Druhy ekologickej sukcesie, štúdie a príklady



Ekologická postupnosť je to proces postupnej substitúcie rastlinných a živočíšnych druhov v komunite, čo spôsobuje zmeny v zložení komunity. Mohli by sme ho tiež definovať ako vzor kolonizácie a zániku na určitom mieste viacerými druhmi. Tento model je charakterizovaný tým, že je nesezónny, smerový a kontinuálny.

Ekologická sukcesia je typická pre spoločenstvá kontrolované „dominanciou“, to znamená tie, v ktorých sú niektoré druhy konkurenčne nadradené iným druhom..

V tomto procese vzniká „otvorenie“ v dôsledku poruchy, ktorú možno vnímať ako mýtinu v lese, nový ostrov, dunu, medzi inými. Toto otvorenie je spočiatku obsadené "pôvodným osadníkom", ktorý je časom odsunutý, pretože si nemôže udržať svoju prítomnosť na mieste.

Poruchy zvyčajne spôsobujú vznik sledu druhov (vstup a výstup zo scény), ktoré možno dokonca predpovedať.

Napríklad je známe, že skoré druhy v rade sú dobrými kolonizátormi, rýchlo rastú a rozmnožujú sa, zatiaľ čo neskoršie druhy (ktoré vstupujú neskôr) sú pomalšie vo svojom raste a reprodukcii a tolerujú menej dostupnosti zdrojov..

Posledne uvedené druhy môžu rásť do zrelosti v prítomnosti skorých druhov, ale nakoniec ich vylučujú konkurenciou.

index

  • 1 Druhy nástupníctva
    • 1.1 Primárne dedičstvo
    • 1.2 Sekundárna postupnosť
  • 2 Štúdie ekologickej postupnosti
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Kontroverzia Clements-Gleason
    • 2.3 Kto mal pravdu?
  • 3 Ako sa študujú ekologické postupnosti?
    • 3.1 Chronoserie alebo náhrada priestoru časom (SFT)
  • 4 Príklady štúdia dedenia
    • 4.1 Použitie chronosérie pri štúdiu primárnej sukcesie
    • 4.2 Štúdium sekundárnych dedení
  • 5 Existuje vždy dedičstvo??
  • 6 Referencie

Druhy nástupníctva

Ekológovia rozlišovali dva typy dedení, a to: primárnu sukcesiu (vyskytujúcu sa v lokalitách bez predchádzajúcej vegetácie) a druhotnú sukcesiu (vyskytujúcu sa v lokalitách s už etablovanou vegetáciou).

Má tiež tendenciu rozlišovať medzi autogénnou postupnosťou, ktorá je riadená procesmi, ktoré fungujú v rámci určitého miesta, a alogénnou postupnosťou, ktorá je riadená faktormi, ktoré sú mimo tohto miesta..

Primárna postupnosť

Primárna sukcesia je proces kolonizácie druhov v mieste, ktoré nepredstavuje predchádzajúcu vegetáciu.

Vyrába sa v sterilných anorganických substrátoch generovaných rušivými zdrojmi, ako je vulkanizmus, zaľadnenie, medzi inými. Príkladmi takýchto substrátov by mohli byť: lávové prúdy a pemza, novoformované piesočné duny, impaktné krátery meteoritu, morény a substráty vystavené po ústupe ľadovca, medzi inými..

Počas primárnej sukcesie, druhy môžu prísť zo vzdialených miest.

Proces nástupníctva sa zvyčajne vyskytuje pomaly, pretože je nevyhnutné, aby prví osadníci transformovali životné prostredie, čo ho robí priaznivejším pre zakladanie iných druhov..

Tvorba pôd vyžaduje napríklad rozklad hornín na začiatku, hromadenie odumretého organického materiálu a následné postupné vytváranie pôdnych mikroorganizmov..

Sekundárna postupnosť

Sekundárna postupnosť sa vyskytuje v lokalitách s už etablovanou vegetáciou. K tomu dochádza potom, čo narušenie narušuje dynamiku etablovanej komunity, bez úplného odstránenia všetkých jednotlivcov.

Spomedzi bežných príčin porúch, ktoré môžu viesť k druhotnej postupnosti, môžeme spomenúť: búrky, požiare, choroby, ťažbu dreva, baníctvo, poľnohospodárske zúčtovanie, okrem iného.

Napríklad v prípadoch, keď bola vegetácia oblasti čiastočne alebo úplne odstránená, pôda, semená a dobre vyvinuté spory zostávajú v dobrom stave, proces kolonizácie nových druhov sa nazýva sekundárna postupnosť..

Štúdie ekologickej postupnosti

Henry Chandler Cowles

Jedným z prvých, ktorí uznali nástupníctvo ako ekologický fenomén, bol Henry Chandler Cowles (1899), ktorý študoval spoločenstvá dún rôzneho veku v jazere Michigan (USA), pričom vyvodil závery o následných vzoroch..

Cowles poznamenal, že čím viac sa vzdialil od brehu jazera, boli medzi nimi staršie duny s dominanciou rôznych druhov rastlín medzi nimi..

Následne sa vo vedeckej oblasti objavili hlboké spory týkajúce sa konceptu dedenia. Jeden z najznámejších kontroverzií bol vedec Frederick Clements a Henry Gleason.

Kontroverzia Clements-Gleason

Clements argumentoval, že ekologická komunita je superorganizmus, kde sa druhy vzájomne ovplyvňujú a podporujú, dokonca aj altruisticky. V tejto dynamike preto existuje model rozvoja komunity.

Tento výskumník predstavil pojmy ako „bytosti“ a „komunita vyvrcholenia“. Bytosti predstavovali prechodné štádiá v postupnosti, kým vyvrcholenie bolo stabilným stavom, ktorý bol dosiahnutý na konci procesu nástupníctva. Jednotlivé stavy vyvrcholenia boli výsledkom mnohých environmentálnych režimov.

Gleason obhajoval hypotézu, že spoločenstvá sa jednoducho vyvinuli ako dôsledok odpovedí každého druhu na sériu fyziologických obmedzení, ktoré sú typické pre každú konkrétnu lokalitu..

Pre Gleason nárast alebo pokles druhu v komunite nezávisel od asociácií s inými druhmi.

Táto individualizovaná vízia komunitného rozvoja ju pokladá jednoducho za súbor druhov, ktorých individuálne fyziologické požiadavky im umožňujú využívať konkrétne miesto.

Kto mal pravdu?

V krátkodobom horizonte bola vízia Clementsa široko akceptovaná vo vedeckej komunite, ale z dlhodobého hľadiska sa zdá, že Gleasonove myšlienky sú presnejšie v opise procesu sukcesie rastlín..

Na tejto diskusii sa zúčastnili ekológovia ako napríklad Whittaker, Egler a Odum, ktorí sa znovu objavili počas vývoja komunitnej ekológie..

Dnes sa k tejto diskusii pridali novšie modely, ako napríklad Drury a Nisbet (1973), ako aj Connell a Slatyer (1977), ktoré prinášajú nové vízie do starej rozpravy..

Ako je to často v týchto prípadoch, je s najväčšou pravdepodobnosťou, že žiadna z vízií (buď Clementsov alebo Gleasonov) nie je úplne nesprávna a obe majú určité množstvo určitých.

Ako sa študujú ekologické postupnosti?

Dedenia, ktoré sa vyvíjajú v nových východiskách krajiny (napríklad ostrov vzniknutý vulkanizmom), zvyčajne trvajú stovky rokov. Na druhej strane je životnosť výskumníka obmedzená na niekoľko desaťročí. Je preto zaujímavé položiť otázku, ako čeliť vyšetrovaniu dedenia.

Jedným zo spôsobov, ako sa zistilo, že študuje nástupníctvo, bolo hľadanie analogických procesov, ktoré zaberajú menej času.

Napríklad štúdium povrchov určitých skalnatých pobrežných stien, ktoré môžu byť ponechané holé a repopulované kolonizáciou druhov po obdobiach rokov alebo desaťročí \ t.

Chronoserie alebo náhrada priestoru časom (SFT)

Nazýva sa cronoserie (z gréčtiny Khronos: čas) alebo „náhrada priestoru časom“ (SFT skratkou v angličtine), na inú formu bežne používanú pri štúdiu dedenia. Ide o analýzu komunít rôzneho veku a priestorových umiestnení, ktoré vyplývajú z jedinej poruchy.

Hlavnou výhodou SFT je, že dlhé obdobia pozorovania (stovky rokov) nie sú potrebné na štúdium nástupníctva. Jedným z jej obmedzení však nie je schopnosť presne vedieť, aké sú špecifické lokality študovaných komunít.

Potom by bolo možné zamieňať účinky, ktoré súvisia s vekom miest, s účinkami iných premenných, ktoré súvisia s umiestnením komunít..

Príklady štúdia dedenia

Použitie chronosérie v štúdii primárnej sukcesie

Príklad chronoseries sa nachádza v diele Kamija a jeho spolupracovníkov (2002), ktorí boli schopní odvodiť primárnu postupnosť v čadičových sopečných tokoch ostrova Miyake-jima v Japonsku..

Títo výskumníci študovali známu chronosekciu rôznych sopečných erupcií zo 16, 37, 125 a viac ako 800 rokov..

V 16-ročnom prúde zistili, že pôda je veľmi vzácna, chýba im dusík a vegetácia je takmer neprítomná, okrem niekoľkých malých olív (Alnus sieboldiana).

Naopak, na najstarších parcelách zaznamenali 113 taxónov, vrátane papradí, trvalých bylín, lian a stromov..

Potom zrekonštruovali proces postupnosti, pričom uviedli, že na prvom mieste olša, dusík, fixátor, kolonizoval nahú sopečnú lávu, čo uľahčilo neskorší vstup čerešne (Prunus speciosa), stredne dlhé a vavrínové (Machilus thunbergii), neskorého nástupníctva. Následne vznikol zmiešaný a zatienený les, ktorému dominovali rody Alnus a Prunus.

Konečne, výskumníci uviedli, že nahradenie Machilus pre Shii (Castanopsis sieboldii) strom s dlhou životnosťou a v ktorého dreve sa zvyčajne vyvíja známy huby Shii-take.

Štúdium sekundárnych sukcesií

Sekundárne sukcesie sú často študované s použitím oblastí, ktoré boli opustené. V USA sa uskutočnilo mnoho štúdií tohto typu, kvôli presnému dátumu opustenia týchto oblastí..

Napríklad známy ekológ David Tilman vo svojich štúdiách zistil, že existuje typická postupnosť v postupoch, ktoré sa vyskytujú v týchto starých oblastiach:

  1. Najprv kolonizujte poľné buriny.
  2. Nasledujú vytrvalé bylinné rastliny.
  3. Potom sú zapracované stromy skorej sukcesie.
  4. Nakoniec vstupujú stromy neskorej sukcesie, ako sú ihličnany a tvrdé drevo.

Tilman zistil, že obsah dusíka v pôde sa zvyšuje s postupnosťou postupnosti. Tento výsledok bol potvrdený ďalšími štúdiami vykonanými na ryžových poliach opustených v Číne.

Je tam vždy sukcesia?

Od začiatku tohto článku sme uviedli, že ekologická sukcesia je typická pre komunity ovládané "dominanciou", ale nie vždy je to tak..

Existujú aj iné typy komunít, ktoré sa nazývajú „kontrolované zakladateľmi“. V tomto type spoločenstiev sa uvádza veľký počet druhov, ktoré sú ekvivalentné primárnym kolonizátorom otvoru vytvoreného poruchou.

Sú to druhy, ktoré sú dobre prispôsobené abiotickému prostrediu vyplývajúcemu z narušenia a môžu si zachovať svoje miesto až do smrti, pretože nie sú konkurenčne vytlačené iným druhom..

V týchto prípadoch je šanca faktorom, ktorý definuje druh, ktorý prevláda v spoločenstve po poruche, v závislosti od toho, ktorý druh môže najprv dosiahnuť otvorenie vytvorené.

referencie

  1. Ashmole, N.P., Oromi, P., Ashmole, M.J. a Martin, J.L. (1992). Primárna postupnosť fauny v sopečnom teréne: štúdie lávy a jaskyne na Kanárskych ostrovoch. Biological Journal of Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. a Trexler J. C. (2013). Space-for-Time náhradná práca v ekologických prognózach spoločnosti Everglades. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. a Sasai, K. (2002). Primárna sukcesia teplomilného širokolistého lesa na sopečnom ostrove, Miyake-jima, Japonsko. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10,1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. a Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connell a Slatyerove modely nástupníctva v ére biodiverzity. Ecology, 92: 1399-1406. doi: 10,1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Space-for-Time náhrada ako alternatíva k dlhodobým štúdiám. In: Likens G.E. (eds) Dlhodobé štúdium ekológie. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E a Grillo, M. (2000). Primárna sukcesia na lávových prúdoch na Etne. Acta Phytogeographica Suecica. 85, 61-70.