Гипотеза зеленого мира
Гипотеза зеленого мира предполагает, что хищники являются основными регуляторами экосистем: они являются причиной того, что мир «зеленый», регулируя травоядных животных , которые в противном случае поглотили бы всю зелень. [1] [2] Она также известна как гипотеза HSS в честь Хейрстона, Смита и Слободкина, авторов основополагающей статьи по этому вопросу. [3]
Хотя существует множество травоядных животных, которые потенциально могут уменьшить растительность мира, многие исследователи задаются вопросом, как можно поддерживать биомассу и биоразнообразие. Естественный порядок, обеспечивающий существование всех видов и экосистем, требует воздействия противоположной силы на этих травоядных животных. Предлагается система сдержек и противовесов, обеспечивающая процветание флоры в различных экосистемах, как предполагает гипотеза зеленого мира. Помимо защитных механизмов растений , хищники помогают регулировать численность популяций травоядных, ограничивая количество потребляемой растительности. Для некоторых экосистем характерна трофическая каскадная система, в которой все уровни взаимодействуют и влияют на устойчивость друг друга (Siliman and Angelini, 2012). [4] Например, травоядные животные сокращают популяцию растений, но их сдерживают плотоядные потребители, которые ограничивают рост популяции сверх того, что отведено при наличии ресурсов.
Изучение трофических каскадов очень важно для понимания гипотезы зеленого мира. Одним из способов воздействия трофических каскадов на экосистемы является ограничение чистой первичной продуктивности, которая определяет поток энергии через различные ресурсы. Такой подход «снизу вверх» приводит к обилию неприятных видов растений из-за различных условий окружающей среды (Силиман и Анджелини, 2012). Кроме того, энергия в данной системе может определяться хищниками на самом высоком трофическом уровне или хищниками, которые поедают других хищников. Этот нисходящий подход характеризуется высокой плотностью потребителей и во многих случаях наличием сорных растительных систем без наличия сильных первоначальных защитных механизмов (Siliman and Angelini, 2012). Эти процессы поддержания трофических каскадов часто действуют одновременно. По общему мнению, трофические каскады, как правило, оказывают большее влияние на водные экосистемы, чем на наземные. Однако чрезмерная регуляция в любом из этих сообществ может привести к деградации трофического каскада внутри системы, препятствуя росту многих видов на всех уровнях (2012).
История
[ редактировать ]Гипотеза зеленого мира, вероятно, была впервые предложена в 1957 году на курсе Фредерика Эдварда Смита в Мичиганском университете . [5] [6]
В 1960 году Нельсон Хейрстон , Смит и Лоуренс Слободкин опубликовали статью, в которой излагалась гипотеза зеленого мира. Название HSS происходит от первых букв каждой из их фамилий. [7] [8]
Роберт Т. Пейн проводил эксперименты в 1966 году. [9] с Pisaster ochraceus , что проиллюстрировало их роль как ключевого вида в регулировании Mytilus Californianus . [10] В этом исследовании Пейн заметил, что биоразнообразие и устойчивость экосистем в приливных зонах во многом зависят от присутствия морских звезд (Ceci, 2020). Хотя этот вид признан ключевым видом, исследования Пейна позволили сделать это открытие, отметив, что мидии, анемоны, водоросли и другие виды сократили количество после уменьшения количества морских звезд (Ceci, 2020). Это яркий пример важности поддержания трофического каскада и позволяет предположить, что нисходящий контроль является основным регуляторным фактором в этой системе.
Джеймс Эстес и Джон Пальмизано провели аналогичные эксперименты с выдрами, морскими ежами и водорослями, где присутствие выдры увеличивало присутствие водорослей в трофическом каскаде . [9] Как обсуждается в этом исследовании, каланы, естественные потребители морских ежей, способствовали процветанию лесов из водорослей. Без помощи и присутствия этих выдр биомасса морских ежей могла бы увеличиться, что, вероятно, представляло бы значительную угрозу для экосистемы. Отсутствие каланов в экосистеме приводит к почти полному уничтожению лесов из водорослей, образуя экологическую концепцию, известную как пустоши ежей (Siliman and Angelini, 2012).
Джон Терборг исследовал долины Венесуэлы с хищниками и без них в 2006 году, продемонстрировав гипотезу зеленого мира на суше. [11] [12]
Критика
[ редактировать ]Гипотеза самозащиты растений предполагает, что растения не полностью поедаются травоядными в первую очередь из-за их приспособлений к ним (шипы, токсичность, целлюлоза и т. д.). [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сеси, Саманта (20 августа 2020 г.). «Гипотеза зеленого мира» .
- ^ Эллисон, SD (23 марта 2006 г.). «Коричневая земля: аналог почвенного углерода для гипотезы зеленого мира?» . Американский натуралист .
- ^ «Почему мир зеленый? Структурирование сообщества на основе взаимодействия видов - ECOL 8990 - Группа чтения по экологии» . 21 марта 2019 г. Проверено 2 июня 2024 г.
- ^ Силлиман и Анджелини (2012). «Трофические каскады в разнообразных растительных экосистемах» . Новости природы .
- ^ Пейн, Роберт Т. (1 января 2013 г.). «Фредерик Эдвард Смит: 1920–2012» . Бюллетень Экологического общества Америки . 94 (1): 20–23. дои : 10.1890/0012-9623-94.1.20 . ISSN 0012-9623 .
- ^ Jump up to: а б Айзенберг, Кристина. «Жизнь в атмосфере страха: как хищники влияют на экосистему» . Научный американец . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ «ГЛАВА 3. Трофическая динамика: почему мир зеленый?» ГЛАВА 3. Трофическая динамика: почему мир зеленый? , Princeton University Press, стр. 23–54, 01 июля 2010 г., doi : 10.1515/9781400834174.23/html , ISBN 978-1-4008-3417-4 , получено 13 сентября 2023 г.
- ^ Хейрстон, Нельсон Г.; Смит, Фредерик Э.; Слободкин, Лоуренс Б. (ноябрь 1960 г.). «Структура сообщества, контроль численности населения и конкуренция» . Американский натуралист . 94 (879): 421–425. дои : 10.1086/282146 . ISSN 0003-0147 .
- ^ Jump up to: а б «Решающая роль хищников: новый взгляд на экологию» . Йель E360 . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ Некоторые животные более равны, чем другие: ключевые виды и трофические каскады , получено 13 сентября 2023 г.
- ^ админ-инновации (28 февраля 2006 г.). «Экологи объясняют, почему мир зеленый» . Отчет об инновациях . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ «Хищники сохраняют мир зеленым, выяснили экологи» . Герцог сегодня . 28 февраля 2006 г. Проверено 13 сентября 2023 г.