Биотический обмен

Биотический обмен — это процесс, при котором виды из одной биоты проникают в другую биоту, обычно из-за исчезновения ранее непроходимого барьера. ^{[ 1 ]} Эти барьеры для распространения могут быть физическими, климатическими или биологическими и могут включать водоемы или лед, особенности суши, такие как горы, климатические зоны или конкуренцию между видами. ^{[ 2 ]}^{[ 1 ]} Документально подтверждено, что биотический обмен происходит в морской, пресноводной и наземной среде. ^{[ 3 ]}

Причины

Общая причина биотического обмена — исчезновение барьера, ранее блокировавшего расселение видов из двух различных биот. Исчезновение барьера могло произойти из-за закрытия моря, соединяющего два ранее не соединенных континента; ^{[ 1 ]} таяние ледников , позволяющее мигрировать через недавно обнаженные территории, покрытые льдом; ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} из-за изменения уровня моря прикрытие сухопутного моста позволит осуществлять морской обмен, а раскрытие сухопутного моста позволит обеспечить наземный обмен; и это также может быть связано с изменением океанских течений , что способствует распространению личинок на новые территории. ^{[ 1 ]}

Люди также стали вектором биотического обмена. Они фрагментировали среду обитания видов, блокируя обмен в некоторых регионах. Тем не менее, люди также намеренно и непреднамеренно распространили многие неместные виды по всему миру. Изменение климата также может влиять на эффективность естественных барьеров для расселения. ^{[ 2 ]}

Эффекты

Иногда обмен может привести к исчезновению некоторых видов. Эти виды могут вымереть из-за появления хищника, к которому они не приспособлены, или из-за более успешной конкуренции со стороны вторгающихся видов. Однако виды-вселенцы могут сосуществовать с местными видами в течение миллионов лет после вторжения. Иногда вторгающиеся виды также могут улучшить биоразнообразие за счет увеличения генетического разнообразия. ^{[ 1 ]}^{[ 6 ]}

Другим эффектом биотического обмена является гомогенизация . Это происходит, когда многие виды-вселенцы из обеих биот укореняются, создавая одну сходную биоту. ^{[ 3 ]}^{[ 2 ]}

Асимметрия

Многие из изученных биотических взаимообменов показали асимметрию в распределении видов между двумя биотами. Обычно существует биота-донор и биота-реципиент, причем биота-донор имеет больше видов, чем биота-реципиент. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 7 ]} Например, когда Суэцкий канал соединил Красное и Средиземное моря , большинство новых видов в Средиземном море возникли в Красном море (91 моллюск, 15 крабов и 41 рыба). Меньше видов перешло из Средиземного моря в Красное море (3 моллюска, 0 крабов и 6 рыб). ^{[ 1 ]}^{[ 8 ]}

Виды-вселенцы из биоты-донора часто составляют лишь небольшой процент потенциальных захватчиков, доступных в этой биоте. То есть не все виды, которые могли вторгнуться в другую биоту, действительно вторгаются. Например, только около 4,3% всех видов рыб Красного моря фактически проникли в Средиземное море. ^{[ 1 ]}

Гипотезы

Существует множество гипотез, пытающихся объяснить асимметрию и общие процессы, участвующие в биотическом обмене:

Нулевая гипотеза предполагает, что количество видов, проникающих в биоту-реципиент, должно быть пропорционально количеству видов, доступных в биоте-доноре. Однако сравнение многих биотических взаимообменов показывает, что это не так. ^{[ 1 ]}
Гипотеза экологических возможностей предполагает, что количество видов, проникающих в биоту-реципиент, должно быть пропорционально числу видов, вымирающих в биоте-реципиенте. ^{[ 1 ]}
Гипотеза биогеографического превосходства предполагает, что со временем виды в одном регионе приобретут превосходство над видами в другом регионе и, таким образом, будут лучше вторгаться. ^{[ 4 ]}
Гипотеза универсального компромисса предполагает, что виды со схожим образом жизни, разделенные на длительные периоды геологического времени, все равно могут сосуществовать, если снова собраться вместе, из-за присутствия сходного эволюционного давления, влияющего на их прошлую адаптацию к окружающей среде. ^{[ 4 ]}

Прошлое

На этой карте показан Беринговский сухопутный мост , который позволил предполагаемому вторжению людей из Азии в Северную Америку. Он также показывает восстановление Берингова пролива после оледенения, что позволяет осуществлять обмен морскими организмами между Тихим и Северным Ледовитым океанами. ^{[ 5 ]}^{[ 4 ]}^{[ 3 ]}

Во время Трансарктического обмена ( 3,5 миллиона лет назад , ранний плиоцен ) уровень моря поднялся, затопив Берингов пролив и позволив морским организмам из северной части Тихого океана и Северной Атлантики / Северного Ледовитого океана вступить в контакт друг с другом. ^{[ 3 ]}

Во время Великого американского обмена ( 3 миллиона лет назад , плиоцен ) тектонические силы столкнули Северную и Южную Америку вместе, что позволило сформировать Панамский сухопутный мост, соединяющий два континента вместе. Это событие было тщательно изучено. ^{[ 6 ]}

Обмен Индийским субконтинентом и материковой Азией ( эоцен ) представлял собой столкновение Индийской плиты с материковой Азией, обеспечивающее биотический обмен главным образом с материковой Азии на Индийский субконтинент. ^{[ 9 ]}

Развязка Берингова сухопутного моста (поздний кайнозой ) — место обмена между азиатскими и североамериканскими видами суши через Беринговский сухопутный мост . ^{[ 3 ]}

Африканский и евразийский обмен ( 18 миллионов лет назад , ранний миоцен ) произошел между Африкой и Евразией через Ближний Восток после закрытия моря Тетис . ^{[ 10 ]}^{[ 1 ]}

Подарок

Транс-Суэцкий транспортный обмен — это антропогенный биотический обмен между Средиземным и Красным морями, возникший в результате строительства Суэцкого канала . ^{[ 1 ]}

Другой биотический обмен, вызванный деятельностью человека, — Японско-Североамериканский обмен — происходит между морскими видами у берегов Японии и Северной Америки. Эти виды транспортируются в виде личинок в балласте судов . ^{[ 1 ]}

Панамский канал Транспортная развязка между восточной частью Тихого океана и западной частью Атлантического океана через Панамский канал . Этот обмен был относительно минимальным из-за того, что канал содержит пресную воду. ^{[ 1 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ВЕРМЕЙ, Г.Дж. (6 сентября 1991 г.). «Когда встречаются биоты: понимание биотического обмена». Наука . 253 (5024): 1099–1104. Бибкод : 1991Sci...253.1099V . дои : 10.1126/science.253.5024.1099 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17731806 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Каплат, Поль; Эделаар, Пим; Дуданец, Рэйчел Ю; Грин, Энди Дж; Окамура, Бет; Кот, Жюльен; Экрос, Йохан; Йонссон, Пер Р; Лёндал, Якоб; Тессон, Сильви В.М.; Пети, Эрик Дж (2016). «Взгляд за гору: барьеры рассеивания в меняющемся мире». Границы в экологии и окружающей среде . 14 (5): 261–268. дои : 10.1002/плата.1280 . hdl : 10261/133430 . ISSN 1540-9295 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Вермей, Гират Дж. (1991). «Анатомия вторжения: трансарктический обмен». Палеобиология . 17 (3): 281–307. дои : 10.1017/s0094837300010617 . ISSN 0094-8373 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Тилман, Дэвид (27 июля 2011 г.). «Диверсификация, биотический обмен и гипотеза универсального компромисса». Американский натуралист . 178 (3): 355–371. дои : 10.1086/661245 . PMID 21828992 – через JSTOR.
^ Jump up to: ^а ^б Линдберг, Дэвид Р. (1991). «Морской биотический обмен между северным и южным полушариями». Палеобиология . 17 (3): 308–324. дои : 10.1017/s0094837300010629 . ISSN 0094-8373 .
^ Jump up to: ^а ^б Маршалл, Ларри Г. (1981), «ВЕЛИКИЙ АМЕРИКАНСКИЙ ОБМЕН – КРИЗИС, ВЫЗВАННЫЙ ВТОРЖЕНИЕМ ДЛЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ЮЖНОЙ АМЕРИКИ», Биотические кризисы в экологическое и эволюционное время , Elsevier, стр. 133–229, doi : 10.1016/b978-0-12 -519640-6.50013-2 , ISBN 978-0-12-519640-6
^ Мейсон Хеберлинг, Дж.; Джо, Инсу; Кожевников Андрей; Ли, Хёхёми; Фридли, Джейсон Д. (2 декабря 2016 г.). «Биотический обмен в антропоцене: сильная асимметрия в инвазиях растений из Восточной Азии и восточной Северной Америки». Глобальная экология и биогеография . 26 (4): 447–458. дои : 10.1111/geb.12551 . ISSN 1466-822X .
^ Пор, Фрэнсис Дов. (1978). Лессепсийская миграция: приток биоты Красного моря в Средиземное море через Суэцкий канал . Спрингер-Верлаг. ISBN 3-540-08381-2 . OCLC 848599190 .
^ Клаус, Себастьян; Морли, Роберт Дж.; Плат, Мартин; Чжан, Я-Пин; Ли, Цзя-Тан (04 июля 2016 г.). «Биотический обмен между Индийским субконтинентом и материковой Азией во времени» . Природные коммуникации . 7 (1): 12132. Бибкод : 2016NatCo...712132K . дои : 10.1038/ncomms12132 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 4932189 . ПМИД 27373955 .
^ Риддл, Бретт Р.; Хафнер, Дэвид Дж. (22 июня 2010 г.). «Интеграция закономерностей с процессом на биогеографических границах: наследие Уоллеса» . Экография . 33 (2): 321–325. дои : 10.1111/j.1600-0587.2010.06544.x . ISSN 0906-7590 .

[:02-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ВЕРМЕЙ, Г.Дж. (6 сентября 1991 г.). «Когда встречаются биоты: понимание биотического обмена». Наука . 253 (5024): 1099–1104. Бибкод : 1991Sci...253.1099V . дои : 10.1126/science.253.5024.1099 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17731806 .

[:2-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Каплат, Поль; Эделаар, Пим; Дуданец, Рэйчел Ю; Грин, Энди Дж; Окамура, Бет; Кот, Жюльен; Экрос, Йохан; Йонссон, Пер Р; Лёндал, Якоб; Тессон, Сильви В.М.; Пети, Эрик Дж (2016). «Взгляд за гору: барьеры рассеивания в меняющемся мире». Границы в экологии и окружающей среде . 14 (5): 261–268. дои : 10.1002/плата.1280 . hdl : 10261/133430 . ISSN 1540-9295 .

[:3-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Вермей, Гират Дж. (1991). «Анатомия вторжения: трансарктический обмен». Палеобиология . 17 (3): 281–307. дои : 10.1017/s0094837300010617 . ISSN 0094-8373 .

[:1-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Тилман, Дэвид (27 июля 2011 г.). «Диверсификация, биотический обмен и гипотеза универсального компромисса». Американский натуралист . 178 (3): 355–371. дои : 10.1086/661245 . PMID 21828992 – через JSTOR.

[:4-5] Jump up to: ^а ^б Линдберг, Дэвид Р. (1991). «Морской биотический обмен между северным и южным полушариями». Палеобиология . 17 (3): 308–324. дои : 10.1017/s0094837300010629 . ISSN 0094-8373 .

[:5-6] Jump up to: ^а ^б Маршалл, Ларри Г. (1981), «ВЕЛИКИЙ АМЕРИКАНСКИЙ ОБМЕН – КРИЗИС, ВЫЗВАННЫЙ ВТОРЖЕНИЕМ ДЛЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ЮЖНОЙ АМЕРИКИ», Биотические кризисы в экологическое и эволюционное время , Elsevier, стр. 133–229, doi : 10.1016/b978-0-12 -519640-6.50013-2 , ISBN 978-0-12-519640-6

[7] Мейсон Хеберлинг, Дж.; Джо, Инсу; Кожевников Андрей; Ли, Хёхёми; Фридли, Джейсон Д. (2 декабря 2016 г.). «Биотический обмен в антропоцене: сильная асимметрия в инвазиях растений из Восточной Азии и восточной Северной Америки». Глобальная экология и биогеография . 26 (4): 447–458. дои : 10.1111/geb.12551 . ISSN 1466-822X .

[8] Пор, Фрэнсис Дов. (1978). Лессепсийская миграция: приток биоты Красного моря в Средиземное море через Суэцкий канал . Спрингер-Верлаг. ISBN 3-540-08381-2 . OCLC 848599190 .

[9] Клаус, Себастьян; Морли, Роберт Дж.; Плат, Мартин; Чжан, Я-Пин; Ли, Цзя-Тан (04 июля 2016 г.). «Биотический обмен между Индийским субконтинентом и материковой Азией во времени» . Природные коммуникации . 7 (1): 12132. Бибкод : 2016NatCo...712132K . дои : 10.1038/ncomms12132 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 4932189 . ПМИД 27373955 .

[10] Риддл, Бретт Р.; Хафнер, Дэвид Дж. (22 июня 2010 г.). «Интеграция закономерностей с процессом на биогеографических границах: наследие Уоллеса» . Экография . 33 (2): 321–325. дои : 10.1111/j.1600-0587.2010.06544.x . ISSN 0906-7590 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]