогенов среде тропиков распространение семян становится все более важным для выживания видов. Как и предполагалось, МакКонки и Дрейк обнаружили пороговую взаимосвязь между индексом Flying Fox Index (FFI) и средней долей семян, переносимых на расстояние более пяти метров. Ниже порога численности расселение семян было незначительным и не зависело от численности летучей лисицы; однако выше порогарасселение положительно коррелировало с увеличением численности летучей лисицы (по данным FFI). Хотя они не доказали напрямую причину этих отношений, МакКонки и Дрейк предложили поведенческий механизм. Известно, что летучие лисицы территориальны, и в отсутствие конкуренции летучая лисица будет есть в пределах одного дерева, эффективно роняя семена прямо под ним. В качестве альтернативы, если одновременно наблюдается высокая плотность кормящихся летучих лисиц (численность выше пороговой плотности), то агрессивное поведение, такое как кража фруктов с территории другого человека, приведет к более длительному среднему рассеянию семян. Таким образом, летучая лисица, рассеивающая семена, оказывает непропорциональное влияние на общую структуру сообщества по сравнению с их относительной биомассой.Моделирование воздействия экологического вымирания на сообщества - первый шаг к применению этой концепции в природоохранных работах.[8]

Хотя экологи только начинают разбираться в значимых взаимодействиях внутри экосистемы, они должны продолжать поиск эффективного порога плотности, который может поддерживать уровень равновесного видового разнообразия. Только зная, где и в какой степени конкретный вид взаимодействует со своей средой, можно будет добиться надлежащего и наиболее эффективного уровня природоохранных работ. Эта работа особенно важна для ограниченных экосистем островов, где меньше вероятность появления замещающих видов в определенных нишах. Поскольку разнообразие видов и доступная среда обитания быстро сокращаются во всем мире, определение систем, наиболее важных для экосистемы, станет ключевым моментом работы по сохранению. [8]

Изменение климата [ править ]

Изменение климата привело к многочисленным сдвигам в распределении и численности видов. Thomas et al. (2004) продолжили оценку риска исчезновения из-за этих сдвигов в широком диапазоне глобальных местообитаний. Их прогнозная модель, использующая средние оценки потепления климата в течение следующих 50 лет, предполагает, что 15–37% видов «обречены на вымирание» к 2050 году. Хотя средняя глобальная температура повысилась на 0,6 ° C, отдельные популяции и места обитания будут только реагируют на их локальные изменения климата. [9] Root et al. (2002) предполагает, что локальные изменения климата могут объяснять изменения плотности в регионах, сдвиги в фенологии (времени) событий, изменения в морфологии (биологии).(например, размер тела) и сдвиги в генетических частотах. Они обнаружили, что средний фенологический сдвиг весной был на 5,1 дня раньше для широкого диапазона из более чем тысячи собранных исследований. Этот сдвиг также, как и предполагалось, был более выражен в верхних широтах, где одновременно наблюдался самый большой сдвиг местных средних температур. [10]

В то время как потеря среды обитания , потеря мутуализма опылителей и влияние интродуцированных видов оказывают определенное давление на коренные популяции, эти эффекты следует рассматривать в синергетической, а не независимой структуре. Изменение климата может усугубить все эти процессы. Неринг (1999) обнаружил в общей сложности 16 неаборигенных термофильных фитопланктонов.Установлены в местообитаниях к северу от их обычного ареала в Северном море. Он сравнил эти изменения в ареале более южного фитопланктона с климатическими изменениями температуры океана. Все эти эффекты имеют дополнительные эффекты к стрессу для популяций в окружающей среде, и с дополнительным хрупким и более полным определением экологического вымирания необходимо принимать во внимание превентивные меры по сохранению. [11]

Последствия для природоохранной политики [ править ]

Политика сохранения исторически отставала от современной науки во всем мире, но в этот критический момент политики должны приложить усилия, чтобы наверстать упущенное, прежде чем на нашей планете произойдет массовое вымирание. Например, вершина американской природоохранной политики - Закон об исчезающих видах.1973 г., не признает каких-либо преимуществ защиты интерактивных видов, которые могут способствовать поддержанию общего видового разнообразия. Политика должна сначала оценить, считается ли рассматриваемый вид высоко интерактивным, задавая вопросы: «приводит ли отсутствие или потеря этого вида, прямо или косвенно, к потере общего разнообразия, влияет на воспроизводство или пополнение других видов, приводит ли к изменение структуры среды обитания, привести к изменению продуктивности или динамики питательных веществ между экосистемами, изменить важные экологические процессы или снизить устойчивость экосистемы к нарушениям? ». [12] После того, как эти многочисленные вопросы будут решены для определения интерактивного вида, необходимо оценить экологически эффективный порог плотности, чтобы сохранить эту экологию взаимодействия. Этот процесс содержит многие из тех же переменных, которые содержатся в жизнеспособных оценках численности населения, и поэтому его нетрудно включить в политику. Чтобы избежать массового вымирания в глобальном масштабе, которого никто не видел раньше, ученые должны понимать все механизмы, управляющие этим процессом. Именно сейчас правительства стран мира должны действовать, чтобы предотвратить дальнейшее развитие этой катастрофы утраты биоразнообразия и тратить впустую все время и деньги, потраченные на предыдущие усилия по сохранению. [12]

См. Также [ править ]

  • Аргентинский муравей
  • Калифорнийский колючий лобстер
  • Изменение климата
  • Экологический порог
  • Вымирание
  • Летучая лисица
  • Гуанако
  • Краеугольные камни
  • Рея
  • Морская выдра

Заметки [ править ]

  1. ^ a b c d Estes et al. Экология вымирания в лесных сообществах ламинарии . Биология сохранения. 3: 252-264. 1989 г.
  2. ^ Пейн, Р.Т. Взаимодействие рыбок и тегулы: участки добычи, пищевые предпочтения хищников и структура сообщества приливов . Экология. 6: 950-961. 1969 г.
  3. ^ a b Estes et al. Хищники каланов и организация их сообществ на западных Алеутских островах, Аляска . Экология. 59: 822-833. 1978 г.
  4. ^ Роблес, С. Характеристики кормодобывания хищников и структура популяции добычи на защищенном берегу . Экология. 65: 1502-1514. 1987 г.
  5. ^ Джексон и др. Исторический перелов и недавний крах прибрежных экосистем . Наука. 293 (5530): 629-638. 2001 г.
  6. ^ a b Новаро, Андрес Дж .; Фунес, Мартин С .; Сьюзан Уокер, Р. (2000). «Экологическое вымирание местной добычи хищников в аргентинской Патагонии». Биологическая консервация . 92 : 25–33. DOI : 10.1016 / S0006-3207 (99) 00065-8 .
  7. ^ Кристиан, CE Последствия биологического вторжения важность мутуализма для растительных сообществ . Природа. 413: 635-640. 2001 г.
  8. ^ a b МакКонки, К.Р., & Дрейк, Д.Р. Летучие лисицы перестают функционировать как распространители семян задолго до того, как они становятся редкостью . Экология. 87 (2): 271-276. 2006 г.
  9. ^ Thomas et al. Риск исчезновения из-за изменения климата. Природа. 427: 145-149. 2004 г.
  10. ^ Root et al. Отпечатки глобального потепления на диких животных и растениях . Природа. 421: 57-60. 2003 г.
  11. ^ Неринг, С. Создание теплолюбивых видов фитопланктона в Северном море: биологические индикаторы климатических изменений? Журнал ICES по морским наукам. 55: 818-823. 1998 г.
  12. ^ a b Soulé et al. Сильно взаимодействующие виды: политика сохранения, управление и этика . Биология. 55 (2): 168-176. 2005 г.