Эффект спасения - это явление, которое впервые было описано Брауном и Кодриком-Брауном [1] и обычно используется в динамике метапопуляции и во многих других дисциплинах экологии . Этот популяционный процесс объясняет, как миграция особей может увеличить устойчивость небольших изолированных популяций, помогая стабилизировать метапопуляцию, тем самым снижая шансы на вымирание. [2] [3] Другими словами, иммиграция может привести к повторному заселению ранее вымерших участков, способствуя долгосрочному сохранению сети популяций. [3]
Внутренняя механика
Эффект спасения чрезвычайно важен в районах, где существование вида находится под угрозой из-за растущих темпов разрушения и фрагментации среды обитания . [3] [4] Если степень распространения вида сокращается из-за разрушения его среды обитания, скорость миграции уменьшится , что приведет к снижению численности другой популяции (того же вида), участок которой не изменился. Это наглядный пример того, как уменьшение или устранение перемещений между матчами и, следовательно, отсутствие эффекта спасения напрямую связаны с численностью и заселенностью участков вида. [4]
Такие же последствия для численности и распространения можно наблюдать, когда разные ландшафты или участки не связаны между собой из-за отсутствия коридоров для диких животных . [4] [5] Также может наблюдаться противоположная ситуация, когда скорость иммиграции на участок увеличивается по мере увеличения доли участков, которые заняты. Это приводит к положительной связи между локальной численностью и количеством занятых пятен. [2] [4]
Следовательно, важность динамики метапопуляций и взаимосвязанности ландшафтов для сохранения популяций в фрагментированных ландшафтах является важным фактором, который необходимо учитывать при управлении видами, находящимися под угрозой исчезновения. [3] [4] [6] [7] [8]
Отношения с другими теориями и явлениями
Эффект спасения - это обычное влияние на многие островные жители, даже если он кажется не очевидным из-за их очевидного отсутствия связи с материком. Тем не менее, общий принцип, применимый к любому острову, гласит, что: если уровень иммиграции достаточно высок по сравнению с темпами вымирания, острова, которые находятся ближе к источникам распространения видов, будут иметь более высокие темпы иммиграции и, следовательно, более низкие показатели вымирания и обновления, чем более изолированные острова . [1] [5]
С другой стороны, если темпы иммиграции и колонизации низки по сравнению с темпами вымирания, что означает, что умирает больше особей популяции по сравнению с вновь прибывшими, эффект спасения невелик. Можно также сделать вывод, что изоляция острова должна быть обратно пропорциональна скорости текучести населения, населяющего остров. [1]
Таким образом, можно сделать вывод, что повторное заселение конспецификами является важным механизмом, позволяющим некоторым видам сохраняться на островах. Это особенно верно для видов, которые представляют ранние стадии циклов островных таксонов и характеризуются кривыми вид-площадь с пологим уклоном. [9] [10]
Также здравый смысл, связанный с шансами на эффективное спасение на островах, - это размер самого острова. Это называется «эффектом целевой области» и гласит, что: чем больше площадь острова, тем больше вероятность колонизации активных или пассивных иммигрантов. [1]
Спасательный эффект и разгонные движения
Другой общий принцип, связанный как с эффектом спасения, так и с ранее прокомментированной островной биогеографией, - это способность вида к расселению . Эффект спасения будет увеличиваться за счет тенденции [11] для тех видов, которые хорошо диспергируют и, следовательно, имеют высокие темпы иммиграции. [1]
Эффект спасения и фитнес
Снижение приспособленности (биологии) популяции является прямым следствием ее низкого разнообразия, которое зависит от экспрессии вредных рецессивных аллелей . В больших популяциях естественный отбор удерживает такие аллели на низкой частоте. Поскольку они обычно встречаются у гетерозигот , они маскируются копией «нормальных аллелей». Но в небольших популяциях из-за инбридинга эти вредоносные аллели могут дрейфовать до высоких частот и выражаться в гомозиготах .
Эти гомозиготные (инбредные) особи часто имеют более низкие шансы на выживание и плодовитость ; снижение физической формы. Естественный процесс миграции действует как эффект спасения, противодействуя фиксации вредных аллелей и увеличивая количество гетерозигот за счет импорта новых аллелей из других популяций.
Это означает, что иммигранты вносят положительный вклад в приспособленность помимо демографических эффектов простого добавления новых особей, принося новые аллели населению.
Этот эффект спасения наиболее вероятен, если популяция реципиентов небольшая, изолированная и страдает от инбридинговой депрессии. [12]
Эффект спасения и колебания окружающей среды
Эффективность спасательного эффекта, снижающего риск исчезновения через рассредоточение, также зависит от корреляции колебаний окружающей среды, испытываемых различными популяциями. Если корреляция высока, все популяции сокращаются одновременно, уменьшая темпы повторного заселения пустых участков. [12] Это означает, что если экологические явления одновременно уменьшают распределение или численность многих популяций на большой географической территории, вероятность спасательного эффекта очень мала.
Положительные последствия
Некоторые из этих ранее объясненных концепций могут быть очень ценными и применимы при управлении популяциями. В дополнение к опосредованному человеку расселению посредством реинтродукции и перемещения, расселение особей (следовательно, способствуя спасительному эффекту) может быть обеспечено восстановлением и сохранением среды обитания, лежащей между существующими популяциями, иногда называемой ландшафтной матрицей (термин, часто используемый в ландшафтной экологии ). [12]
Отрицательные последствия
Повышенная связь может также иметь антиспасательный эффект, когда благоприятствует распространению болезней, паразитов или хищников. Кроме того, поток генов иногда может снизить местную адаптацию. [13] С прибытием новых особей (иммигрантов), вносящих свой вклад в свою новую генетическую изменчивость, генетическая дифференциация островной популяции может быть задержана или предотвращена, что не позволит адаптироваться популяции к новой среде обитания.
Были найдены доказательства, подтверждающие идею о том, что эволюция генетически отличных островных популяций представляет собой вступление в цикл таксона, ведущее к исчезновению островных эндемичных популяций. [9] [10]
Рекомендации
- ^ а б в г д Браун Дж. Х., Кодрик-Браун А. 1977 Скорость оборота в островной биогеографии: влияние иммиграции на вымирание. Экология 58, 445–449. (DOI: 10.2307 / 1935620)
- ^ a b Ричардс, CM (2000). Инбридинговая депрессия и генетическое спасение в метапопуляции растений. Американский натуралист, 155, 383–394.
- ^ a b c d Эрикссон А., Элис-Вольф Ф., Мехлиг Б., Маника А. 2014. Возникновение эффекта спасения от явной динамики внутри и между участками в метапопуляции. Proc. R. Soc. B 281: 20133127. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2013.3127
- ^ a b c d e Гонсалес, А. (1998). Динамика, численность и распространение метапопуляции в микроэкосистеме. Наука, 281 (5385), 2045-2047. https://doi.org/10.1126/science.281.5385.2045
- ^ a b Ву Дж. и Ванкат Дж. Л. 1995. Биогеография острова: теория и приложения. В: Nierenberg WA (ed.), Энциклопедия экологической биологии. Academic Press, Сан-Диего, Калифорния, США, стр. 371–379.
- ^ Pavlacky DC, Possingham HP, Lowe AJ, Прентис PJ, зеленый DJ, Goldizen AW. 2012 Антропогенное изменение ландшафта способствует асимметричному расселению и ограничивает заселение участков в пространственно структурированной популяции птиц. J. Anim. Ecol. 81,
- ^ Дорнье A, Cheptou PO. 2012 г. Детерминанты исчезновения фрагментированных популяций растений: Crepis sancta (asteraceae) в городских условиях. Oecologia 169, 703–712. (DOI: 10.1007 / s00442-011-2229-0)
- ^ Лоусон CR, Бенни JJ, Томас CD, Ходжсон JA, Уилсон RJ. 2012 Местное и ландшафтное управление расширяющейся границей ареала в условиях изменения климата. J. Appl. Ecol. 49, 552–561.
- ^ a b Ricklefs RE, Cox GW. 1972. Циклы таксонов в орнитофауне Вест-Индии. Американский натуралист 106: 195–219.
- ^ a b Скотт Уилсон, Энн Э. МакКеллар, Мэтью В. Рудинк, Питер П. Марра и Лорен М. Рэтклифф, Зависимая от плотности иммиграция способствует стабильности популяции у птиц, перелетных на большие расстояния, Population Ecology, 10.1007 / s10144-017- 0582-5, 59, 2, (169-178), (2017).
- ^ Даймонд, М. (1975). ОСТРОВНАЯ ДИЛЕММА: УРОКИ СОВРЕМЕННЫХ БИОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРИРОДНЫХ ЗАПОВЕДНИКОВ. Recuperado de http://www.jareddiamond.org/Jared_Diamond/F Further_Reading_files/Diamond%201975.pdf
- ^ a b c Макдональд, DW, и Уиллис, KJ (2013). Ключевые темы биологии сохранения 2. Хобокен, штат Нью-Джерси, Estados Unidos: Wiley.
- ^ Хардинг, К., & Макнамара, М. (2002). Унифицирующая структура для динамики метапопуляции (10.1086 / 341014). Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/23174968_A_Unifying_Framework_for_Metapopulation_Dynamics