Ekologiset peräkkäiset tyypit, tutkimukset ja esimerkit



Ekologinen peräkkäisyys se on prosessi, jossa kasvis- ja eläinlajit korvataan asteittain yhteisössä, mikä aiheuttaa muutoksia yhteisön kokoonpanossa. Voimme myös määritellä sen kolonisaation ja sukupuuttoon tietyssä paikassa useilla lajeilla. Tämä kuvio on ominaista olemaan ei-kausiluonteinen, suuntainen ja jatkuva.

Ekologinen peräkkäisyys on tyypillinen "määräävän aseman" ohjaamille yhteisöille, toisin sanoen niille, joissa jotkut lajit ovat kilpailukykyisesti parempia kuin muut.

Tässä prosessissa "avautuminen" syntyy häiriön seurauksena, jota voidaan pitää metsän selvityksenä, uusi saari, dyyni. Tämä aukko on alun perin "alkuperäisen asukkaan", joka siirtyy ajan myötä, koska hän ei voi säilyttää läsnäolonsa paikassa.

Häiriöt aiheuttavat yleensä lajin sekvenssin ulkonäköä (tulevat ja poistuvat paikasta), jotka voidaan jopa ennustaa.

Esimerkiksi tiedetään, että peräkkäiset lajit ovat hyviä kolonisaattoreita, kasvavat ja lisääntyvät nopeasti, kun taas myöhemmät lajit (jotka tulevat myöhemmin) ovat hitaampia kasvussa ja lisääntymisessä ja sietävät vähemmän resurssien saatavuutta.

Jälkimmäinen voi kasvaa kypsyydeksi varhaislajien läsnä ollessa, mutta lopulta lopettaa ne kilpailun avulla.

indeksi

  • 1 Perintötyypit
    • 1.1 Ensisijainen peräkkäisyys
    • 1.2 Toissijainen peräkkäisyys
  • 2 Ekologisen perimisen tutkimukset
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Clements-Gleason-kiista
    • 2.3 Kuka oli oikeassa?
  • 3 Miten ekologisia perintöjä tutkitaan?
    • 3.1 Kronoserie tai Space Replacement by Time (SFT)
  • 4 Esimerkkejä perintötutkimuksesta
    • 4.1 Kronoserien käyttö ensisijaisen peräkkäisyyden tutkimuksessa
    • 4.2 Toissijaisten perintöjen tutkiminen
  • 5 Onko perintö aina olemassa??
  • 6 Viitteet

Perintötyypit

Ekologit ovat erottaneet kahdentyyppisiä perintöjä, nimittäin: ensisijainen peräkkäisyys (esiintyy sivustoissa, joissa ei ole olemassa kasvillisuutta), ja toissijainen peräkkäisyys (esiintyy sivustoissa, joissa on jo vakiintunut kasvillisuus).

Se pyrkii myös erottamaan autogeenisen peräkkäisyyden, jota ohjaavat tietyssä paikassa toimivat prosessit ja allogeeninen peräkkäisyys, jota ohjaavat kyseisen sivuston ulkopuoliset tekijät.

Ensisijainen peräkkäisyys

Ensisijainen peräkkäisyys on lajien kolonisaatioprosessi paikassa, joka ei esitä olemassa olevaa kasvillisuutta.

Sitä tuotetaan steriileissä epäorgaanisissa substraateissa, jotka syntyvät häiriölähteistä, kuten tulivuoren, jäätymisen, muun muassa. Esimerkkejä tällaisista substraateista voivat olla: laavavirrat ja hohkakivi, hiljattain muodostuneet hiekkadyynit, meteorien iskukraterit, morainit ja substraatit, jotka ovat alttiina jäätikön vetäytymisen jälkeen..

Ensisijaisen peräkkäin aikana lajit voivat saapua kaukaisista paikoista.

Perintöprosessi tapahtuu yleensä hitaasti, koska ensimmäisten uudisasukkaiden on muutettava ympäristöä, mikä tekee siitä edullisemman muiden lajien perustamiseksi.

Esimerkiksi maaperän muodostuminen edellyttää alun perin tapahtuvan kivien hajoamista, kuolleiden orgaanisten aineiden kertymistä ja sen jälkeen maaperän mikro-organismien asteittaista muodostumista..

Toissijainen peräkkäisyys

Toissijainen peräkkäisyys tapahtuu sivustoissa, joissa on jo vakiintunut kasvillisuus. Tämä tapahtuu sen jälkeen, kun häiriö häiritsee vakiintuneen yhteisön dynamiikkaa poistamatta täysin kaikkia yksilöitä.

Yleisimpiä häiriötekijöitä, jotka voivat johtaa toissijaiseen peräkkäisyyteen, voidaan mainita mm. Myrskyt, tulipalot, sairaudet, puunkorjuu, kaivostoiminta, maatalouden selvitys..

Esimerkiksi tapauksissa, joissa alueen kasvillisuus on osittain tai kokonaan poistettu, maaperä, siemenet ja hyvin kehittyneet itiöt pysyvät hyvässä kunnossa, uusien lajien siirtymisprosessia kutsutaan toissijaiseksi peräkkäiseksi..

Ekologisen perimisen tutkimukset

Henry Chandler Cowles

Yksi ensimmäisistä, jotka tunnistivat peräkkäisyyden ekologisena ilmiönä, oli Henry Chandler Cowles (1899), joka opiskeli eri ikäisten dyynien yhteisöjä Michigan-järvellä (USA) ja päätti peräkkäisistä kuvioista.

Cowles havaitsi, että mitä enemmän hän siirtyi pois järven rannalta, oli vanhempia dyynejä, joiden välillä oli eri kasvilajeja..

Myöhemmin tieteellisellä alalla tapahtui perinpohjaisia ​​ristiriitoja perimisen käsitteestä. Yksi tunnetuimmista kiistoista on ollut tutkijoiden Frederick Clements ja Henry Gleason.

Clements-Gleason-kiista

Clements väitti, että ekologinen yhteisö on superorganismi, jossa lajit ovat vuorovaikutuksessa ja tukevat toisiaan, jopa altruistisesti. Tässä dynamiikassa on siis yhteisön kehityksen malli.

Tämä tutkija esitteli käsitteitä, kuten "olentoja" ja "huipentumaa". Olennot edustivat peräkkäisiä vaiheita, kun taas huipentuma oli pysyvä tila, joka saavutettiin peräkkäisen prosessin lopussa. Eri huipentila-tilat olivat lukuisten ympäristöjärjestelmien tulosta.

Gleason puolestaan ​​puolusti hypoteesia, että yhteisöt kehittyivät yksinkertaisesti kunkin lajin vastausten seurauksena useille fysiologisille rajoituksille, jotka ovat tyypillisiä kullekin tietylle paikalle.

Gleasonille lajin lisääntyminen tai väheneminen yhteisössä ei ollut riippuvainen yhdistyksistä muihin lajeihin.

Tämä yksilöllinen visio yhteisön kehityksestä pitää sitä yksinkertaisesti kokoelmana lajeja, joiden yksittäiset fysiologiset vaatimukset mahdollistavat tietyn paikan hyödyntämisen.

Kuka oli oikeassa?

Lyhyellä aikavälillä visio Clementsistä hyväksyttiin laajalti tiedeyhteisössä, mutta pitkällä aikavälillä Gleasonin ajatukset ovat näyttäneet olevan tarkempia kasvien peräkkäisyyden kuvauksessa.

Whittakerin, Eglerin ja Odumin kaltaiset ekologit ovat osallistuneet tähän keskusteluun, joka on paljastanut koko yhteisön ekologian kehityksen..

Tähän keskusteluun lisätään nykyään uusia malleja, kuten Drury ja Nisbet (1973), sekä Connellin ja Slatyerin (1977), jotka tuovat uusia näkemyksiä vanhasta keskustelusta..

Kuten usein näissä tapauksissa tapahtuu, on todennäköisintä, että mikään visioista (joko Clements tai Gleason's) ei ole täysin virheellinen ja molemmilla on tietty määrä tiettyjä.

Miten ekologisia perintöjä tutkitaan?

Uusien maanpohjien (esimerkiksi tulivuoren aiheuttama saari) kehittyminen on tyypillisesti satoja vuosia. Toisaalta tutkijan elinkaari on rajoitettu muutamaan vuosikymmeneen. Joten on mielenkiintoista esittää kysymys siitä, miten seurata perintötutkimusta.

Yksi tapa, jolla on löydetty perintötutkimuksia, on ollut analogisten prosessien etsiminen, joka vie vähemmän aikaa.

Esimerkiksi tiettyjen kivisten rannikkoseinien pintojen tutkiminen, jotka voidaan jättää paljaiksi ja jotka voidaan asentaa uudelleen kolonisoimalla lajeja vuosien tai vuosikymmenien jälkeen.

Chronoserie tai Space Replacement by Time (SFT)

Sitä kutsutaan cronoseriksi (kreikaksi Khronos: aika) tai "tilojen korvaaminen ajan mukaan" (SFT sen lyhenteellä englanniksi) toiseen muotoon, jota yleisesti käytetään perintötutkimuksessa. Tämä koostuu yksittäisten häiriötapahtumien aiheuttamasta eri ikäisten ja paikkakunnallisten yhteisöjen analysoinnista.

SFT: n pääasiallinen etu on se, että pitkää tarkkailuaikaa (satoja vuosia) ei tarvitse seurata peräkkäin. Yksi sen rajoituksista on kuitenkin se, että ei pystytä tietämään tarkasti, kuinka samanlaisia ​​ovat tutkittujen yhteisöjen erityiset sijainnit.

Silloin olisi mahdollista sekoittaa paikkojen ikään ja muiden muuttujien vaikutuksiin liittyviä vaikutuksia, jotka liittyvät yhteisöjen paikkoihin..

Esimerkkejä perintötutkimuksesta

Kronoserien käyttö ensisijaisen peräkkäisyyden tutkimuksessa

Esimerkkinä aikajärjestyksistä löytyy Kamijo ja hänen yhteistyökumppaninsa (2002), jotka kykenivät päättämään ensisijaisesta peräkkäisestä seurannasta Japanissa sijaitsevan Miyake-jima-saaren basaltisen tulivuoren virtauksissa..

Nämä tutkijat tutkivat erilaisten tulivuorenpurkausten, jotka ovat peräisin 16, 37, 125 ja yli 800 vuotta vanhoja, tietyn ajanjakson..

16-vuotiaassa virtauksessa he havaitsivat, että maaperä oli hyvin vähäistä, typen puuttuessa ja kasvillisuus oli lähes puuttuu, lukuun ottamatta muutamia pieniä lepakoita (Alnus sieboldiana).

Päinvastoin, vanhimmilla tontilla, he tallensivat 113 taksoa, mukaan lukien saniaiset, monivuotiset ruohokasvit, lianat ja puut.

Sitten he rekonstruoivat peräkkäisen prosessin, jossa todettiin, että lintu, typen kiinnitin, kolonisoi alasti tulivuoren laavan, mikä helpotti kirsikkapuun myöhempää tuloa (Prunus speciosa), keskiverto peräkkäin ja laakeri (\ tMachilus thunbergii), myöhäisestä seurannasta. Myöhemmin syntyi sekoitettu ja varjostettu metsä, jota hallitsivat suvut Alnus ja Prunus.

Lopuksi tutkijat totesivat, että korvaaminen Machilus Shiille (Castanopsis sieboldii) pitkäikäinen puu, jonka puusta tunnetaan yleensä Shii-take -kasveja.

Toissijaisten perintöjen tutkiminen

Toissijaisia ​​perintöjä tutkitaan usein hylättyjä kenttiä käyttäen. Yhdysvalloissa on tehty monia tämäntyyppisiä tutkimuksia, koska kyseisistä aloista on luovuttu täsmällisesti..

Esimerkiksi tunnettu ekologi David Tilman on löytänyt tutkimuksissaan, että näissä vanhoissa kentissä esiintyy peräkkäisiä peräkkäisiä järjestyksiä:

  1. Ensinnäkin kolonisoida vuotuiset rikkaruohot.
  2. Niitä seuraa monivuotiset ruohokasvit.
  3. Sitten sisällytetään varhaisen peräkkäisen puita.
  4. Lopuksi tulevat myöhäiset peräkkäiset puut, kuten havupuut ja lehtipuut.

Tilman toteaa, että maaperän typpipitoisuus kasvaa peräkkäisen edistyksen myötä. Tämä tulos on vahvistettu muissa Kiinassa hylättyjen riisipellojen tutkimuksissa.

Onko aina peräkkäistä?

Olemme todenneet tämän artikkelin alusta, että ekologinen perintö on tyypillinen "määräävän aseman" hallitsemille yhteisöille, mutta se ei ole aina näin.

On muitakin yhteisöjä, joita kutsutaan "perustajien valvomiksi". Tämäntyyppisissä yhteisöissä esitetään suuri määrä lajeja, jotka ovat samanarvoisia kuin häiriön aiheuttaman aukon ensisijaiset kolonisaattorit.

Nämä ovat lajeja, jotka ovat hyvin sopeutuneet häiriöstä aiheutuvaan abioottiseen ympäristöön ja voivat säilyttää paikkansa kuolemaan saakka, koska muut lajit eivät syrjäytä niitä kilpailukykyisesti..

Näissä tapauksissa mahdollisuus on tekijä, joka määrittelee lajin, joka vallitsee yhteisössä häiriön jälkeen, riippuen siitä, minkä lajin voi ensin saavuttaa syntyvä aukko.

viittaukset

  1. Ashmole, N. P., Oromi, P., Ashmole, M. J. ja Martin, J. L. (1992). Ensisijainen faunan peräkkäisyys tulivuoren maastossa: lava- ja luolatutkimukset Kanariansaarilla. Biologinen lehti, Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. ja Trexler J. C. (2013). Aika-aikainen korvaaminen toimii Evergladesin ekologisten ennusteiden malleissa. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. ja Sasai, K. (2002). Lämpimän lämpimän leveälehtisen metsän ensisijainen peräkkäin tulivuoren saarella Miyake-jima, Japani. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. ja Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connellin ja Slatyerin peräkkäisyysmallit biologisen monimuotoisuuden aikakaudella. Ecology, 92: 1399 - 1406. doi: 10,1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Aikavälin korvaaminen vaihtoehtona pitkäaikaisille tutkimuksille. Julkaisussa: Likens G.E. (eds) Pitkän aikavälin tutkimukset ekologiassa. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E ja Grillo, M. (2000). Etna peräkkäinen lava-virrat Etnassa. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.