Колонизация (биология)

Диаграмма, показывающая рост бактерий и формирование биопленки на поверхности.

Колонизация или колонизация – это распространение и развитие организма на новой территории или в среде обитания. Колонизация включает в себя физическое прибытие вида на новую территорию, а также его успешное внедрение в местное сообщество. В экологии он обозначается символом λ (строчная лямбда ), обозначающим долгосрочную внутреннюю скорость роста популяции.

Сопутствующие теории и применимые процессы представлены ниже. К ним относятся расселение, компромисс между колонизацией и конкуренцией и известные примеры, которые были изучены ранее.

Одна классическая научная модель в биогеографии утверждает, что вид должен продолжать колонизировать новые территории на протяжении своего жизненного цикла (называемого таксонным циклом ), чтобы выжить. Соответственно, колонизация и вымирание являются ключевыми компонентами островной биогеографии , теории, которая имеет множество приложений в экологии, например, метапопуляции . Еще одним фактором, включенным в эту научную модель, является компромисс между конкуренцией и колонизацией. Эта идея касается движущих факторов колонизации многих видов, которые все имеют общую потребность в расширении.

Шкала

Колонизация происходит на нескольких уровнях. В самой основной форме — биопленка при формировании сообществ микроорганизмов на поверхностях. ^[1] Эта микробиологическая колонизация также происходит внутри каждого животного или растения и называется микробиомом .

В небольших масштабах, таких как колонизация новых территорий, возможно, в результате изменения окружающей среды . И в более крупных масштабах, когда вид расширяет свой ареал , охватывая новые территории. Это может происходить посредством серии небольших посягательств, например, вторжения древесных растений на большие расстояния , или путем расселения . термин «расширение диапазона» . Также используется ^[2]

Рассредоточение

Дисперсия в биологии — это распространение или рассеивание организмов в течение определенного периода времени в пределах данной территории или по Земле. Расселение видов в новые места может быть вызвано многими причинами. Часто виды естественным образом рассеиваются из-за физиологических адаптаций , что обеспечивает более высокую выживаемость потомства в новых экосистемах. В других случаях эти движущие факторы связаны с окружающей средой, например, глобальное потепление , болезни , конкуренция , хищничество . Распространение различных видов может принимать разные формы. Яркими примерами этого являются перелеты видов на большие расстояния, распространение ветром потомства растений и грибов, путешествия стаями на большие расстояния и т. д.

Компромисс конкуренции и колонизации

Компромисс конкуренции и колонизации относится к движущему фактору, который оказывает большое влияние на разнообразие и то, как оно поддерживается в сообществе. Это считается движущим фактором, поскольку все виды должны принять решение: соревноваться с другими членами сообщества или покинуть сообщество в надежде на более оптимальную среду обитания. Это может зависеть от доступных источников питательных веществ, воздействия света, наличия кислорода, конкуренции за воспроизводство и т. д. Эти компромиссы имеют решающее значение для объяснения колонизации и того, почему она происходит.

Использовать

Этот термин обычно используется только для обозначения распространения вида на новые территории естественным путем, в отличие от неестественной интродукции или перемещения человека, что может привести к появлению инвазивных видов .

События колонизации

Крупномасштабные заметные события доисторической колонизации включают:

Членистоногие

колонизация суши Земли первыми животными — членистоногими . Первые окаменелости наземных животных происходят от многоножек . Их видели около 450 миллионов лет назад. ^[3]

Люди

ранняя миграция человека и колонизация территорий за пределами Африки в соответствии с недавней парадигмой африканского происхождения , приведшая к исчезновению плейстоценовой мегафауны , хотя роль человека в этом событии противоречива.

Птицы

колонизация Нового Света крупной цаплей и маленькой цаплей
колонизация Британии маленькой цаплей
Изображение зеленой игуаны, колонизировавшей Ангилью.
колонизация западной части Северной Америки полосатой совой ^[4]^[5]
колонизация восточного побережья Северной Америки черным дроздом Брюера
колонизация-на запад распространила по Европе голубя с ошейником
распространение на востоке США домового вьюрка
в южные и западные районы Южной Африки экспансия Хадеда Ибис

Рептилии

колонизация Ангильи после зелеными игуанами рафтинга в 1995 году.
колонизация бирманских питонов в Эверглейдс Флориды. Выпуск змей произошел из-за желания разводить их и продавать в качестве экзотических домашних животных. Когда они выросли, люди стали неспособны заботиться о животных и начали выпускать их в Эверглейдс.

Стрекозы

колонизация Британии маленькой красноглазой стрекозой

Мотыльки

колонизация Британии узлом на плече Блэра

Наземные позвоночные

Колонизация Мадагаскара сухопутными позвоночными .

Растения

Колонизация видов Pinus посредством ветрового рассеяния.

См. также

Ссылки

^ О'Тул, Джордж; Каплан, Хайди Б.; Колтер, Роберто (октябрь 2000 г.). «Формирование биопленок как развитие микробов». Ежегодный обзор микробиологии . 54 (1): 49–79. дои : 10.1146/аннурев.микро.54.1.49 . ПМИД 11018124 .
^ Якулич, Чарльз Б.; Николс, Джеймс Д.; Рид, Дженис; Дер, Рики (январь 2015 г.). «Чтобы предсказать нишу, смоделировать колонизацию и вымирание». Экология . 96 (1): 16–23. Бибкод : 2015Экол...96...16Г . дои : 10.1890/14-1361.1 . ПМИД 26236885 .
^ Данн, Кейси В. (март 2013 г.). «Эволюция: Из океана» . Современная биология . 23 (6): Р241–Р243. Бибкод : 2013CBio...23.R241D . дои : 10.1016/j.cub.2013.01.067 . ПМИД 23518055 .
^ Ливзи, Кент Б. (январь 2009 г.). «Расширение ареала полосатых сов, Часть I: Хронология и распространение». Американский натуралист из Мидленда . 161 (1): 49–56. дои : 10.1674/0003-0031-161.1.49 .
^ Ливзи, Кент Б. (апрель 2009 г.). «Расширение ареала полосатой неясыти, Часть II: Содействие экологическим изменениям». Американский натуралист из Мидленда . 161 (2): 323–349. дои : 10.1674/0003-0031-161.2.323 .

Дальнейшее чтение

Уилсон, Эдвард О. (май 1961 г.). «Природа таксонного цикла в фауне меланезийских муравьев». Американский натуралист . 95 (882): 169–193. дои : 10.1086/282174 .
«Рассеивание | Определение, типы и примеры | Британника» . Британника .
Ли, Шао-пэн; Кадотт, Марк В.; Майнерс, Скотт Дж.; Хуа, Чжэншуан; Цзян, Линь; Шу, Вэнь-шэн (сентябрь 2015 г.). «Колонизация видов, а не конкурентное исключение, приводит к чрезмерному расселению сообщества в долгосрочной перспективе». Экологические письма . 18 (9): 964–973. Бибкод : 2015EcolL..18..964L . дои : 10.1111/ele.12476 . ПМИД 26189648 .
Али, Джейсон Р.; Хеджес, С. Блэр (октябрь 2023 г.). «Колонизация Мадагаскара наземными позвоночными». Биологические обзоры . 98 (5): 1583–1606. дои : 10.1111/brv.12966 . ПМИД 37142264 .
Вайз, Сара В.; Халм, Филип Э. (апрель 2022 г.). «Компромиссы между конкуренцией и колонизацией встречаются среди рассеянных ветром видов Pinus, но не внутри них». Функциональная экология . 36 (4): 1023–1035. Бибкод : 2022FuEco..36.1023W . дои : 10.1111/1365-2435.14004 .
Ли, Шао-пэн; Кадотт, Марк В.; Майнерс, Скотт Дж.; Хуа, Чжэншуан; Цзян, Линь; Шу, Вэнь-шэн (сентябрь 2015 г.). «Колонизация видов, а не конкурентное исключение, приводит к чрезмерному расселению сообщества в долгосрочной перспективе». Экологические письма . 18 (9): 964–973. Бибкод : 2015EcolL..18..964L . дои : 10.1111/ele.12476 . ПМИД 26189648 .
Батай, Арно; Левин, Ирис И.; Сари, Элоиза HR (2018). «Колонизация паразитов и переносчиков». Экология болезней . Социальные и экологические взаимодействия на Галапагосских островах. стр. 45–79. дои : 10.1007/978-3-319-65909-1_3 . ISBN 978-3-319-65908-4 . ПМЦ 7123297 .
Вайз, Сара В.; Халм, Филип Э. (апрель 2022 г.). «Компромиссы между конкуренцией и колонизацией встречаются среди рассеянных ветром видов Pinus, но не внутри них». Функциональная экология . 36 (4): 1023–1035. Бибкод : 2022FuEco..36.1023W . дои : 10.1111/1365-2435.14004 .

[1] О'Тул, Джордж; Каплан, Хайди Б.; Колтер, Роберто (октябрь 2000 г.). «Формирование биопленок как развитие микробов». Ежегодный обзор микробиологии . 54 (1): 49–79. дои : 10.1146/аннурев.микро.54.1.49 . ПМИД 11018124 .

[2] Якулич, Чарльз Б.; Николс, Джеймс Д.; Рид, Дженис; Дер, Рики (январь 2015 г.). «Чтобы предсказать нишу, смоделировать колонизацию и вымирание». Экология . 96 (1): 16–23. Бибкод : 2015Экол...96...16Г . дои : 10.1890/14-1361.1 . ПМИД 26236885 .

[3] Данн, Кейси В. (март 2013 г.). «Эволюция: Из океана» . Современная биология . 23 (6): Р241–Р243. Бибкод : 2013CBio...23.R241D . дои : 10.1016/j.cub.2013.01.067 . ПМИД 23518055 .

[4] Ливзи, Кент Б. (январь 2009 г.). «Расширение ареала полосатых сов, Часть I: Хронология и распространение». Американский натуралист из Мидленда . 161 (1): 49–56. дои : 10.1674/0003-0031-161.1.49 .

[5] Ливзи, Кент Б. (апрель 2009 г.). «Расширение ареала полосатой неясыти, Часть II: Содействие экологическим изменениям». Американский натуралист из Мидленда . 161 (2): 323–349. дои : 10.1674/0003-0031-161.2.323 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]