Войти
Экология острова - это изучение островных организмов и их взаимодействия друг с другом и с окружающей средой. На острова приходится почти 1/6 общей площади суши, но экология островных экосистем сильно отличается от экологии континентальных сообществ. Их изоляция и высокая доступность пустых ниш приводят к увеличению видообразования. В результате островные экосистемы составляют 30% горячих точек мирового биоразнообразия, 50% морского тропического разнообразия и некоторые из самых необычных и редких видов. Многие виды до сих пор остаются неизвестными.
На разнообразие видов на островах сильно влияет деятельность человека, такая как вырубка лесов и интродукция экзотических видов. В ответ экологи и менеджеры обращают внимание на сохранение и восстановление островных видов. Поскольку острова представляют собой простые системы, они дают возможность изучать процессы вымирания, которые можно экстраполировать на более крупные экосистемы.
Острова являются привлекательными местами для экологических исследований, потому что они дают наглядные примеры эволюции в действии. Они демонстрируют интересные образцы колонизации, адаптации и видообразования.
Острова окружены водой и могут существовать как часть континентальной суши, а могут и не существовать. Океанические острова возникают из-за вулканической активности или роста рифов и обычно со временем ослабевают из-за эрозии и изменения уровня моря. Когда появляются острова, они подвергаются процессу экологической сукцессии по мере того, как виды колонизируют остров (см. Теорию биогеографии острова ). Новые виды не могут иммигрировать по суше, а должны прибыть по воздуху, воде или ветру. В результате организмы с высокой способностью к расселению, такие как растения и птицы, гораздо чаще встречаются на островах, чем таксоны с низкой способностью к расселению, такие как млекопитающие. Однако некоторые млекопитающие обитают на островах, предположительно в результате плавания или катания на естественных «плотах», смытых с материка.
Из прибывших видов лишь некоторые смогут выжить и создать популяции. В результате на островах меньше видов, чем на материке. Островные популяции невелики и демонстрируют низкую генетическую изменчивость (см. Эффект основателя ), но изолированы от хищников и конкурентов, с которыми они изначально развивались. Это может привести к процессу, называемому экологическим высвобождением, когда вид освобождается от взаимодействий со своими предковыми сообществами, а затем колонизирует новые ниши.
В ответ на это изменяющееся экологическое давление островные виды могут стать намного более послушными, чем их материковые собратья, и могут вырасти в размерах (см. Островной гигантизм ) или меньше (см. Островная карликовость ). Некоторые из этих уникальных приспособлений отражены в харизматических островных видах, таких как малагасийский бегемот, дракон Комодо или карликовые мамонты. Хотя гигантские черепахи Галапагосских островов и Сейшельских островов ( Галапагосские черепахи и Альдабрахели соответственно) иногда приводятся как примеры островного гигантизма, теперь считается, что они представляют последние оставшиеся популяции исторически широко распространенных гигантских черепах, т.е. гигантизм является наследственной чертой это происходило в отсутствие островного давления отбора. Совокупность различий в морфологии, экологии, физиологии и поведении островных видов по сравнению с их континентальными аналогами называется островным синдромом.
Дракон Комодо - пример островного гигантизма. После иммиграции птицы, а также некоторые рептилии или млекопитающие, как правило, становятся крупнее и хищниками, демонстрируя ослабленную внутривидовую конкуренцию. Что касается млекопитающих, то мелкие виды будут увеличиваться в размерах, а крупные - уменьшаться в размерах. Это называется «правилом острова» и предлагается для минимизации расхода энергии.
Другие приспособления к жизни на островах включают усиление пойкилотермии, расслабленное поведение против хищников и снижение полового отбора у животных, а также потерю защитных сил травоядных животных и уменьшение расселения среди растений.
Образование новых островов и их изоляция от материка создает множество незанятых ниш, к которым виды могут адаптироваться. Поскольку иммиграция хищников и конкурентов ограничена, многие организмы могут сохраняться в этих новых нишах. Это приводит к высокому распространению эндемизма, когда виды являются уникальными для определенной местности. Например, 50% мест обитания эндемичных птиц находятся на островах.
Эндемизм часто является результатом адаптивной радиации. Адаптивная радиация - это когда один вид колонизирует территорию и быстро диверсифицируется, чтобы заполнить все доступные ниши. Типичный пример - скопление видов вьюрков, задокументированное Чарльзом Дарвином на Галапагосских островах. Зяблики Дарвина проявили адаптивную радиацию, развивая клювы разного размера, чтобы использовать разнообразие семян, присутствующих на разных островах.
Палила, один из нескольких находящихся под угрозой исчезновения медоносов, которые развились благодаря адаптивной радиации и являются эндемиками Гавайских островов. Поскольку распространение этих популяций ограничено их островной средой обитания, у них, как правило, меньше особей, чем у их собратьев на материке, и меньшая генетическая изменчивость. Это, наряду с упомянутыми выше поведенческими и экологическими факторами, делает островные виды более уязвимыми перед исчезновением.
Продолжающееся выживание видов на островах зависит от таких факторов, как естественный отбор, генетическая изменчивость, естественные нарушения (ураганы, извержения вулканов) и антропогенные нарушения (интродуцированные виды, потеря среды обитания ). Нарушения, вызванные деятельностью человека, обычно являются главной причиной смертности, а понимание причин вымирания облегчает усилия по сохранению.
Перемещение людей на острова привело к быстрому исчезновению местных островных видов в результате охоты, разрушения среды обитания или интродуцированных видов.
Многие крупные животные на островах были истреблены людьми до исчезновения. Хорошо известный пример - дронт, когда-то найденный на острове Маврикий. Он эволюционировал, чтобы стать большим, нелетающим и послушным, и впоследствии был вымерен людьми и завезенными хищниками.
Истощение природных ресурсов может иметь драматические последствия для экологии острова. На острове Пасхи истощение леса людьми привело не только к повсеместной потере видов, но и к краху островной цивилизации.
Остров Пасхи стал местом драматических экологических изменений. Сегодня на островах проживает более 500 миллионов человек, и все они напрямую зависят от местных ресурсов (традиционное использование) или косвенно (доходы от экотуризма). Рост населения и развитие приводят к вырубке лесов, загрязнению и чрезмерной эксплуатации. Чрезмерный вылов океанской фауны вызывает особую тревогу, поскольку уловы видов рыб, обитающих на коралловых рифах, являются важным источником пищи для населения островов.
Люди внесли свой вклад в глобализацию и снизили эффективную изоляцию островных сообществ, что сделало возможным вторжение экзотических видов. Это может иметь огромное влияние на местные виды. На Гуаме завезенная коричневая древесная змея поглотила почти все местные виды позвоночных. Дикие кошки и собаки также значительно сократили популяции местных позвоночных на островах из-за хищничества и болезней. Еще одной серьезной угрозой являются интродуцированные копытные, поскольку они пасутся на местной растительности и могут уничтожить целые леса. Экзотические травы могут превзойти местные виды подлеска и увеличить риск пожара. Наконец, большие проблемы вызывают социальные насекомые, такие как муравьи.
Глобальное потепление становится серьезной причиной исчезновения видов на островах. Это может быть связано с повышением уровня моря, вторжением соленой воды в пресноводные среды обитания или неспособностью видов адаптироваться к повышению температуры и экстремальным погодным явлениям. Особенно восприимчивы виды растений. В более изолированных районах, таких как острова Южного океана, косвенные эффекты, такие как инвазивные виды и глобальное потепление, могут играть большую роль в влиянии на популяции, чем чрезмерная эксплуатация, загрязнение и утрата среды обитания.
Повышение уровня моря является насущной проблемой для многих жителей островов. Деятельность человека и интродукция неместных видов часто вызывают трофические каскады, когда прямое воздействие на один вид приводит к косвенному воздействию на другие виды в пищевой сети. Примером может служить остров Санта-Крус на Нормандских островах Калифорнии, где отравление ДДТ привело к сокращению популяции белоголовых орланов. Это, наряду с обилием введенных диких свиней в качестве добычи, позволило беркутам заселить остров и заменить белоголовых орланов. Однако беркуты поедали и местных островных лисиц. Уровни популяции лисиц снизились почти до исчезновения, в то время как популяции скунсов увеличились из-за ослабления конкуренции с лисами.
Поскольку островные экосистемы являются самодостаточными, должно быть возможно смягчить многие угрозы для видов. Экологи и менеджеры работают вместе, чтобы определить приоритетные области для сохранения и быстро разработать и реализовать планы действий. Не все можно оставить в резерве, поэтому важно сначала собрать соответствующую информацию и расставить приоритеты в проблемных областях. После того, как область была выбрана, менеджеры должны получить право собственности и получить поддержку. В этот процесс также должны быть вовлечены местные эксперты и коренное население. Четко определенные цели облегчат множество необходимых взаимодействий между людьми и агентствами. Как только резерв будет создан, менеджеры смогут практиковать адаптивное управление и продолжить общественное образование.
На суше сохранение островов сосредоточено на защите видов и их среды обитания. В некоторых случаях консервация может быть интегрирована с сельскохозяйственным производством. Например, плантации акации коа и лесные пастбища на Гавайях представляют собой антропогенно измененные экосистемы, но при этом допускают связь между фрагментами леса и, таким образом, поддерживают более высокое разнообразие, чем открытые пастбища. Другие направления включают восстановление среды обитания и искоренение интродуцированных хищников, копытных и экзотических растений (посредством охоты, удаления или биологического контроля ).
В морских экосистемах все чаще создаются «запретные» заповедники. Это позволяет восстановить местные виды, а также увеличить количество промысловых видов. Однако как в наземных, так и в морских системах эти действия дороги и не всегда приводят к желаемым результатам. Например, некоторые неместные жители становятся ключевыми видами, и их удаление может принести экосистеме больше вреда, чем пользы. Чтобы быть более эффективными, управляющие островными экосистемами должны обмениваться информацией и учиться на ошибках друг друга.
Лобстерам очень выгодно создание запретных зон на таких островах, как Великобритания, Новая Зеландия и Тонга. Сохранение островов, как правило, сосредоточено на сохранении отдельных видов и их местообитаний. Однако многие экологи предупреждают, что экологические и эволюционные процессы также должны быть сохранены. Сохранение островных сообществ в целом тесно связано с восстановлением.
Активное восстановление на островах может проводиться как для видов животных (перемещение, индуцированное размножение), так и для видов растений (лесовосстановление). Создание целей восстановления может быть сложной задачей, потому что часто невозможно восстановить экосистему до ее «исторического» или «нормального» состояния, если это состояние можно даже четко определить. Восстановление никогда не бывает полным, поскольку экологические сообщества всегда находятся в состоянии изменений.
Поскольку истощение ресурсов является серьезной проблемой на островах, необходимо также учитывать потребности населения. На многих островах ученые и менеджеры изучают традиционные обычаи коренного населения как потенциальные решения по сохранению. В некоторых случаях системы ограниченного использования, которые служат сообществу, могут предоставить лучшую альтернативу полностью закрытым охраняемым территориям, если не хватает ресурсов для надлежащего правоприменения. Государственное образование играет важную роль.
