Эволюционная экология находится на пересечении экологии и эволюционной биологии . Он подходит к изучению экологии таким образом, чтобы явно рассматривать эволюционную историю видов и взаимодействия между ними. И наоборот, это можно рассматривать как подход к изучению эволюции, который включает понимание взаимодействий между рассматриваемыми видами. Основными областями эволюционной экологии являются эволюция жизненного цикла , социобиология ( эволюция социального поведения ), эволюция межвидовых взаимодействий (например, сотрудничество , взаимодействия хищник-жертва , паразитизм)., мутуализм ) и эволюция биоразнообразия и экологических сообществ .
Эволюционная экология в основном рассматривает две вещи: как взаимодействия (как между видами, так и между видами и их физической средой) формируют виды посредством отбора и адаптации, и последствия возникающих в результате эволюционных изменений.
Эволюционные модели [ править ]
| Часть серии по |
| Эволюционная биология |
|---|
 |
|
КатегорияБольшая часть эволюционной экологии связана с использованием моделей и поиском эмпирических данных в качестве доказательства. [1] Примеры включают модель размера кладки Лака, разработанную Дэвидом Лэком, и его исследование зябликов Дарвина на Галапагосских островах. Изучение Дарвиновских зябликов имело важное значение для анализа роли различных экологических факторов в видообразовании . Лэк предположил, что различия между видами являются адаптивными и вызваны естественным отбором , основываясь на утверждении Г. Ф. Гаузе, что два вида не могут занимать одну и ту же нишу. [2]
Ричард Левинс представил свою модель специализации видов в 1968 году, в которой исследовалось, как специализация среды обитания развивалась в гетерогенных средах с использованием наборов приспособленности, которыми обладает организм или вид. Эта модель развивает концепцию пространственных масштабов в конкретных средах, определяя мелкозернистые пространственные масштабы и крупнозернистые пространственные масштабы. [3] Смысл этой модели заключается в быстром росте понимания экологами того, как пространственные масштабы влияют на разнообразие видов в определенной среде. [4]
Другая модель - это модели мутуализма Лоу и Дикманна 1996 года , которые определяются как отношения между двумя организмами, приносящие пользу обоим. [5] Ло и Дикманн разработали структуру, называемую адаптивной динамикой, которая предполагает, что изменения в популяциях растений или животных в ответ на нарушение или его отсутствие происходят быстрее, чем происходят мутации. Он призван упростить другие модели, касающиеся взаимоотношений внутри сообществ. [6]
Модель запутанной природы [ править ]
Модель запутанной природы предоставляет различные методы для демонстрации и прогнозирования тенденций в эволюционной экологии. Модель анализирует индивидуум, предрасположенный к мутации в популяции, а также другие факторы, такие как скорость вымирания. [7] Модель была разработана Саймоном Лэрдом, Дэниелом Лоусоном и Хенриком Джелдтофтом Дженсеном из Имперского колледжа Лондона в 2002 году. Цель модели - создать простую и логичную экологическую модель, основанную на наблюдениях. Модель разработана таким образом, что экологические эффекты могут быть учтены при определении формы и приспособленности популяции.
Экологическая генетика [ править ]
Экологическая генетика связана с эволюционной экологией через изучение того, как признаки развиваются в естественных популяциях. [8] Экологов волнует, как среда и временные рамки приводят к тому, что гены становятся доминирующими. Организмы должны постоянно адаптироваться, чтобы выжить в естественной среде обитания. Гены определяют, какие организмы выживут, а какие вымрут. Когда у организмов развиваются разные генетические вариации, даже если они происходят от одного и того же вида, это называется полиморфизмом. [9] Организмы, передающие полезные гены, продолжают развивать свой вид, чтобы иметь преимущество в своей нише.
Эволюционные экологи [ править ]
Чарльз Дарвин [ править ]
Основу основных принципов эволюционной экологии можно отнести к Чарльзу Дарвину (1809–1882), в частности, к его теории естественного отбора и динамики популяций , в которой обсуждается, как популяции вида меняются с течением времени. [10] По словам Эрнста Майра , профессора зоологии Гарвардского университета, наиболее заметные вклады Дарвина в эволюционную биологию и экологию заключаются в следующем: «Первое - это непостоянство видов или современная концепция эволюции как таковая. Второй - это концепция ветвящейся эволюции, подразумевающая общее происхождение всех видов живых существ на Земле от одного уникального происхождения ». [11] Кроме того, «Дарвин далее отметил, что эволюция должна быть постепенной, без серьезных разрывов или разрывов. Наконец, он пришел к выводу, что механизм эволюции - это естественный отбор ». [12]
Джордж Эвелин Хатчинсон [ править ]
Вклад Джорджа Эвелин Хатчинсон (1903–1991) в область экологии насчитывал более 60 лет, в течение которых он оказал значительное влияние на системную экологию, радиационную экологию, лимнологию и энтомологию . [13] Хатчинсон, которого Стивен Джей Гулд назвал «отцом современной экологии» [14] , был одним из первых ученых, которые связали экологию и математику. По словам Хатчинсона, в этом техническом введении в популяционную экологию он построил «математические модели популяций, изменяющихся пропорций особей разного возраста, рождаемости, экологической ниши и взаимодействия популяций». [15] Он также проявлял огромный интерес к лимнологии из-за своей веры в то, что озера можно изучать как микрокосм, который дает представление о поведении системы. [16] Хатчинсон также известен своей работой «Круговые случайные системы в экологии», в которой он утверждает, что «на группы организмов может воздействовать их среда, и они могут реагировать на нее. Если набор свойств в любой из систем изменяется таким образом, что действие первой системы на вторую изменяется, это может вызвать изменения свойств второй системы, которые изменяют способ действия второй системы на первую ». [17]
Роберт Макартур [ править ]
Роберт МакАртур (1930–1972) наиболее известен в области эволюционной экологии своей работой «Теория островной биогеографии» , в которой он и его соавтор предполагают, что «количество видов на любом острове отражает баланс между их скоростью и скоростью. какие новые виды колонизируют его, и насколько быстро вымирают популяции устоявшихся видов ». [18]
Эрик Пьянка [ править ]
По данным Техасского университета, работа Эрика Пианки (1939 г. - настоящее время) в области эволюционной экологии включает стратегии добычи, репродуктивную тактику, теорию конкуренции и нишу, структуру и организацию сообщества, видовое разнообразие и понимание редкости. [19] Пьянка также известен своим интересом к ящерицам для изучения экологических явлений, поскольку он утверждал, что они «часто были многочисленны, поэтому их относительно легко найти, наблюдать и поймать». [20]
Майкл Розенцвейг [ править ]
Майкл Л. Розенцвейг (1941 г. - настоящее время) создал и популяризировал экологию примирения , которая началась с его теории о том, что выделенных природных заповедников недостаточно для сохранения биоразнообразия Земли, поскольку люди использовали так много земли, что отрицательно повлияли на биогеохимические циклы. и оказали другие экологические воздействия, которые отрицательно повлияли на состав видов. [21]
Другие известные эволюционные экологи [ править ]
- Р. А. Фишер (1890–1962), чья фундаментальная теорема 1930 г. о естественном отборе признала силу строгого применения теории естественного отбора к популяционной биологии. [22]
- Дэвид Лэк (1910–1973), последователь Чарльза Дарвина , работал над объединением областей эволюционной биологии и экологии , уделяя основное внимание птицам и эволюции .
- Тьерри Лоде (1956 - настоящее время), французский эколог, чья работа была сосредоточена на том, как сексуальный конфликт в популяциях видов влияет на эволюцию. [23] [24]
Исследование [ править ]
Идея Майкла Розенцвейга об экологии примирения была разработана на основе существующих исследований, которые проводились по принципу, впервые предложенному Александром фон Гумбольдтом, согласно которому более крупные участки земли будут иметь большее видовое разнообразие по сравнению с меньшими участками. Это исследование было сосредоточено на взаимосвязях между видами и ареалами (SPAR) и различных масштабах, в которых они существуют, от области выборки до SPAR между провинциями. Стабильная динамика разнообразия породила эти SPAR, которые сейчас используются для измерения сокращения видового разнообразия на Земле. В ответ на это сокращение разнообразия родилась экология примирения Розенцвейга. [25]
Эволюционная экология изучалась с помощью симбиотических отношений между организмами, чтобы определить эволюционные силы, с помощью которых развиваются такие отношения. В симбиотических отношениях симбионт должен предоставить своему хозяину некоторое преимущество, чтобы выжить и продолжать оставаться эволюционно жизнеспособным. Исследования были проведены с использованием тлей и симбиотических бактерий, с которыми они совместно эволюционируют. Эти бактерии чаще всего сохраняются из поколения в поколение, демонстрируя высокий уровень вертикальной передачи . Результаты показали, что эти симбиотические бактерии в конечном итоге придают своим тлям-хозяевам некоторую устойчивость к паразитам, что одновременно увеличивает приспособленность тлей и приводит к совместной эволюции между видами, опосредованной симбионтами. [26]
Цветовые вариации у цихлид [ править ]
Эффекты эволюционной экологии и ее последствия можно увидеть на примере цветовых вариаций африканских цихлид . Цихлиды, насчитывающие более 2000 видов, очень разнообразны и способны к сложным социальным взаимодействиям. [27] Полихроматизм, изменение цветовых узоров в популяции, происходит у цихлидных рыб из-за адаптации к окружающей среде и увеличения шансов на половое размножение. [28]
См. Также [ править ]
- Эволюционная экология (журнал)
Ссылки [ править ]
- ^ Морозов, Андрей (2013-12-06). «Моделирование биологической эволюции: недавний прогресс, текущие проблемы и будущее направление» . Интерфейсный фокус . 3 (6): 20130054. DOI : 10.1098 / rsfs.2013.0054 . ISSN 2042-8898 . PMC 3915852 .
- ^ "Отсутствие, Дэвид Ламберт". Полный словарь научной биографии, т. 17, Сыновья Чарльза Скрибнера, 2008 г., стр. 521–523. Виртуальная справочная библиотека Gale, go.galegroup.com/ps/i.do?p=GVRL&sw=w&u=tusc49521&v=2.1&id=GALE%7CCX2830905204&it=r&asid=f73ad736d17e749682f6a72c03aeca54. По состоянию на 10 ноября 2017 г.
- ^ Браун, Джоэл С. и Ноэль Б. Павлович. «Эволюция в гетерогенных средах: влияние миграции на специализацию среды обитания». Эволюционная экология, т. 6, вып. 5, 1992, стр. 360–382. DOI : 10.1007 / bf02270698 .
- ^ Харт, Саймон П. и др. «Пространственные масштабы сосуществования видов». Природа, экология и эволюция, т. 1, вып. 8. 2017. С. 1066–1073. DOI : 10.1038 / s41559-017-0230-7
- ^ Бронштейн, Юдифь. «Мутуализмы и симбиозы». Oxford Bibliographies, 20 ноября 2017 г., www.oxfordbibliographies.com/view/document/obo-9780199830060/obo-9780199830060-0006.xml.
- ^ Акчай, Эрол. (2015). Эволюционные модели мутуализма. В JL Бронштейн (ред.), Мутуализм (стр. 57–76). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.
- ^ Laird, Саймон (2008), "запутанная Природа модель эволюционной экологии: обзор", Математическое моделирование биологических систем , II : 49-62, DOI : 10.1007 / 978-0-8176-4556-4_5 , ISBN 978-0-8176-4555-7, S2CID 27173854
- ^ «Экологическая генетика» . Вайли. Сентябрь 2016 . Проверено 4 ноября 2017 года .
- ^ «Полиморфизм» . биология онлайн. 6 декабря 2008 . Проверено 4 ноября 2017 года .
- ^ "Динамика населения | электронная кология" . sites.nicholas.duke.edu . Проверено 8 декабря 2017 .
- ^ Майр, Эрнст. «Влияние Дарвина на современную мысль» . Scientific American . Проверено 8 декабря 2017 .
- ^ Майр, Эрнст. «Влияние Дарвина на современную мысль» . Scientific American . Проверено 8 декабря 2017 .
- Перейти ↑ Slobodkin, LB (1993). «Благодарность: Джордж Эвелин Хатчинсон». Журнал экологии животных . 62 (2): 390–394. DOI : 10,2307 / 5370 . JSTOR 5370 .
- Перейти ↑ Slobodkin, LB (1993). «Благодарность: Джордж Эвелин Хатчинсон». Журнал экологии животных . 62 (2): 390–394. DOI : 10,2307 / 5370 . JSTOR 5370 .
- ^ 1943-, Роквуд, Ларри Л. (2006). Введение в популяционную экологию . Молден, Массачусетс: Blackwell Pub. ISBN 9781405132633. OCLC 60322007 .CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
- ^ Хайленд, Каллен (лето 2011). «Искусство экологии, труды Дж. Эвелин Хатчинсон» . Йельский журнал биологии и медицины . 84 (2): 175–176. ISSN 0044-0086 . PMC 3117418 .
- ^ Хатчинсон, Г. Эвелин (1948-10-01). «Круговые причинные системы в экологии». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 50 (4): 221–246. Bibcode : 1948NYASA..50..221H . DOI : 10.1111 / j.1749-6632.1948.tb39854.x . ISSN 1749-6632 . PMID 18886382 . S2CID 29091812 .
- ^ "Островная биогеография" . web.stanford.edu . Проверено 8 декабря 2017 .
- ^ «Вклад Эрика Пианки в экологию» . www.zo.utexas.edu . Проверено 8 декабря 2017 .
- ^ «Вклад Эрика Пианки в экологию» . www.zo.utexas.edu . Проверено 8 декабря 2017 .
- ^ Л., Розенцвейг, Майкл (2003). Беспроигрышная экология: как виды на Земле могут выжить в условиях человеческой деятельности . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780195156041. OCLC 62866022 .
- ^ Эрик Р. Пианка. 2011. Эволюционная экология. Седьмое издание - электронная книга. п. 13. По состоянию на 7 июня 2014 г.
- ^ Тьерри Лоде 2014. Manifeste pour une écologie évolutive. Редакторы Odile Jacob, Париж.
- ^ Лоде, Тьерри и др. «Асинхронный характер прибытия, функциональное соотношение полов и наличие нескольких отцов у территориального размножающегося бесхвостого амурана, Rana dalmatina». Биологический журнал Линнеевского общества, вып. 86, нет. 2, 2005, стр. 191–200. DOI : 10.1111 / j.1095-8312.2005.00521.x.
- ↑ Розенцвейг, Майкл Л. «Экология примирения и будущее видового разнообразия». Орикс, т. 37, нет. 02, 10 февраля 2003, DOI : 10,1017 / s0030605303000371 .
- ^ Ворбургер, Кристоф и др. «Сравнение основных и индуцированных затрат на устойчивость симбионтов к паразитоидам у тлей». Экология и эволюция, т. 3, вып. 3. 2013. С. 706–13. DOI : 10.1002 / ece3.491 .
- ^ Саббах, Шай; Лариа, Райко; Грей, Сюзанна М; Гавришин, Крейг В. (28 октября 2010 г.). «Функциональное разнообразие в цветовом восприятии рыб-цихлид» . BMC Biology . 8 : 133. DOI : 10.1186 / 1741-7007-8-133 . PMC 2988715 . PMID 21029409 .
- ^ Зеехаузен; Мэйхью; Альфен, Дж. Дж. М. Ван (25 декабря 2001 г.). «Эволюция цветовых узоров у восточноафриканских рыб цихлид» . Журнал эволюционной биологии . 12 (3): 514. DOI : 10,1046 / j.1420-9101.1999.00055.x . S2CID 19031252 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Фокс, К. В., Рофф, Д. А. и Фэйрберн, Д. Д. 2001. Эволюционная экология: концепции и тематические исследования. Издательство Оксфордского университета.
- Мэйхью, П.Дж. 2006. Открытие эволюционной экологии: объединение экологии и эволюции. Издательство Оксфордского университета.
- Пьянка, ER 2000. Эволюционная экология, 6-е изд. Бенджамин Каммингс.
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с эволюционной экологией, на Викискладе?
- Evolutionary Ecology Research - журнал в данной области.
- Методы экологии и эволюции - отраслевой журнал.
- Экология и эволюция - Wiley
- Эволюционная экология - Спрингер
