Сообщество (экология)

редактировать
Ассоциированные популяции видов в данной области

Медведь с лососем. Межвидовые взаимодействия, такие как хищничество, являются ключевым аспектом экологии сообщества.

В экологии сообщество - это группа или ассоциация из популяций двух или более разных видов, одновременно занимающих одну и ту же географическую область, также известный как биоценоз. Термин «сообщество» имеет множество применений. В своей простейшей форме он относится к группам организмов в определенном месте или времени, например, «сообщество рыб озера Онтарио до индустриализации».

Экология сообщества или синэкология - это изучение взаимодействий между видами в сообществах во многих пространственных и временных масштабах, включая распределение, структуру, численность, демографию и взаимодействия между сосуществующими популяциями. Основное внимание экологии сообществ уделяется взаимодействиям между популяциями, определяемым конкретными генотипическими и фенотипическими характеристиками.

Экология сообщества также принимает во внимание абиотические факторы например, годовая температура или pH почвы. Эти неживые факторы могут влиять на то, как виды взаимодействуют друг с другом. Абиотические факторы фильтруют виды, присутствующие в сообществе, и, следовательно, структуру сообщества. Например, разница в растениях, присутствующих в пустыне по сравнению с тропическим лесом, обусловлена ​​годовым количеством осадков. Эти неживые факторы также влияют на то, как виды взаимодействуют друг с другом. Люди также могут влиять на структуру сообщества через нарушение среды обитания, например, интродукцию инвазивных видов.

Экология сообщества берет свое начало в европейской социологии растений. Он исследует такие процессы, как хищник – жертва динамика популяции или сукцессия. Кроме того, исследуя такие закономерности, как изменчивость:

на более глубоком уровне значение и Значение концепции сообщества в экологии является предметом обсуждения. Сообщества традиционно понимались в мелком масштабе с точки зрения местных процессов, создающих (или разрушающих) совокупность видов, например, как изменение климата может повлиять на состав травяных сообществ. Недавно эта ориентация на местное сообщество подверглась критике. Роберт Риклефс утверждал, что более полезно рассматривать сообщества в региональном масштабе, опираясь на эволюционную таксономию и биогеографию, где некоторые виды или группы развиваются, а другие вымирают.

Содержание

  • 1 Организация
    • 1.1 Ниша
    • 1.2 Трофический уровень
    • 1.3 Гильдия
  • 2 Влиятельные виды
    • 2.1 Основные виды
    • 2.2 Ключевые виды
    • 2.3 Инженеры-экологи
  • 3 Теории структуры сообщества
    • 3.1 Холистическая теория
    • 3.2 Индивидуалистическая теория
    • 3.3 Нейтральная теория
  • 4 Межвидовые взаимодействия
    • 4.1 Конкуренция
    • 4.2 Хищничество
    • 4.3 Мутуализм
    • 4.4 Комменсализм
    • 4.5 Аменсализм
    • 4.6 Паразитизм
    • 4.7 Нейтрализм
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дополнительная литература
  • 8 Внешние ссылки

Организация

Ниша

Внутри сообщества каждый вид занимает нишу. Ниша вида определяет, как он взаимодействует с окружающей средой и его роль в сообществе. Имея разные ниши, виды могут сосуществовать. Это называется разделением ниши. Например, время суток, на которое охотится вид, или добыча, на которую он охотится.

Разделение ниши снижает конкуренцию между видами. Таким образом, виды могут сосуществовать, поскольку они подавляют свой собственный рост больше, чем ограничивают рост других видов. Конкуренция внутри вида больше, чем конкуренция между видами. Внутривидовая конкуренция больше, чем межвидовая.

Количество ниш в сообществе определяет количество присутствующих видов. Если у двух видов одна и та же ниша (например, одинаковые потребности в пище), то один вид будет вытеснять другой. Чем больше ниш заполнено, тем выше биоразнообразие сообщества.

Трофический уровень

a) Трофическая пирамида, показывающая различные трофические уровни в сообществе. б) Пищевая сеть одного и того же сообщества

трофический уровень вида - это его положение в пищевой цепи или сети. Внизу пищевой сети находятся автотрофы, также известные как первичный производитель . Производители обеспечивают собственную энергию посредством фотосинтеза или хемосинтеза, растения являются основными производителями. Следующий уровень - травоядные (основные потребители), эти виды питаются растительностью в качестве источника энергии. Травоядные животные потребляются всеядными или плотоядными . Эти виды являются вторичными и третичными потребителями. Дополнительные уровни к трофической шкале появляются, когда более мелкие всеядные или плотоядные животные съедаются более крупными. На вершине пищевой сети находится высший хищник, этот вид животных не потребляется другими членами сообщества. Травоядные, всеядные и плотоядные животные - все гетеротрофы.

Основным примером пищевой цепи является; трава → кролик → лиса . Пищевые цепи становятся более сложными, когда присутствует больше видов, часто представляющих собой пищевые сети. Энергия передается через трофические уровни. Энергия теряется на каждом уровне из-за экологической неэффективности.

Трофический уровень организма может меняться в зависимости от присутствия других видов. Например, тунец может быть высшим хищником, поедающим более мелкую рыбу, такую ​​как макрель. Однако в сообществе, где присутствует вид акул, акула становится главным хищником, питаясь тунцом.

Разрушители играют роль в трофической пирамиде. Они обеспечивают источник энергии и питательные вещества для растений в сообществе. Разрушители, такие как грибы и бактерии, возвращают энергию в основу пищевой сети, питаясь мертвыми организмами со всех трофических уровней.

Гильдия

A гильдия - это группа видов в сообществе, которые используют те же ресурсы аналогичным образом. Организмы в одной гильдии соревнуются в опыте из-за их общего ресурса. Близкородственные виды, как правило, принадлежат к одной гильдии из-за черт, унаследованных через общее происхождение от их общего предка. Однако гильдии не являются исключительно близкородственными видами.

Плотоядные, всеядные и травоядные - все основные примеры гильдий. Более точная гильдия - это позвоночные животные, которые кормят наземных членистоногих, это могут быть определенные птицы и млекопитающие. Цветущие растения, у которых есть один и тот же опылитель, также образуют гильдию.

Влиятельные виды

Определенные виды имеют большее влияние на сообщество через их прямое и косвенное взаимодействие с другими видами. Утрата этих видов приводит к большим изменениям в сообществе, часто снижающим стабильность сообщества. Изменение климата и интродукция инвазивных видов могут повлиять на функционирование ключевых видов и, таким образом, повлиять на процессы в сообществах.

Основные виды

Основные виды в значительной степени влияют на популяцию, динамику и процессы сообщества. Эти виды могут занимать любой трофический уровень, но, как правило, являются продуцентами. Красные мангровые заросли являются одним из основных видов морских сообществ. Корень мангрового дерева является местом выращивания молоди рыбы, такой как окунь.

сосна белокорая (Pinus albicaulis ), являющаяся основным видом. После возгорания дерево дает тень (из-за своего густого роста), позволяя возобновить рост других видов растений в сообществе. Этот рост вызывает возвращение беспозвоночных и микробов, которые необходимы для разложения. Семена белой сосны служат пищей для медведей гризли.

Простая трофическая каскадная диаграмма. Справа показано отсутствие волков, что свидетельствует об увеличении численности лосей и сокращении роста растительности. Левый показывает, когда волки присутствуют и контролируют популяцию лосей.

Ключевые виды

Ключевые виды имеют непропорциональное влияние на сообщество, чем большинство видов. Краеугольные виды, как правило, находятся на более высоких трофических уровнях, часто являясь высшими хищниками. Удаление краеугольного камня вызывает нисходящие трофические каскады. Волки - ключевой вид, являющийся высшим хищником.

В Йеллоустонском национальном парке потеря популяции волков из-за чрезмерной охоты привела к потере биоразнообразия в сообществе. Волки контролировали количество лосей в парке посредством хищничества. Без волков популяция лосей резко увеличилась, что привело к их чрезмерному выпасу. Это негативно повлияло на другие организмы в парке; увеличившийся выпас лосей лишил других присутствующих животных источников пищи. С тех пор волки были повторно введены, чтобы вернуть сообщество парка к оптимальному функционированию. См. Повторное введение волков и История волков в Йеллоустоне для получения более подробной информации об этом тематическом исследовании.

Морской пример ключевого вида - Pisaster ochraceus. Эта морская звезда контролирует численность Mytilus californianus, обеспечивая достаточно ресурсов для других видов в сообществе.

Инженеры-экологи

экосистемный инженер вид, который поддерживает, изменяет и создает аспекты сообщества. Они вызывают физические изменения среды обитания и изменяют ресурсы, доступные другим существующим организмам.

Строители плотин - инженеры-экологи. Вырубая деревья для создания плотин, они изменяют поток воды в сообществе. Эти изменения влияют на растительность прибрежной зоны, исследования показывают, что биоразнообразие увеличивается. Роя бобров создает каналы, увеличивая связи между местообитаниями. Это способствует перемещению других организмов в сообществе, таких как лягушки.

Теории структуры сообщества

Структура сообщества - это состав сообщества. Его можно измерить с помощью видового богатства, видовой однородности. Эти меры помогают понять биоразнообразие сообщества.

Холистическая теория

Холистическая теория относится к идее о том, что сообщество определяется взаимодействиями между организмами в нем.. Все виды взаимозависимы, и каждый играет жизненно важную роль в работе сообщества. Благодаря этому сообщества воспроизводимы и легко идентифицируются, при этом повсюду контролируются схожие абиотические факторы.

Клементс разработал целостную (или организменную) концепцию сообщества, как если бы это был суперорганизм или дискретная единица с четкими границами. Клементс предложил эту теорию после того, как заметил, что определенные виды растений регулярно встречаются вместе в местообитаниях, и пришел к выводу, что виды зависят друг от друга. Формирование сообществ не является случайным и включает коэволюцию.

Холистическая теория проистекает из более широкого мышления холизма ; который относится к системе, состоящей из многих частей, все из которых необходимы для функционирования системы.

Индивидуалистическая теория

Глисон разработал индивидуалистическую (также известную как открытое или континуумное) понятие сообщества, при котором численность популяции вида постепенно изменяется в соответствии со сложными градиентами среды. Каждый вид изменяется независимо по отношению к другим видам, присутствующим вдоль градиента. Ассоциация видов случайна и обусловлена ​​совпадением. Различные условия окружающей среды и вероятность появления и закрепления каждого вида вдоль градиента влияют на состав сообщества.

Индивидуалистическая теория предполагает, что сообщества могут существовать как непрерывные образования в дополнение к дискретным группам, упомянутым в холистической теории..

Нейтральная теория

Хаббелл представил нейтральную теорию экологии. Внутри сообщества (или метасообщества ) виды функционально эквивалентны, и численность популяции вида изменяется в результате стохастических демографических процессов (т. Е. Случайных рождений и смерти). Эквивалентность видов в сообществе приводит к экологическому дрейфу. Экологический дрейф приводит к случайным колебаниям популяций видов, в то время как общее количество особей в сообществе остается постоянным. Когда особь умирает, есть равные шансы, что все виды колонизируют этот участок. Стохастические изменения могут привести к вымиранию видов в сообществе, однако это может занять много времени, если существует много особей этого вида.

Виды могут сосуществовать, потому что они похожи, ресурсы и условия применяют фильтр к типу видов, присутствующих в сообществе. Каждая популяция имеет одинаковую адаптивную ценность (конкурентоспособность и способность к рассредоточению) и потребность в ресурсах. Местный и региональный состав представляют собой баланс между видообразованием или расселением (которые увеличивают разнообразие) и случайными исчезновениями (которые уменьшают разнообразие).

Межвидовые взаимодействия

Виды взаимодействуют разными способами: конкуренция, хищничество, паразитизм, мутуализм, комменсализм и т. Д. Организация биологического сообщества с учетом экологических взаимодействий называется структурой сообщества.

ВзаимодействияВид 1
ОтрицательныйНейтральныйПоложительный
Вид 2ОтрицательныйКонкуренцияАменсализмХищничество / Паразитизм
НейтральныйАменсализмНейтрализмКомменсализм
ПозитивныйХищничество / ПаразитизмКомменсализмМутуализм

Конкуренция

Виды могут соревноваться друг с другом за конечные ресурсы. Это считается важным ограничивающим фактором размера популяции, биомассы и видового богатства. Было описано много типов конкуренции, но доказательство существования этих взаимодействий является предметом споров. Между особями, популяциями и видами наблюдалась прямая конкуренция, но мало свидетельств того, что конкуренция была движущей силой в эволюции больших групп.

  1. Конкуренция помех : происходит, когда особь одного вида напрямую вмешивается особь другого вида. Это может быть еда или территория. Примеры включают в себя льва, преследующего гиену от добычи, или растение, выделяющее аллелопатические химические вещества, препятствующие росту конкурирующих видов.
  2. Очевидная конкуренция : происходит, когда два вида разделяют одного хищника. Например, пума охотится на лесных карибу и оленей. Популяции обоих видов могут быть подавлены хищниками без прямой эксплуататорской конкуренции. Таблица визуализирует симметричную по размеру конкуренцию, используя рыбу в качестве потребителей и крабов в качестве ресурсов.
  3. Эксплуатационная конкуренция : Это происходит за счет потребления ресурсов. Когда особь одного вида потребляет ресурс (например, пищу, укрытие, солнечный свет и т. Д.), Этот ресурс больше не доступен для потребления представителем второго вида. Считается, что эксплуататорская конкуренция более распространена по своей природе, но следует проявлять осторожность, чтобы отличать ее от явной конкуренции. Примером эксплуататорской конкуренции может быть между травоядными животными, потребляющими растительность; кролик и олень поедают луговую траву. Эксплуатационная конкуренция варьируется:
  • полная симметричная - все люди получают одинаковое количество ресурсов, независимо от их размера
  • идеальный размер симметричный - все люди используют одинаковое количество ресурсов на единицу биомассы
  • абсолютная асимметрия по размеру - самые крупные особи используют все доступные ресурсы.
Степень асимметрии размеров оказывает большое влияние на структуру и разнообразие экологических сообществ

Хищничество

Хищничество охотится за другим виды для еды. Это положительно-отрицательное взаимодействие: хищник получает выгоду, а вид жертвы страдает. Некоторые хищники убивают свою добычу, прежде чем съесть ее, также известное как «убить и съесть». Например, ястреб, ловящий и убивающий мышь. Другие хищники - паразиты, которые питаются добычей при жизни, например летучая мышь-вампир, питающаяся коровой. Однако со временем паразитизм может привести к гибели организма-хозяина. Другой пример - кормление растениями травоядных, например, пастбищная корова. Хищничество может повлиять на размер популяции хищников и жертв, а также на количество видов, сосуществующих в сообществе.

Хищничество может быть узкоспециализированным, например, наименьшее количество хищников хищников встречается только на полевках. Или универсал, например Белый медведь в основном ест тюленей, но может переключиться на птицу, когда популяция тюленей низкая.

Виды могут быть одиночными или групповыми хищниками. Преимущество охоты в группе означает, что добыча может быть больше, но источник пищи должен быть общим. Волки - групповые хищники, а тигры - одиночки.

Обобщенный график цикла плотности популяции хищник-жертва

Хищничество зависит от плотности, что часто приводит к циклам популяции. Когда жертва изобилует, количество видов хищников увеличивается, таким образом, поедая больше видов добычи и вызывая сокращение популяции жертв. Из-за недостатка пищи популяция хищников сокращается. Из-за отсутствия хищников популяция добычи увеличивается. См. уравнения Лотки – Вольтерра для получения более подробной информации. Хорошо известным примером этого является рысь - заяц популяционные циклы, наблюдаемые на севере.

Хищничество может привести к коэволюции - эволюционная гонка вооружений, жертва приспосабливается, чтобы избежать хищника, хищник эволюционирует. Например, жертва вырабатывает токсин, который убивает своего хищника, хищник развивает устойчивость к токсину, что делает его более не смертельным.

Мутуализм

Мутуализм - это взаимодействие между видами, в котором выигрывают оба.

Примером могут служить бактерии Rhizobium, растущие в клубеньках на корнях бобовых культур. Эти отношения между растением и бактериями являются эндосимбиотическими, бактериями, живущими на корнях бобовых. Растение обеспечивает бактерии соединениями, образующимися в процессе фотосинтеза, которые могут использоваться в качестве источника энергии. В то время как Rhizobium является азотфиксирующими бактериями, обеспечивающими растения аминокислотами или аммонием.

Другим примером являются насекомые, опыляющие цветки покрытосеменных. Многие растения зависят от опыления опылителем. Опылитель переносит пыльцу с мужского цветка на клеймо самки. Это удобряет цветок и дает возможность растениям размножаться. Пчелы, такие как пчелы, являются наиболее известными опылителями. Пчелы получают нектар из растений, которые они используют в качестве источника энергии. Неперенесенная пыльца обеспечивает пчелу белком. Растение получает пользу от оплодотворения, в то время как пчела получает пищу.

Комменсализм

Комменсализм - это тип взаимоотношений между организмами, при котором один организм получает пользу, а другой не получает ни пользы, ни вреда. Организм, который получил пользу, называется комменсалом, в то время как другой организм, который не получил ни пользы, ни вреда, называется хозяином.

Например, эпифитная орхидея, прикрепленная к дереву для поддержки, приносит пользу орхидее, но не приносит вреда и не приносит пользы дереву. Этот вид комменсализма называется инквилинизм, орхидея постоянно живет на дереве.

Форезия - еще один тип комменсализма, комменсал использует хост исключительно для транспорта. Многие виды клещей полагаются на другой организм, такой как птицы или млекопитающие, для своего распространения.

Метабиоз является последней формой комменсализма. Комменсал полагается на хозяина, чтобы подготовить среду, подходящую для жизни. Например, у водорослей есть корневая система, называемая holdfast, которая прикрепляет их к морскому дну. После укоренения он дает моллюскам, таким как морские улитки, дом, который защищает их от хищников.

Аменсализм

Противоположностью комменсализма является аменсализм, межвидовые отношения, в которых продукт одного организма оказывает негативное влияние на другой организм, но не затрагивается исходный организм.

Примером может служить взаимодействие головастиков обыкновенной лягушки и пресноводная улитка. Головастики потребляют большое количество микроводорослей. Делая водоросли менее многочисленными для улитки, водоросли, доступные для улитки, также имеют более низкое качество. Таким образом, головастик оказывает негативное влияние на улитку, не получая от нее заметного преимущества. Головастики получали бы одинаковое количество пищи в присутствии улитки или без нее.

Более старое и высокое дерево может препятствовать росту более мелких деревьев. Новому деревцу, растущему в тени взрослого дерева, будет сложно получить свет для фотосинтеза. У зрелого дерева также будет хорошо развита корневая система, позволяющая ему превосходить саженец по питательным веществам. Поэтому рост саженца затруднен, что часто приводит к его гибели. Отношения между двумя деревьями - это аменсализм, на зрелое дерево присутствие меньшего не влияет.

Паразитизм

Паразитизм - это взаимодействие, при котором один организм, хозяин, получает вред, пока другой, паразит, приносит пользу.

Паразитизм - это симбиоз, долгосрочная связь, в которой паразит питается на хозяине или забирает ресурсы у хозяина. В организме могут жить паразиты, такие как солитер. Или на поверхности тела, например головные вши

Цыпленок кукушки с красной грудью, которого кормит значительно более мелкий взрослый капский робин-чат

Малярия является результатом паразитарных отношений между самка комара Anopheles и «Plasmodium ». Комары заражаются паразитом, питаясь инфицированным позвоночным. Внутри комара плазмодий развивается в стенке средней кишки. После превращения в зиготу паразит перемещается в слюнные железы, где может передаваться позвоночным видам, например людям. Комар действует как переносчик малярии. Паразит, как правило, сокращает продолжительность жизни комара и подавляет производство потомства.

Второй пример паразитизма - паразитизм расплода. Кукушки регулярно заражаются этим типом паразитизма. Кукушки откладывают яйца в гнездах другого вида птиц. Поэтому хозяин заботится о цыпленке кукушки, как если бы он был его собственным, не замечая разницы. Птенцы кукушки выбрасывают детенышей хозяина из гнезда, что означает, что они получают больший уровень заботы и ресурсов от родителей. Воспитание молодняка обходится дорого и может снизить успех будущего потомства, поэтому кукушка пытается избежать этих затрат из-за паразитизма выводков.

Подобно хищничеству, паразитизм может привести к эволюционной гонке вооружений. . Хозяин эволюционирует, чтобы защитить себя от паразита, а паразит эволюционирует, чтобы преодолеть это ограничение.

Нейтрализм

Нейтрализм - это то место, где виды взаимодействуют, но взаимодействие не оказывает заметного воздействия на любой из вовлеченных видов. Из-за взаимосвязанности сообществ истинный нейтрализм встречается редко. Примеры нейтрализма в экологических системах трудно доказать из-за косвенного воздействия, которое виды могут оказывать друг на друга.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

  • Akin, Wallace E. (1991). Глобальные закономерности: климат, растительность и почвы. Университет Оклахомы Пресс. ISBN 0-8061-2309-5.
  • Барбур, Берк и Питтс, 1987. Экология наземных растений, 2-е изд. Каммингс, Менло-Парк, Калифорния
  • Морен, Питер Дж. (1999). Общественная экология. Wiley-Blackwell Press. ISBN 978-0-86542-350-3.
  • Одум, Э. П. (1959) Основы экологии. W. B. Saunders Co., Филадельфия и Лондон.
  • Ricklefs, R.E. (2005) Экономика природы, 6-е изд. WH Freeman, USA.
  • Рикеттс, Тейлор Х., Эрик Динерштейн, Дэвид М. Олсон, Колби Дж. Лоукс и др. (WWF ) (1999). Наземные экорегионы Северной Америки: оценка сохранения. Island Press. ISBN 1-55963-722-6.

Внешние ссылки

  • Сообщество, BioMineWiki
  • Определение видов микробов в сообществе, BioMineWiki
  • Глоссарий, Состояние и тенденции развития биологических ресурсов страны, Геологическая служба США.
  • Глоссарий, консультанты по окружающей среде ENTRIX.
Последняя правка сделана 2021-05-15 07:42:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте