Нетрофические сети

Любое действие или влияние видов друг на друга считается биологическим взаимодействием . Эти взаимодействия между видами можно рассматривать по-разному. Один из таких способов — изобразить взаимодействия в виде сети, которая идентифицирует участников и закономерности, которые их связывают. Взаимодействия видов рассматриваются прежде всего с точки зрения трофических взаимодействий , которые показывают, какие виды питаются другими.

В настоящее время строятся экологические сети , интегрирующие нетрофические взаимодействия. Типы взаимодействий, которые они могут содержать, можно разделить на шесть категорий: мутуализм , комменсализм , нейтрализм, аменсализм , антагонизм и конкуренция .

Наблюдение и оценка затрат и преимуществ приспособленности от взаимодействия видов может быть очень проблематичным. То, как интерпретируются взаимодействия, может глубоко повлиять на последующие выводы.

Характеристики взаимодействия

Характеристика взаимодействий может быть произведена по различным показателям или по любой их комбинации.

• Распространенность

Распространенность определяет долю населения, затронутую данным взаимодействием, и, таким образом, количественно определяет, является ли оно относительно редким или распространенным. Обычно рассматриваются только общие взаимодействия.

• Отрицательный/Положительный

Является ли взаимодействие полезным или вредным для участвующих видов, определяет знак взаимодействия и тип взаимодействия, к которому оно классифицируется. Чтобы установить, вредны они или полезны, можно провести тщательные наблюдательные и/или экспериментальные исследования, пытаясь установить баланс затрат и выгод, которые испытывают участники.

• Сила

Знак взаимодействия не отражает влияние на приспособленность этого взаимодействия . Одним из примеров этого является антагонизм, при котором хищники могут оказывать гораздо более сильное воздействие на свою добычу (смерть), чем паразиты (снижение приспособленности). Точно так же позитивное взаимодействие может привести к чему угодно: от незначительного изменения приспособленности до влияния на жизнь или смерть.

• Отношения в пространстве и времени

наблюдали их Отношения в пространстве и времени в настоящее время не рассматриваются в рамках сетевой структуры, хотя натуралисты на протяжении веков. Было бы весьма информативно включить в сетевой анализ географическую близость, продолжительность и сезонные закономерности взаимодействий.

Важность взаимодействия

Точно так же, как может происходить трофический каскад , ожидается, что будут иметь место и «каскады взаимодействия». Таким образом, должно быть возможно построить сети «эффектов», которые во многом параллельны сетям энергии или материи, широко распространенным в литературе. Оценивая топологию сети и создавая модели, мы можем лучше понять, как взаимодействующие виды влияют друг на друга и как эти эффекты распространяются по сети. В некоторых случаях было показано, что непрямые трофические эффекты имеют тенденцию доминировать над прямыми (Паттен, 1995) — возможно, эта закономерность будет проявляться и в нетрофических взаимодействиях.

Краеугольные виды

Анализируя сетевые структуры, можно определить ключевые виды , имеющие особое значение.Другой класс ключевых видов — это так называемые «инженеры экосистем». Некоторые организмы настолько радикально изменяют окружающую среду, что это влияет на многие взаимодействия, происходящие в среде обитания. Этот термин используется для организмов, которые «прямо или косвенно модулируют доступность ресурсов (кроме самих себя) для других видов, вызывая изменения физического состояния биотических или абиотических материалов». Бобры — пример таких инженеров. Другие примеры включают дождевых червей, деревья, коралловые рифы и планктонные организмы. Таких «сетевых инженеров» можно рассматривать как «модификаторы взаимодействия», что означает, что изменение плотности их популяции влияет на взаимодействие между двумя или более другими видами.

Интересные примеры

Некоторые взаимодействия могут быть особенно трудными для понимания. Они могут включать в себя

• Вольбахия
• Полезные эндосимбионты
• Векторы
• Вирусы

Критика

• Могут ли сложности биологии быть отражены в схемах?
• Как нам точно обнаружить и оценить невидимые взаимодействия?
• Какую прогностическую силу эти сети имеют для динамики населения?

Ссылки

• К. Г. Джонс, Дж. Х. Лоутон и М. Шачак, Положительные и отрицательные эффекты организмов как инженеров физических экосистем, Ecology 78 (1997), 1946–1957.
• В. Васаса, Ф. Джордан. Топологические ключевые виды в сетях экологического взаимодействия: учет качества связей и нетрофических эффектов. Экологическое моделирование 196 (2006) 365–378.
• Фатх Б. Сетевой мутуализм: позитивные отношения на уровне сообществ в экосистемах. Экологическое моделирование. 208, 1 (2007), 56-67.
• Паттен, Британская Колумбия, 1995. Сетевая интеграция экологических экстремальных принципов: эксергия, эмерджентность, власть, господство и косвенные эффекты. Экол. Модель. 79, 75–84.