Ekologiska arvstyper, studier och exempel

3052
Robert Johnston
Ekologiska arvstyper, studier och exempel

Ekologisk arv Det är processen med gradvis ersättning av växt- och djurarter i ett samhälle, som orsakar förändringar i dess sammansättning. Vi kan också definiera det som ett mönster av kolonisering och utrotning på en viss plats av flera arter. Detta mönster kännetecknas av att det är icke-säsongsriktat, riktat och kontinuerligt..

Ekologisk arv är typisk för samhällen som kontrolleras av "dominans", det vill säga de där vissa arter är konkurrenskraftigt överlägsna andra.

Figur 1. Primär arv. Källa: Av Rcole17 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

I denna process produceras en "öppning" som ett resultat av en störning, som kan ses som en röjning i skogen, en ny ö, en sanddyn, bland andra. Denna öppning ockuperas ursprungligen av en "initial kolonisator", som är fördriven med tidens gång eftersom han inte kan behålla sin närvaro på platsen..

Störningar ger vanligtvis upphov till en sekvens av arter (att komma in och lämna scenen), som till och med kan förutsägas.

Till exempel är tidiga arter i följd kända för att vara bra kolonisatorer, växer och reproducerar snabbt medan senare arter (som kommer in senare) är långsammare i tillväxt och reproduktion och tolererar mindre resurstillgänglighet..

Den senare kan växa till mognad i närvaro av den tidiga arten, men så småningom slutar de utesluta dem på grund av konkurrens..

Artikelindex

  • 1 Typer av arv
    • 1.1 Primär arv
    • 1.2 Sekundär arv
  • 2 Studier av ekologisk arv
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Kontroversen Clements-Gleason
    • 2.3 Vem hade rätt?
  • 3 Hur studeras ekologiska arv??
    • 3.1 Chronoseries eller ersättning av tidsrum (SFT)
  • 4 Exempel på studier av sekvenser
    • 4.1 Användning av en kronoserie i studien av en primär sekvens
    • 4.2 Studie av sekundära sekvenser
  • 5 Finns det alltid arv??
  • 6 Referenser

Typer av arv

Ekologer har urskiljat två typer av arv, nämligen: primär succession (förekommer på platser utan befintlig vegetation) och sekundär succession (förekommer på platser med redan etablerad vegetation).

En skillnad görs också mellan autogen succession, som drivs av processer som fungerar inom en viss plats, och allogen succession, som drivs av faktorer utanför den platsen..

Primär arv

Primär arv är processen för kolonisering av arter på en plats som inte har redan existerande vegetation.

Det förekommer i sterila oorganiska substrat som genereras av störningskällor som bland annat vulkanism, isbildning. Exempel på sådana substrat kan vara: lavaströmmar och pimpstensslätter, nybildade sanddyner, kratrar orsakade av en meteorpåverkan, moräner och exponerade substrat efter att en glaciär har dragit sig tillbaka..

Figur 2. Lavaströmmar koloniseras när de svalnat i det första steget av en ekologisk följd. Källa: Av Jim D. Griggs, HVO (USGS) personalfotograf [1] [2] http://pubs.usgs.gov/dds/dds-80/, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/ w / index.php? curid = 326880

Under primär arv kan arter komma från avlägsna platser.

Successionsprocessen sker vanligtvis långsamt, eftersom det är nödvändigt för de första bosättarna att omvandla miljön, vilket gör den mer gynnsam för etablering av andra arter..

Till exempel kräver jordbildning att nedbrytning av stenar sker initialt, ackumulering av dött organiskt material och därefter gradvis etablering av jordmikroorganismer..

Sekundär arv

Sekundär arv sker på platser med redan etablerad vegetation. Detta inträffar efter att en störning stör dynamiken i det etablerade samhället utan att helt eliminera alla individer.

Bland de vanligaste orsakerna till störningar som kan leda till en sekundär följd kan vi nämna: stormar, bränder, sjukdomar, avverkning, gruvdrift, jordbruksröjning, bland andra..

Till exempel, i de fall där vegetationen i ett område delvis eller helt har eliminerats, med jord, frön och välutvecklade sporer i gott skick, kallas koloniseringsprocessen för nya arter sekundär succession..

Ekologiska successionsstudier

Henry Chandler Cowles

En av de första som erkände arv som ett ekologiskt fenomen var Henry Chandler Cowles (1899), som studerade dyngrupper i olika åldrar i Lake Michigan (USA) och gjorde slutsatser om successiva mönster..

Cowles observerade att ju längre man gick från sjön, hittades de äldre sanddynerna med dominans av olika växter..

Därefter uppstod djupa kontroverser inom det vetenskapliga området angående begreppet arv. En av de mest kända kontroverserna har varit forskarna Frederick Clements och Henry Gleason.

Clements-Gleason-kontroversen

Clements föreslog att en ekologisk gemenskap är en superorganism, där arter interagerar och stöder varandra, även altruistiskt. I denna dynamik finns det därför ett mönster av samhällsutveckling.

Denna forskare introducerade begrepp som "varelser" och "klimaxgemenskapen". Varelserna representerade mellanstadier i arvet, medan klimaxet var det stabila tillståndet som nåddes i slutet av arvprocessen. De olika klimaxtillstånden var resultatet av de många miljöregimer.

För sin del försvarade Gleason hypotesen att samhällen helt enkelt utvecklades som en följd av varje arts svar på en serie fysiologiska begränsningar, specifika för varje enskild plats..

För Gleason berodde inte ökningen eller minskningen av en art i ett samhälle på föreningarna med andra arter.

Denna individualistiska syn på samhällsutveckling ser det helt enkelt som en samling arter vars individuella fysiologiska krav gör det möjligt för dem att utnyttja en viss plats..

Vem hade rätt?

På kort sikt var Clements vision allmänt accepterad i det vetenskapliga samfundet, men på lång sikt har Gleasons idéer verkat vara mer exakta när det gäller att beskriva processen för växtföljd..

Ekologer i storlek av Whittaker, Egler och Odum har deltagit i denna diskussion som har återuppstått under hela utvecklingen av samhällsekologin..

Idag läggs nyare modeller som Drury och Nisbet (1973) och Connell och Slatyer (1977) till denna diskussion, som bidrar med nya visioner till den gamla debatten..

Som ofta är fallet i dessa fall är det troligt att ingen av visionerna (varken Clements eller Gleason) är helt fel och båda har lite säkerhet..

Hur studeras ekologiska arv??

Erfarenheter som utvecklas till nya utmarker (till exempel en ö som uppstått av vulkanism) tar vanligtvis hundratals år. Å andra sidan är en forskares livslängd begränsad till några decennier. Så det är intressant att ställa frågan om hur man närmar sig utredningen av arv.

Ett av de sätt som har visat sig studera successioner har varit sökandet efter analoga processer som tar kortare tider..

Till exempel studiet av ytor på vissa väggar i steniga kustlinjer, som kan bli kala och återbefolkas genom kolonisering av arter efter perioder av år eller årtionden..

Chronoserie or Substitution of Space for Time (SFT)

Det kallas chronoserie (från grekiska khronos: time) eller “substitution of space for time” (SFT för dess akronym på engelska), till en annan form som vanligtvis används vid studier av sekvenser. Denna består av analysen av samhällen i olika åldrar och rumsliga platser, som härrör från en enda störningshändelse..

Den största fördelen med SFT är att långa observationsperioder (hundratals år) inte krävs för att studera en sekvens. En av dess begränsningar innebär dock att man inte kan veta exakt hur lika de specifika platserna för de studerade samhällena är..

Effekter som kan hänföras till platsernas ålder kan då förväxlas med effekterna av andra variabler som är associerade med samhällens platser..

Exempel på studier av arv

Användning av en kronoserie i studien av en primär arv

Ett exempel på en kronoserie finns i verk av Kamijo och hans medarbetare (2002), som kunde härleda en primär följd i de basaltiska vulkanströmmarna på ön Miyake-jima i Japan..

Dessa forskare studerade en känd kronosekvens av olika vulkanutbrott daterade 16, 37, 125 och mer än 800 år gamla..

I den 16-åriga bäcken fann de att jorden var mycket gles, saknade kväve och vegetationen var nästan frånvarande förutom några små alar (Alnus sieboldiana).

Däremot registrerade de 113 taxa i de äldsta tomterna, inklusive ormbunkar, örtartade perenner, lianor och träd..

Figur 3. Castanopsis sieboldii-trädet är en representant för terminal arv i tempererade skogar på vulkanöar i Japan. Källa: https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Jinguji_Wakasa_Obama_Fukui14s3s4592.jpg#metadata

De återuppbyggde sedan den successionsprocess som inträffade och uppgav att i första hand den kvävebindande alen koloniserade den nakna vulkaniska lavan, vilket underlättade den senare inträdet av körsbärsträdet (Prunus speciosa), medellång följd och lager (Machilus thunbergii), av sen arv. Senare bildades en blandad och skuggig skog som dominerades av släktena Alnus Y Prunus.

Slutligen uppgav forskarna att ersättningen av Machilus av Shii (Castanopsis sieboldii) långlivat träd och i vars trä den välkända Shii-take-svampen vanligtvis utvecklas.

Sekundär arvsstudie

Sekundära arv studeras ofta med användning av odlade åkrar som har övergivits. I USA har många studier av denna typ genomförts, eftersom det exakta datumet då dessa fält övergavs är känt..

Till exempel har den välkända ekologen David Tilman i sina studier funnit att det finns en typisk sekvens i arv som förekommer i dessa gamla fält:

  1. Årliga ogräs koloniserar fältet först.
  2. Växtbaserade perenner följer.
  3. Senare tidiga arvträd införlivas.
  4. Slutligen kommer sena successiva träd som barrträd och lövträd in..

Tilman finner att kvävehalten i jorden ökar när successionen fortskrider. Detta resultat har bekräftats av andra studier utförda i övergivna risfält i Kina..

Finns det alltid arvet?

Vi har hävdat från början av denna artikel att ekologisk arv är typisk för samhällen som styrs av "dominans", men det är inte alltid så.

Det finns andra typer av samhällen som kallas "styrda av grundarna." I denna typ av samhällen finns det ett stort antal arter som är likvärdiga som primära kolonisatorer av en öppning skapad av en störning.

Dessa är arter som är väl anpassade till den abiotiska miljön som uppstår efter störningar och kan hålla sin plats till döden, eftersom de inte förskjuts konkurrenskraftigt av en annan art..

I dessa fall är chansen den faktor som definierar de arter som dominerar i ett samhälle efter en störning, beroende på vilken art som kan nå den öppning som genereras först..

Referenser

  1. Ashmole, N. P., Oromí, P., Ashmole, M. J. och Martín, J. L. (1992). Primär faunal succession i vulkanisk terräng: lava och grottstudier på Kanarieöarna. Biological Journal of the Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. och Trexler J. C. (2013). Space-for-Time Substitution fungerar i Everglades ekologiska prognosmodeller. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. och Sasai, K. (2002). Primär arv av den varm-tempererade bredbladiga skogen på en vulkanisk ö, Miyake-jima, Japan. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. och Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connell och Slatyers modeller av arv i den biologiska mångfaldstiden. Ekologi, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Space-for-Time-substitution som ett alternativ till långsiktiga studier. I: Likens G.E. (red.) Långtidsstudier i ekologi. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E och Grillo, M. (2000). Primär arv på lavaflöden på Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.