Темное разнообразие

Темное разнообразие — это совокупность видов , отсутствующих на участке исследования, но присутствующих в окружающем регионе и потенциально способных обитать в определенных экологических условиях. Его можно определить на основе распределения видов, потенциала расселения и экологических потребностей. ^[1] Этот термин был введен в 2011 году тремя исследователями из Тартуского университета и был вдохновлен идеей темной материи в физике, поскольку темное разнообразие тоже невозможно наблюдать напрямую. ^[2]^[3]^[4]

Обзор

Темное разнообразие является частью концепции видового пула . ^[4] Видовой пул определяется как совокупность всех видов, которые могут населять конкретный участок и присутствуют в окружающем регионе или ландшафте. ^[5] Темное разнообразие включает виды, принадлежащие к определенному видовому пулу, но в настоящее время не присутствующие на данном участке. ^[2] Темное разнообразие связано с «специфичным для среды обитания» или «фильтрованным» пулом видов, который включает только виды, которые могут как расселяться по участку исследования, так и потенциально населять его. ^[4]^[5] Например, если были отобраны образцы разнообразия рыб на участке кораллового рифа , темное разнообразие включает все виды рыб из окружающего региона, которые в настоящее время отсутствуют, но потенциально могут расселиться и колонизировать участок исследования. Поскольку при любом отборе проб также будут упущены некоторые виды, действительно присутствующие на участке, у нас также есть связанная с этим идея «фантомных видов» – видов, присутствующих на участке, но не обнаруженных в единицах выборки, используемых для отбора проб сообщества на этом участке. ^[6] Существование этих фантомных видов означает, что обычные измерения колонизации и вымирания на определенном участке всегда будут завышать истинные темпы из-за «псевдооборота».

Название «темное разнообразие» заимствовано из «темной материи» : материи, которую нельзя увидеть и непосредственно измерить, но ее существование и свойства выводятся из ее гравитационного воздействия на видимую материю. Точно так же темное разнообразие нельзя увидеть непосредственно, когда наблюдается только образец, но оно присутствует, если более широкий масштаб рассматривать , и его существование и свойства можно оценить, когда доступны соответствующие данные. Благодаря темной материи мы можем лучше понять распределение и динамику галактик; Благодаря темному разнообразию мы можем понять состав и динамику экологических сообществ.

Специфика и масштаб среды обитания

Темное разнообразие является аналогом наблюдаемого разнообразия ( альфа-разнообразия ), присутствующего в образце. Темное разнообразие зависит от среды обитания, поскольку на участке исследования должны быть благоприятные экологические условия для видов, принадлежащих к темному разнообразию. Концепция среды обитания может быть более узкой (например, микросреда обитания в старовозрастном лесу ) или более широкой (например, наземная среда обитания). Таким образом, специфичность местообитаний не означает, что все виды темнового разнообразия могут населять все локалитеты исследуемой выборки, но должны существовать экологически пригодные участки.

Специфика среды обитания проводит различие между темным разнообразием и бета-разнообразием. Если бета-разнообразие представляет собой связь между альфа- и гамма-разнообразием , специфичный для среды обитания (фильтрованный) , то темное разнообразие связывает альфа-разнообразие и пул видов . Виды, специфичные для конкретной среды обитания, объединяют только те, которые потенциально могут населять территорию очагового исследования. ^[2] Наблюдаемое разнообразие можно изучать в любом масштабе и на участках с различной неоднородностью. Это также верно и для темного разнообразия. Следовательно, поскольку локальное наблюдаемое разнообразие может быть связано с очень разными размерами выборок, темное разнообразие может применяться в любом масштабе исследования (образец 1x1 м в растительности, разрез подсчета птиц в ландшафте, ячейка сетки UTM 50x50 км).

Методы оценки темного разнообразия

Размер региона определяет вероятность рассредоточения по месту исследования, и выбор подходящего масштаба зависит от вопроса исследования. Для более общего исследования можно использовать масштаб, сравнимый с биогеографическим регионом (например, небольшая страна, штат или радиус в несколько сотен км). Если мы хотим знать, какие виды потенциально могут обитать на участке исследования в ближайшем будущем (например, через 10 лет), подходящим будет ландшафтный масштаб.

Для разделения экологически пригодных видов можно использовать разные методы. ^[4] Моделирование экологической ниши можно применить к большому количеству видов. Можно использовать экспертное мнение. ^[7] Данные о предпочтениях видов в местах обитания можно найти в книгах, например, о местах гнездования птиц. это также может быть количественным, например , значения индикаторов По словам Элленберга, видов растений. Недавно разработанный метод оценивает темное разнообразие на основе матриц совместного встречаемости видов . ^[8] . онлайн-инструмент Для метода совместного появления доступен ^[9]

Использование

Темное разнообразие позволяет проводить значимые сравнения биоразнообразия . Индекс полноты сообщества может быть использован:

\log \left({\frac {\text{observed diversity}}{\text{dark diversity}}}\right)

. ^[10]

Это отражает местное разнообразие в относительном масштабе, отфильтровывая влияние регионального видового пула. Например, если полнота растительного разнообразия изучалась в европейском масштабе, оно не проявляло широтного распределения, наблюдаемого при наблюдаемых значениях богатства и видового фонда. Вместо этого высокая полнота была характерна для регионов с меньшим антропогенным воздействием, что указывает на то, что антропогенные факторы являются одними из наиболее важных факторов, определяющих биоразнообразие местного масштаба в Европе. ^[11]

Исследования темного разнообразия можно сочетать с функциональной экологией, чтобы понять, почему видовой пул плохо реализован в данной местности. Например, если сравнить функциональные признаки видов лугов в наблюдаемом разнообразии и темного разнообразия, становится очевидным, что виды темного разнообразия в целом обладают более низкой способностью к расселению. ^[12]

Темное разнообразие может быть полезным для определения приоритетов охраны природы. ^[13] выявить в разных регионах наиболее полные сайты. Темное разнообразие чужеродных видов, сорняков и патогенов может быть полезно для своевременной подготовки к будущим вторжениям.

Недавно концепция темного разнообразия была использована для объяснения механизмов, лежащих в основе взаимосвязи разнообразия растений и продуктивности. ^[14]

См. также

Ссылки

^ Пяртель, Меэлис (сентябрь 2014 г.). Каламис, Рейн (ред.). «Экология сообщества отсутствующих видов: скрытое и темное разнообразие» . Журнал науки о растительности . 25 (5): 1154–1159. дои : 10.1111/jvs.12169 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пяртель, М.; Сава-Ковац, Р; Зобель, М. (2011). «Темное разнообразие: проливаем свет на отсутствующие виды». Тенденции экологии и эволюции . 26 (3): 124–128. дои : 10.1016/j.tree.2010.12.004 . ПМИД 21195505 .
^ Лессард, JP; Белмейкер, Дж.; Майерс, Дж.А.; Чейз, Дж. М.; Рахбек, К. (2012). «Выводы о местных экологических процессах на фоне влияния видового пула». Тенденции экологии и эволюции . 27 (11): 600–607. дои : 10.1016/j.tree.2012.07.006 . ПМИД 22877982 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Зобель, М. (2016). «Концепция видового пула как основа изучения закономерностей разнообразия растений». Журнал науки о растительности . 27 :8–18. дои : 10.1111/jvs.12333 .
^ Jump up to: ^а ^б Корнелл, штат Вирджиния; Харрисон, СП (2014). «Что такое пулы видов и когда они важны?» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 45 : 45–67. doi : 10.1146/annurev-ecolsys-120213-091759 .
^ Бек, Дж. Б.; Ларге, Б.; Уоллер, DM (2018). «Фантомные виды: корректировка оценок колонизации и исчезновения с учетом псевдооборота». Ойкос . 127 (11): 1605–1618. дои : 10.1111/oik.05114 . S2CID 90706011 .
^ Садло, Дж.; Хитри, М.; Пышек, П. (2007). «Региональные видовые пулы сосудистых растений в местообитаниях Чехии» (PDF) . Преслия . 79 : 303–321.
^ Льюис, Р.Дж.; Сава-Ковац, Р; Пяртель, М (2016). «Оценка темного разнообразия и пулов видов: эмпирическая оценка двух методов» . Методы экологии и эволюции . 7 : 104–113. дои : 10.1111/2041-210X.12443 .
^ «Калькулятор блестящего темного разнообразия» . Проверено 19 ноября 2015 г.
^ Пяртель, М.; Сава-Ковац Р.; Зобель, М. (2013). «Полнота сообщества: соединение местного и темного разнообразия в рамках концепции видового пула». Фолиа Геоботаника . 48 (3): 307–317. дои : 10.1007/s12224-013-9169-x . S2CID 16635899 .
^ Ронк, А.; Сава-Ковац Р.; Пяртель, М. (2015). «Применение концепции темного разнообразия к растениям в европейском масштабе». Экография . 38 (10): 1015–1025. дои : 10.1111/ecog.01236 .
^ Рийбак, К.; Рейталу, Т.; и др. (2015). «Темное разнообразие сухих известковых лугов определяется способностью к расселению и устойчивостью к стрессу». Экография . 38 (7): 713–721. дои : 10.1111/ecog.01312 .
^ Льюис, Роб Дж; де Белло, Франческо; Беннетт, Джонатан А; Фибич, Павел; Финерти, Женевьева Э; Гетценбергер, Ларс; Хиесалу, Инга; Касари, Лиис; Лепш, Ян (2017). «Применение концепции темного разнообразия к охране природы» . Биология сохранения . 31 (1): 40–47. дои : 10.1111/cobi.12723 . ПМИД 27027266 . S2CID 3804644 .
^ Фрейзер, Л.; Пяртель, М.; Питер, Дж.; Йентч, А.; Штернберг, М.; Зобель, М. (4 декабря 2015 г.). «Ответ на комментарий к «Всемирным доказательствам унимодальной связи между продуктивностью и видовым богатством растений» » . Наука . 350 (6265): 1177. Бибкод : 2015Sci...350.1177F . doi : 10.1126/science.aad4874 . hdl : 11449/168347 . ПМИД 26785471 .

Внешние ссылки

DarkDivNet — глобальная сеть для изучения темного разнообразия растительных сообществ.
Shiny Dark Diversity Calculator — онлайн-инструмент для расчета темного разнообразия на основе совместного встречаемости видов.

[1] Пяртель, Меэлис (сентябрь 2014 г.). Каламис, Рейн (ред.). «Экология сообщества отсутствующих видов: скрытое и темное разнообразие» . Журнал науки о растительности . 25 (5): 1154–1159. дои : 10.1111/jvs.12169 .

[partel-2] Jump up to: ^а ^б ^с Пяртель, М.; Сава-Ковац, Р; Зобель, М. (2011). «Темное разнообразие: проливаем свет на отсутствующие виды». Тенденции экологии и эволюции . 26 (3): 124–128. дои : 10.1016/j.tree.2010.12.004 . ПМИД 21195505 .

[lessard-3] Лессард, JP; Белмейкер, Дж.; Майерс, Дж.А.; Чейз, Дж. М.; Рахбек, К. (2012). «Выводы о местных экологических процессах на фоне влияния видового пула». Тенденции экологии и эволюции . 27 (11): 600–607. дои : 10.1016/j.tree.2012.07.006 . ПМИД 22877982 .

[zobel-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Зобель, М. (2016). «Концепция видового пула как основа изучения закономерностей разнообразия растений». Журнал науки о растительности . 27 :8–18. дои : 10.1111/jvs.12333 .

[cornell-5] Jump up to: ^а ^б Корнелл, штат Вирджиния; Харрисон, СП (2014). «Что такое пулы видов и когда они важны?» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 45 : 45–67. doi : 10.1146/annurev-ecolsys-120213-091759 .

[6] Бек, Дж. Б.; Ларге, Б.; Уоллер, DM (2018). «Фантомные виды: корректировка оценок колонизации и исчезновения с учетом псевдооборота». Ойкос . 127 (11): 1605–1618. дои : 10.1111/oik.05114 . S2CID 90706011 .

[7] Садло, Дж.; Хитри, М.; Пышек, П. (2007). «Региональные видовые пулы сосудистых растений в местообитаниях Чехии» (PDF) . Преслия . 79 : 303–321.

[8] Льюис, Р.Дж.; Сава-Ковац, Р; Пяртель, М (2016). «Оценка темного разнообразия и пулов видов: эмпирическая оценка двух методов» . Методы экологии и эволюции . 7 : 104–113. дои : 10.1111/2041-210X.12443 .

[9] «Калькулятор блестящего темного разнообразия» . Проверено 19 ноября 2015 г.

[partel2-10] Пяртель, М.; Сава-Ковац Р.; Зобель, М. (2013). «Полнота сообщества: соединение местного и темного разнообразия в рамках концепции видового пула». Фолиа Геоботаника . 48 (3): 307–317. дои : 10.1007/s12224-013-9169-x . S2CID 16635899 .

[ronk-11] Ронк, А.; Сава-Ковац Р.; Пяртель, М. (2015). «Применение концепции темного разнообразия к растениям в европейском масштабе». Экография . 38 (10): 1015–1025. дои : 10.1111/ecog.01236 .

[12] Рийбак, К.; Рейталу, Т.; и др. (2015). «Темное разнообразие сухих известковых лугов определяется способностью к расселению и устойчивостью к стрессу». Экография . 38 (7): 713–721. дои : 10.1111/ecog.01312 .

[13] Льюис, Роб Дж; де Белло, Франческо; Беннетт, Джонатан А; Фибич, Павел; Финерти, Женевьева Э; Гетценбергер, Ларс; Хиесалу, Инга; Касари, Лиис; Лепш, Ян (2017). «Применение концепции темного разнообразия к охране природы» . Биология сохранения . 31 (1): 40–47. дои : 10.1111/cobi.12723 . ПМИД 27027266 . S2CID 3804644 .

[14] Фрейзер, Л.; Пяртель, М.; Питер, Дж.; Йентч, А.; Штернберг, М.; Зобель, М. (4 декабря 2015 г.). «Ответ на комментарий к «Всемирным доказательствам унимодальной связи между продуктивностью и видовым богатством растений» » . Наука . 350 (6265): 1177. Бибкод : 2015Sci...350.1177F . doi : 10.1126/science.aad4874 . hdl : 11449/168347 . ПМИД 26785471 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]