Правило Рапопорта

Правило Рапопорта — это экогеографическое правило , которое гласит, что широтные диапазоны растений и животных в более низких широтах обычно меньше, чем в более высоких.

Фон

Стивенс (1989) ^{[ 1 ]} назвал это правило в честь Эдуардо Х. Рапопорта , который ранее представил доказательства этого явления для подвидов млекопитающих (Rapoport 1975, ^{[ 2 ]} 1982 ^{[ 3 ]}). Стивенс использовал это правило, чтобы «объяснить» большее видовое разнообразие в тропиках в том смысле, что широтные градиенты видового разнообразия и правило имеют идентичные исключительные данные и, следовательно, должны иметь одну и ту же основную причину. Более узкие ареалы в тропиках будут способствовать сосуществованию большего количества видов. Позже он распространил это правило на высотные градиенты, заявив, что высотные диапазоны максимальны на больших высотах (Стивенс, 1992). ^{[ 4 ]}), а также градиентам глубины в океанах (Stevens 1996). ^{[ 5 ]}). Это правило стало предметом интенсивных дискуссий и дало большой импульс изучению моделей распространения растений и животных. Оригинальная статья Стивенса цитировалась в научной литературе около 330 раз.

общность

Поддержка общности правила в лучшем случае двусмысленна. ^{[ 6 ]} Например, морские костистые рыбы имеют наибольшие широтные ареалы в низких широтах. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Напротив, пресноводные рыбы демонстрируют эту тенденцию, хотя и только выше 40 градусов северной широты. ^{[ 8 ]} Некоторые последующие статьи нашли поддержку этого правила; другие, возможно, даже более многочисленные, нашли из этого правила исключения. ^{[ 6 ]}^{[ 9 ]} Для большинства групп, которые, как было показано, следуют этому правилу, оно ограничено или, по крайней мере, наиболее четко выражено выше широты примерно 40–50 градусов. Таким образом, Роде пришел к выводу, что это правило описывает местное явление. ^{[ 10 ]} Компьютерное моделирование с использованием модели экосистемы Чоудхури не нашло поддержки этому правилу. ^{[ 11 ]}

Пояснения

Роде (1996) ^{[ 10 ]} объяснил тот факт, что это правило ограничено очень высокими широтами, эффектами оледенений, которые уничтожили виды с узкими ареалами, - точка зрения, также высказанная Брауном (1995). ^{[ 12 ]} Другим объяснением правила Рапопорта является «гипотеза климатической изменчивости» или «гипотеза сезонной изменчивости». ^{[ 5 ]}^{[ 13 ]} Согласно этой гипотезе, сезонная изменчивость приводит к большей климатической толерантности и, следовательно, к более широкому широтному диапазону (см. также Fernandez and Vrba 2005). ^{[ 14 ]}).

Методы, используемые для демонстрации правила

Методы, используемые для демонстрации этого правила, вызвали некоторые споры. Чаще всего авторы строят график средних значений широтных диапазонов в конкретной 5-градусной широтной полосе в зависимости от широты, хотя некоторые использовали модальные или срединные диапазоны. ^{[ 15 ]} В оригинальной статье Стивенса подсчитывались все виды, встречающиеся в каждой полосе, т. е. вид с размахом 50 градусов встречается в 10 или 11 полосах. Однако это может привести к искусственному завышению широтных ареалов видов, встречающихся в высоких широтах, поскольку даже несколько тропических видов с широкими ареалами будут влиять на средние ареалы в высоких широтах, тогда как противоположный эффект обусловлен распространением высокоширотных видов в В тропиках незначительно: видовое разнообразие в высоких широтах значительно меньше, чем в низких. В качестве альтернативного метода был предложен «метод средней точки», который позволяет избежать этой проблемы. При этом учитываются только те виды, середина ареала которых находится в определенной широтной полосе. ^{[ 8 ]} Дополнительной сложностью при оценке правила Рапопорта для данных, основанных на полевой выборке, является возможность ложной закономерности, вызванной артефактом размера выборки. Равные усилия по отбору проб в местностях, богатых и бедных видами, имеют тенденцию недооценивать размер ареала в более богатых местностях по сравнению с более бедными, хотя на самом деле размеры ареалов могут не различаться в разных местах. ^{[ 16 ]}

Биотические и абиотические факторы, противоречащие правилу.

Было показано, что морские донные беспозвоночные и некоторые паразиты обладают меньшей способностью к расселению в холодных морях ( правило Торсона ), что противоречит правилу Рапопорта. В тропиках температура гораздо более однородна в гораздо более широком широтном диапазоне (около 45 градусов), чем в высокоширотных видах. Поскольку температура является одним из наиболее важных (если не самым важным) фактором, определяющим географическое распределение, можно ожидать более широких широтных диапазонов в тропиках.

Эволюционный возраст

Противоречивые результаты, касающиеся правила Рапопорта, позволяют предположить, что определенные характеристики видов могут быть ответственны за их разные широтные ареалы. Эти характеристики могут включать, например, их эволюционный возраст: виды, недавно появившиеся в тропиках, могут иметь небольшие широтные ареалы, поскольку у них не было времени распространиться далеко от места своего происхождения, тогда как более старые виды расширили свои ареалы. ^{[ 17 ]}

См. также

Ссылки

^ Стивенс, Джордж К. (1989). «Широтный градиент географического ареала: как в тропиках сосуществует так много видов» . Американский натуралист . 133 (2): 240–256. дои : 10.1086/284913 .
^ Рапопорт, Э.Х. (1975). Ареография. Географические стратегии видов . Фонд экономической культуры, Мексика
^ Рапопорт, Э.Х. (1982). Ареография. Географические стратегии видов . Трад. Б. Драусал, Pergamon Press, Оксфорд. ISBN 978-0-08-028914-4
^ Стивенс, Джордж К. (1992). «Градиент высоты в высотном диапазоне: расширение широтного правила Рапопорта на высоту» . Американский натуралист . 140 (6): 893–911. дои : 10.1086/285447 . ПМИД 19426029 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Стивенс, Джордж (1996). «Распространение правила Рапопорта на тихоокеанских морских рыб» . Журнал биогеографии . 23 (2): 149–154. Бибкод : 1996JBiog..23..149S . дои : 10.1046/j.1365-2699.1996.00977.x .
^ Перейти обратно: ^а ^б Гастон, Кевин Дж.; Блэкберн, Тим М.; Спайсер, Джон И. (1998). «Правило Рапопорта: время эпитафии?» . Тенденции в экологии и эволюции . 13 (2): 70–74. Бибкод : 1998TEcoE..13...70G . дои : 10.1016/S0169-5347(97)01236-6 . ПМИД 21238203 .
^ Роде, Клаус (1992). «Широтовые градиенты видового разнообразия: поиск основной причины» . Ойкос . 65 (3): 514–527. Бибкод : 1992Oikos..65..514R . дои : 10.2307/3545569 . JSTOR 3545569 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Роде, Клаус; Хип, Морин; Хип, Дэвид (1993). «Правило Рапопорта не применимо к морским костистым и не может объяснить широтные градиенты видового богатства» . Американский натуралист . 142 (1): 1–16. дои : 10.1086/285526 .
^ Роде, Клаус (1999). «Широтовые градиенты видового разнообразия и новое правило Рапопорта: обзор недавних работ и чему паразиты могут научить нас о причинах градиентов?» . Экография . 22 (6): 593–613. Бибкод : 1999Экогр..22..593Р . дои : 10.1111/j.1600-0587.1999.tb00509.x .
^ Перейти обратно: ^а ^б Роде, Клаус (1996). «Правило Рапопорта является локальным явлением и не может объяснить широтные градиенты видового разнообразия» . Письма о биоразнообразии . 3 (1): 10–13. дои : 10.2307/2999704 . JSTOR 2999704 .
^ Стауффер, Д.; Роде, К. (2006). «Моделирование правила Рапопорта для широтного распространения видов» . Теория в биологических науках . 125 (1): 55–65. arXiv : q-bio/0507033 . Бибкод : 2006ThBio.125...55S . doi : 10.1016/j.thbio.2006.01.002 . ПМИД 17046373 .
^ Браун, Дж. Х. (1995). Макроэкология . Чикаго: Издательство Чикагского университета.
^ Летчер, Энди Дж.; Харви, Пол Х. (1994). «Изменение размеров географического ареала среди млекопитающих Палеарктики» . Американский натуралист . 144 (1): 30–42. дои : 10.1086/285659 .
^ Фернандес, Мануэль Эрнандес; Врба, Элизабет С. (2005). «Эффект Рапопорта и биомическая специализация африканских млекопитающих: новый взгляд на гипотезу климатической изменчивости» . Журнал биогеографии . 32 (5): 903–918. Бибкод : 2005JBiog..32..903F . дои : 10.1111/j.1365-2699.2004.01188.x .
^ Рой, К; Яблонски, Д; Валентин, JW (1994). «Восточно-тихоокеанские провинции моллюсков и широтный градиент разнообразия: нет доказательств «правила Рапопорта» » . Труды Национальной академии наук . 91 (19): 8871–8874. Бибкод : 1994PNAS...91.8871R . дои : 10.1073/pnas.91.19.8871 . ПМК 44708 . ПМИД 11607494 .
^ Колвелл, Роберт К.; Хёртт, Джордж К. (1994). «Небиологические градиенты видового богатства и ложный эффект Рапопорта» . Американский натуралист . 144 (4): 570–595. дои : 10.1086/285695 .
^ Роде, Клаус (1998). «Широтовые градиенты видового разнообразия. Площадь имеет значение, но насколько?» . Ойкос . 82 (1): 184–190. Бибкод : 1998Oikos..82..184R . дои : 10.2307/3546928 . JSTOR 3546928 .

Внешние ссылки

Клаус Роде: правление Рапопорта

[1] Стивенс, Джордж К. (1989). «Широтный градиент географического ареала: как в тропиках сосуществует так много видов» . Американский натуралист . 133 (2): 240–256. дои : 10.1086/284913 .

[2] Рапопорт, Э.Х. (1975). Ареография. Географические стратегии видов . Фонд экономической культуры, Мексика

[3] Рапопорт, Э.Х. (1982). Ареография. Географические стратегии видов . Трад. Б. Драусал, Pergamon Press, Оксфорд. ISBN 978-0-08-028914-4

[4] Стивенс, Джордж К. (1992). «Градиент высоты в высотном диапазоне: расширение широтного правила Рапопорта на высоту» . Американский натуралист . 140 (6): 893–911. дои : 10.1086/285447 . ПМИД 19426029 .

[Stevens1996-5] Перейти обратно: ^а ^б Стивенс, Джордж (1996). «Распространение правила Рапопорта на тихоокеанских морских рыб» . Журнал биогеографии . 23 (2): 149–154. Бибкод : 1996JBiog..23..149S . дои : 10.1046/j.1365-2699.1996.00977.x .

[Rapoport;s_rule:_time_1996)-6] Перейти обратно: ^а ^б Гастон, Кевин Дж.; Блэкберн, Тим М.; Спайсер, Джон И. (1998). «Правило Рапопорта: время эпитафии?» . Тенденции в экологии и эволюции . 13 (2): 70–74. Бибкод : 1998TEcoE..13...70G . дои : 10.1016/S0169-5347(97)01236-6 . ПМИД 21238203 .

[Rohde1992-7] Роде, Клаус (1992). «Широтовые градиенты видового разнообразия: поиск основной причины» . Ойкос . 65 (3): 514–527. Бибкод : 1992Oikos..65..514R . дои : 10.2307/3545569 . JSTOR 3545569 .

[Rohde1993-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с Роде, Клаус; Хип, Морин; Хип, Дэвид (1993). «Правило Рапопорта не применимо к морским костистым и не может объяснить широтные градиенты видового богатства» . Американский натуралист . 142 (1): 1–16. дои : 10.1086/285526 .

[9] Роде, Клаус (1999). «Широтовые градиенты видового разнообразия и новое правило Рапопорта: обзор недавних работ и чему паразиты могут научить нас о причинах градиентов?» . Экография . 22 (6): 593–613. Бибкод : 1999Экогр..22..593Р . дои : 10.1111/j.1600-0587.1999.tb00509.x .

[Rohde1996-10] Перейти обратно: ^а ^б Роде, Клаус (1996). «Правило Рапопорта является локальным явлением и не может объяснить широтные градиенты видового разнообразия» . Письма о биоразнообразии . 3 (1): 10–13. дои : 10.2307/2999704 . JSTOR 2999704 .

[11] Стауффер, Д.; Роде, К. (2006). «Моделирование правила Рапопорта для широтного распространения видов» . Теория в биологических науках . 125 (1): 55–65. arXiv : q-bio/0507033 . Бибкод : 2006ThBio.125...55S . doi : 10.1016/j.thbio.2006.01.002 . ПМИД 17046373 .

[12] Браун, Дж. Х. (1995). Макроэкология . Чикаго: Издательство Чикагского университета.

[13] Летчер, Энди Дж.; Харви, Пол Х. (1994). «Изменение размеров географического ареала среди млекопитающих Палеарктики» . Американский натуралист . 144 (1): 30–42. дои : 10.1086/285659 .

[14] Фернандес, Мануэль Эрнандес; Врба, Элизабет С. (2005). «Эффект Рапопорта и биомическая специализация африканских млекопитающих: новый взгляд на гипотезу климатической изменчивости» . Журнал биогеографии . 32 (5): 903–918. Бибкод : 2005JBiog..32..903F . дои : 10.1111/j.1365-2699.2004.01188.x .

[15] Рой, К; Яблонски, Д; Валентин, JW (1994). «Восточно-тихоокеанские провинции моллюсков и широтный градиент разнообразия: нет доказательств «правила Рапопорта» » . Труды Национальной академии наук . 91 (19): 8871–8874. Бибкод : 1994PNAS...91.8871R . дои : 10.1073/pnas.91.19.8871 . ПМК 44708 . ПМИД 11607494 .

[ColwellHurtt_1994-16] Колвелл, Роберт К.; Хёртт, Джордж К. (1994). «Небиологические градиенты видового богатства и ложный эффект Рапопорта» . Американский натуралист . 144 (4): 570–595. дои : 10.1086/285695 .

[17] Роде, Клаус (1998). «Широтовые градиенты видового разнообразия. Площадь имеет значение, но насколько?» . Ойкос . 82 (1): 184–190. Бибкод : 1998Oikos..82..184R . дои : 10.2307/3546928 . JSTOR 3546928 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

v т и Биологические правила
Rules	Allen's rule Shorter appendages in colder climates Bateson's rule Extra limbs mirror their neighbours Bergmann's rule Larger bodies in colder climates Cope's rule Bodies get larger over time Deep-sea gigantism Larger bodies in deep-sea animals Dollo's law Loss of complex traits is irreversible Eichler's rule Parasites co-vary with their hosts Emery's rule Insect social parasites are often in same genus as their hosts Fahrenholz's rule Host and parasite phylogenies become congruent Foster's rule (Insular gigantism, Insular dwarfism) Small species get larger, large species smaller, after colonizing islands Gause's law Complete competitors cannot coexist Gloger's rule Lighter coloration in colder, drier climates Haldane's rule Hybrid sexes that are absent, rare, or sterile, are heterogamic Harrison's rule Parasites co-vary in size with their hosts Hamilton's rule Genes increase in frequency when relatedness of recipient to actor times benefit to recipient exceeds reproductive cost to actor Kleiber's law An animals metabolic rate decreases with its size Hennig's progression rule In cladistics, the most primitive species are found in earliest, central, part of group's area Jarman–Bell principle The correlation between the size of an animal and its diet quality; larger animals can consume lower quality diet Jordan's rule Inverse relationship between water temperature and no. of fin rays, vertebrae Lack's principle Birds lay only as many eggs as they can provide food for Rapoport's rule Latitudinal range increases with latitude Rensch's rule Sexual size dimorphism increases with size when males are larger, decreases with size when females are larger Rosa's rule Groups evolve from character variation in primitive species to a fixed character state in advanced ones Schmalhausen's law A population at limit of tolerance in one aspect is vulnerable to small differences in any other aspect Thayer's law The top of an animals coloration is darker than the bottom Thorson's rule No. of eggs of benthic marine invertebrates decreases with latitude Van Valen's law Probability of extinction of a group is constant over time von Baer's laws Embryos start from a common form and develop into increasingly specialised forms Williston's law Parts in an organism become reduced in number and specialized in function
Related	Countergradient variation Where genetics opposes environment as a factor Gigantothermy Large ectothermic animals more easily maintain constant body temperature

v т и Экология : Моделирование экосистем : Трофические компоненты
General	Abiotic component Abiotic stress Behaviour Biogeochemical cycle Biomass Biotic component Biotic stress Carrying capacity Competition Ecosystem Ecosystem ecology Ecosystem model Green world hypothesis Keystone species List of feeding behaviours Metabolic theory of ecology Productivity Resource Restoration
Producers	Autotrophs Chemosynthesis Chemotrophs Foundation species Kinetotrophs Mixotrophs Myco-heterotrophy Mycotroph Organotrophs Photoheterotrophs Photosynthesis Photosynthetic efficiency Phototrophs Primary nutritional groups Primary production
Consumers	Apex predator Bacterivore Carnivores Chemoorganotroph Foraging Generalist and specialist species Intraguild predation Herbivores Heterotroph Heterotrophic nutrition Insectivore Mesopredators Mesopredator release hypothesis Omnivores Optimal foraging theory Planktivore Predation Prey switching
Decomposers	Chemoorganoheterotrophy Decomposition Detritivores Detritus
Microorganisms	Archaea Bacteriophage Lithoautotroph Lithotrophy Marine Microbial cooperation Microbial ecology Microbial food web Microbial intelligence Microbial loop Microbial mat Microbial metabolism Phage ecology
Food webs	Biomagnification Ecological efficiency Ecological pyramid Energy flow Food chain Trophic level
Example webs	Lakes Rivers Soil Tritrophic interactions in plant defense Marine food webs cold seeps hydrothermal vents intertidal kelp forests North Pacific Gyre San Francisco Estuary tide pool
Processes	Ascendency Bioaccumulation Cascade effect Climax community Competitive exclusion principle Consumer–resource interactions Copiotrophs Dominance Ecological network Ecological succession Energy quality Energy systems language f-ratio Feed conversion ratio Feeding frenzy Mesotrophic soil Nutrient cycle Oligotroph Paradox of the plankton Trophic cascade Trophic mutualism Trophic state index
Defense, counter	Animal coloration Anti-predator adaptations Camouflage Deimatic behaviour Herbivore adaptations to plant defense Mimicry Plant defense against herbivory Predator avoidance in schooling fish

v т и Экология : Моделирование экосистем : Другие компоненты
Population ecology	Abundance Allee effect Consumer-resource model Depensation Ecological yield Effective population size Intraspecific competition Logistic function Malthusian growth model Maximum sustainable yield Overpopulation Overexploitation Population cycle Population dynamics Population modeling Population size Predator–prey (Lotka–Volterra) equations Recruitment Small population size Stability Resilience Resistance Random generalized Lotka–Volterra model
Species	Biodiversity Density-dependent inhibition Ecological effects of biodiversity Ecological extinction Endemic species Flagship species Gradient analysis Indicator species Introduced species Invasive species / Native species Latitudinal gradients in species diversity Minimum viable population Neutral theory Occupancy–abundance relationship Population viability analysis Priority effect Rapoport's rule Relative abundance distribution Relative species abundance Species diversity Species homogeneity Species richness Species distribution Species–area curve Umbrella species
Species interaction	Antibiosis Biological interaction Commensalism Community ecology Ecological facilitation Interspecific competition Mutualism Parasitism Storage effect Symbiosis
Spatial ecology	Biogeography Cross-boundary subsidy Ecocline Ecotone Ecotype Disturbance Edge effects Foster's rule Habitat fragmentation Ideal free distribution Intermediate disturbance hypothesis Insular biogeography Land change modeling Landscape ecology Landscape epidemiology Landscape limnology Metapopulation Patch dynamics r/K selection theory Resource selection function Source–sink dynamics
Niche	Ecological niche Ecological trap Ecosystem engineer Environmental niche modelling Guild Habitat marine habitats Limiting similarity Niche apportionment models Niche construction Niche differentiation Ontogenetic niche shift
Other networks	Assembly rules Bateman's principle Bioluminescence Ecological collapse Ecological debt Ecological deficit Ecological energetics Ecological indicator Ecological threshold Ecosystem diversity Emergence Extinction debt Kleiber's law Liebig's law of the minimum Marginal value theorem Thorson's rule Xerosere
Other	Allometry Alternative stable state Balance of nature Biological data visualization Ecological economics Ecological footprint Ecological forecasting Ecological humanities Ecological stoichiometry Ecopath Ecosystem based fisheries Endolith Evolutionary ecology Functional ecology Industrial ecology Macroecology Microecosystem Natural environment Regime shift Sexecology Systems ecology Urban ecology Theoretical ecology
Outline of ecology