Спасательный эффект
Эффект спасения — явление, впервые описанное Брауном и Кодрик-Брауном. [1] и обычно используется в динамике метапопуляций и во многих других дисциплинах экологии . Этот популяционный процесс объясняет, как миграция особей может увеличить выживание небольших изолированных популяций, помогая стабилизировать метапопуляцию и тем самым снижая шансы на вымирание. [2] [3] Другими словами, иммиграция может привести к повторному заселению ранее вымерших участков, способствуя долгосрочному сохранению сети популяций. [3]
Внутренняя механика
[ редактировать ]Эффект спасения чрезвычайно важен в районах, где выживание вида находится под угрозой из-за растущих темпов среды обитания разрушения и фрагментации . [3] [4] Если масштабы распространения вида уменьшаются из-за разрушения его среды обитания, скорость миграции снизится, что приведет к снижению численности другой популяции (того же вида), участок которой не изменился. Это наглядный пример того, как сокращение или прекращение межпятнистого перемещения и, как следствие, отсутствие спасательного эффекта напрямую связано с численностью и заселенностью участков того или иного вида. [4]
Те же последствия для численности и распределения можно наблюдать, когда разные ландшафты или участки не связаны между собой из-за отсутствия коридоров дикой природы . [4] [5] Также можно наблюдать противоположную ситуацию, когда уровень иммиграции на участок увеличивается по мере увеличения доли занятых участков, что приводит к положительной связи между местной численностью и количеством занятых участков. [2] [4]
Следовательно, динамика метапопуляций и связность ландшафтов , способствующие сохранению популяций на фрагментированных ландшафтах, являются важными факторами, которые следует учитывать при управлении исчезающими видами. [3] [4] [6] [7] [8]
Связь с другими теориями и явлениями
[ редактировать ]Эффект спасения оказывает обычное влияние на население многих островов, даже если он кажется неочевидным из-за очевидного отсутствия связи с материком. Тем не менее, общий принцип, применимый к любому острову, гласит: всякий раз, когда уровень иммиграции достаточно высок по сравнению с уровнем вымирания, на островах, которые расположены ближе к источникам расселяющихся видов, уровень иммиграции будет выше и, следовательно, ниже уровень вымирания и оборота, чем на более изолированных островах. . [1] [5]
С другой стороны, если уровень иммиграции и колонизации низок по сравнению с уровнем вымирания, что означает, что умирает больше особей популяции по сравнению с вновь прибывшими, эффект спасения невелик. Можно также сделать вывод, что островная изоляция должна быть обратно пропорциональна текучести населения, населяющего остров. [1]
Таким образом, можно сделать вывод, что реколонизация сородичами является важным механизмом, позволяющим некоторым видам сохраняться на островах. Это особенно верно в отношении видов, которые представляют собой ранние стадии циклов островных таксонов и характеризуются кривыми видовой площади . пологими [9] [10]
Также общепринятой концепцией здравого смысла, связанной с шансами на эффективный спасательный эффект на островах, является размер самого острова. Это называется «эффектом целевой территории», и он гласит: чем больше площадь острова, тем более вероятна колонизация активными или пассивными иммигрантами. [1]
Спасательный эффект и рассредоточительные движения
[ редактировать ]Еще один общий принцип, связанный как с эффектом спасения, так и с ранее обсуждавшейся островной биогеографией, - это к расселению способность вида . Эффект спасения будет увеличиваться за счет тенденции, [11] для тех видов, которые хорошо расселяются и, следовательно, имеют высокий уровень иммиграции. [1]
Спасательный эффект и фитнес
[ редактировать ]Снижение приспособленности (биологии) популяции является прямым следствием ее низкого разнообразия, которое зависит от экспрессии вредных рецессивных аллелей . В больших популяциях естественный отбор сохраняет такие аллели на низкой частоте. Поскольку они обычно встречаются у гетерозигот , они маскируются копией «нормальных аллелей». Но в небольших популяциях из-за инбридинга эти вредные аллели могут перейти на более высокие частоты и проявиться в гомозиготах .
Эти гомозиготные (инбредные) особи часто имеют более низкие шансы на выживание и плодовитость ; снижение физической подготовки . Естественный процесс миграции действует как спасательный эффект, противодействуя фиксации вредных аллелей и увеличивая количество гетерозигот за счет импорта новых аллелей из других популяций.
Это означает, что иммигранты вносят положительный вклад в приспособленность, помимо демографического эффекта простого добавления большего количества особей, привнося новые аллели в популяцию .
Эффект спасения наиболее вероятен, если популяция реципиентов небольшая, изолированная и страдающая инбредной депрессией. [12]
Спасательный эффект и колебания окружающей среды
[ редактировать ]Эффективность спасательного эффекта, снижающего риск вымирания за счет расселения, также зависит от корреляции колебаний окружающей среды, испытываемых различными популяциями. Если корреляция высока, все популяции сокращаются одновременно, снижая скорость повторного заселения пустых участков. [12] Это означает, что если какое-либо явление окружающей среды одновременно уменьшает распространение или численность многих популяций на большой географической территории, вероятность эффекта спасения очень мала.
Положительные последствия
[ редактировать ]Некоторые из ранее объясненных концепций могут быть очень ценными и применимыми при управлении популяциями. Помимо расселения, опосредованного человеком посредством реинтродукции и перемещения , расселение особей (следовательно, способствующее эффекту спасения) может быть обеспечено путем восстановления и сохранения среды обитания, расположенной между существующими популяциями, иногда называемой ландшафтной матрицей (термин, часто используемый в ландшафтной экологии ). [12]
Негативные последствия
[ редактировать ]распространению болезней, паразитов Расширение связей может также иметь антиспасательные последствия, когда благоприятствует или хищников. Кроме того, поток генов иногда может снизить местную адаптацию. [13] С приходом новых особей (иммигрантов), способствующих своей новой генетической изменчивостью, генетическая дифференциация островной популяции может быть задержана или предотвращена, не позволяя адаптироваться популяции к новому месту обитания.
Были найдены доказательства, подтверждающие идею о том, что эволюция генетически различных островных популяций представляет собой вступление в таксоновый цикл , приводящее к вымиранию островных эндемичных популяций. [9] [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Браун Дж. Х., Кодрик-Браун А. 1977. Темпы текучести кадров в островной биогеографии: влияние иммиграции на вымирание. Экология 58, 445–449. (doi:10.2307/1935620)
- ^ Перейти обратно: а б Ричардс, CM (2000). Инбредная депрессия и генетическое спасение в метапопуляции растений. Американский натуралист, 155, 383–394.
- ^ Перейти обратно: а б с д Эрикссон А., Элиас-Вольф Ф., Мехлиг Б., Маника А. 2014. Появление эффекта спасения в результате явной динамики внутри и между патчами в метапопуляции. Учеб. Р. Сок. Б 281: 20133127. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2013.3127.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Гонсалес, А. (1998). «Динамика, численность и распределение метапопуляции в микроэкосистеме». Наука . 281 (5385): 2045–2047. Бибкод : 1998Sci...281.2045G . дои : 10.1126/science.281.5385.2045 . ПМИД 9748167 .
- ^ Перейти обратно: а б Ву Дж. и Ванкат Дж.Л. 1995. Биогеография островов: теория и приложения. В: Ниренберг В.А. (ред.), Энциклопедия биологии окружающей среды. Academic Press, Сан-Диего, Калифорния, США, стр. 371–379.
- ^ Павлацкий округ Колумбия, Поссингем HP, Лоу AJ, Прентис PJ, Green DJ, Goldizen AW. 2012 г. Антропогенное изменение ландшафта способствует асимметричному расселению и ограничивает заселенность региональных участков пространственно структурированной популяцией птиц. Дж. Аним. Экол. 81,
- ^ Дорнье А., Чепту ПО. 2012 Детерминанты вымирания фрагментированных популяций растений: Crepis Sancta (asteraceae) в городской среде. Экология 169, 703–712. (doi:10.1007/s00442-011-2229-0)
- ^ Лоусон С.Р., Бенни Дж.Дж., Томас К.Д., Ходжсон Дж.А., Уилсон Р.Дж. 2012 Местное и ландшафтное управление расширяющимся диапазоном в условиях изменения климата. Дж. Прил. Экол. 49, 552–561.
- ^ Перейти обратно: а б Риклефс Р.Э., Кокс Г.В. 1972. Таксоновые циклы в орнитофауне Вест-Индии. Американский натуралист 106: 195–219.
- ^ Перейти обратно: а б Скотт Уилсон, Энн Э. МакКеллар, Мэтью В. Реудинк, Питер П. Марра и Лорен М. Рэтклифф, Иммиграция в зависимости от плотности способствует стабильности популяции перелетных птиц на большие расстояния, Экология популяций, 10.1007/s10144-017-0582-5 , 59, 2, (169-178), (2017).
- ^ Даймонд, М. (1975). ДИЛЕММА ОСТРОВА: УРОКИ СОВРЕМЕННЫХ БИОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ЗАПОВЕДНИКОВ
- ^ Перейти обратно: а б с Макдональд, Д.В., и Уиллис, К.Дж. (2013). Ключевые темы природоохранной биологии 2. Хобокен, Нью-Джерси, Estados Unidos: Wiley.
- ^ Хардинг, К.; Макнамара, М. (2002). «Объединяющая основа динамики метапопуляции» . Американский натуралист . 160 (2): 173–85. дои : 10.1086/341014 . ПМИД 18707484 . S2CID 42154 .