Typy, studie a příklady ekologické sukcese

Ekologická posloupnost Jedná se o proces postupné substituce rostlinných a živočišných druhů v komunitě, který způsobuje změny v jeho složení. Mohli bychom to také definovat jako vzor kolonizace a vyhynutí na určitém místě více druhy. Tento model se vyznačuje tím, že je nesezónní, směrový a kontinuální..

Ekologická sukcese je typická pro společenstva ovládaná „dominancí“, tj. S těmi, ve kterých jsou některé druhy konkurenčně lepší než ostatní.

V tomto procesu dochází k „otevření“ v důsledku narušení, které lze mimo jiné vnímat jako mýtinu v lese, nový ostrov, dunu. Tento otvor je zpočátku obsazen „počátečním kolonizátorem“, který je s časem přemístěn, protože si nedokáže udržet svoji přítomnost na místě..

Poruchy obvykle způsobují výskyt sledu druhů (vstupujících a opouštějících scénu), který lze dokonce předvídat.

Například o časných druzích v řadě je známo, že jsou dobrými kolonizátory, rychle rostou a množí se, zatímco pozdější druhy (které vstupují později) mají pomalejší růst a reprodukci a tolerují menší dostupnost zdrojů..

Ty mohou v přítomnosti raných druhů dorůst do dospělosti, ale nakonec je kvůli konkurenci vylučují..

Rejstřík článků

• 1 Druhy dědictví
  • 1.1 Primární posloupnost
  • 1.2 Sekundární posloupnost
• 2 Studie ekologické sukcese
  • 2.1 Henry Chandler Cowles
  • 2.2 Spor o Clements-Gleason
  • 2.3 Kdo měl pravdu?
• 3 Jak se studují ekologické sukcese??
  • 3.1 Chronosérie nebo náhrada prostoru za čas (SFT)
• 4 Příklady studia sekvencí
  • 4.1 Použití chronosérie při studiu primární sekvence
  • 4.2 Studium sekundárních sekvencí
• 5 Existuje vždy posloupnost?
• 6 Reference

Druhy dědictví

Ekologové rozlišují dva typy sukcese, a to: primární sukcese (vyskytující se v lokalitách bez preexistující vegetace) a sekundární sukcese (vyskytující se v lokalitách s již vytvořenou vegetací).

Často se také rozlišuje mezi autogenní posloupností, která je řízena procesy, které fungují na konkrétním místě, a alogenní posloupností, která je řízena vnějšími faktory daného místa..

Primární posloupnost

Primární posloupnost je proces kolonizace druhů na místě, které nemá již existující vegetaci.

Vyskytuje se ve sterilních anorganických substrátech generovaných zdroji rušení, jako je vulkanismus, zalednění, mimo jiné. Příklady takových substrátů mohou být: lávové proudy a pemzové pláně, nově vytvořené písečné duny, krátery způsobené dopadem meteoritu, morény a exponované substráty po ústupu ledovce..

Během primární posloupnosti mohou druhy dorazit ze vzdálených míst.

Proces nástupnictví obvykle probíhá pomalu, protože je nutné, aby první osadníci transformovali prostředí, což je příznivější pro usazování jiných druhů..

Například tvorba půdy vyžaduje zpočátku rozklad hornin, hromadění mrtvého organického materiálu a následně postupné usazování půdních mikroorganismů..

Sekundární posloupnost

Sekundární posloupnost nastává na místech s již založenou vegetací. K tomu dochází poté, co narušení naruší dynamiku ustavené komunity, aniž by zcela vyloučilo všechny jednotlivce.

Z běžných příčin poruch, které mohou vést k sekundární posloupnosti, můžeme zmínit mimo jiné: bouře, požáry, nemoci, těžbu dřeva, těžbu, zemědělské čištění..

Například v případech, kdy byla vegetace oblasti částečně nebo úplně odstraněna a půda, semena a dobře vyvinuté spory zůstávají v dobrém stavu, se proces kolonizace nových druhů nazývá sekundární posloupnost..

Ekologické sukcesní studie

Henry Chandler Cowles

Jedním z prvních, kdo uznal nástupnictví jako ekologický fenomén, byl Henry Chandler Cowles (1899), který studoval dunové komunity různého věku v Michiganském jezeře (USA) a vyvodil závěry o následnických vzorcích..

Cowles poznamenal, že čím dál šla od břehu jezera, byly nalezeny starší duny s převahou různých druhů rostlin..

Následně ve vědecké oblasti vyvstaly hluboké spory ohledně pojmu posloupnosti. Jednou z nejznámějších kontroverzí byla kontroverze vědců Fredericka Clementsa a Henryho Gleasona.

Diskuse Clements-Gleason

Clements navrhl, že ekologická komunita je superorganismus, kde se druhy vzájemně ovlivňují a podporují, dokonce altruisticky. V této dynamice tedy existuje vzor rozvoje komunity.

Tento výzkumník představil pojmy jako „bytosti“ a „vyvrcholená komunita“. Bytosti představovaly mezistupně v posloupnosti, zatímco vyvrcholením byl stabilní stav, kterého bylo dosaženo na konci posloupnosti. Různé stavy vyvrcholení byly výsledkem mnoha environmentálních režimů.

Gleason obhajoval hypotézu, že komunity se jednoduše vyvinuly v důsledku odpovědí každého druhu na řadu fyziologických omezení, specifických pro každé konkrétní místo..

Pro Gleasona nezvýšil nebo pokles druhu v komunitě nezávisel na asociacích s jinými druhy.

Tento individualistický pohled na rozvoj komunity ho vidí jednoduše jako soubor druhů, jejichž individuální fyziologické požadavky jim umožňují využívat konkrétní místo..

Kdo měl pravdu?

V krátkodobém horizontu byla ve vědecké komunitě široce přijímána Clementsova vize, avšak z dlouhodobého hlediska se Gleasonovy myšlenky zdály být přesnější při popisu procesu sukcese rostlin..

Na této diskusi, která se znovu objevila během vývoje ekologie komunity, se podíleli ekologové s postavami Whittakera, Eglera a Oduma..

Dnes jsou do této diskuse přidávány novější modely, jako například modely Druryho a Nisbeta (1973) a modely Connell a Slatyer (1977), které přispívají ke staré debatě novými vizemi..

Jak se v těchto případech často stává, je velmi pravděpodobné, že ani jedna z vizí (ani Clementsova, ani Gleasonova) není zcela špatná a obě mají trochu jistoty..

Jak se studují ekologické sukcese??

Dědictví, která se vyvinou v nové výběžky země (například ostrov vzniklý vulkanismem), obvykle trvá stovky let. Na druhou stranu je životnost výzkumného pracovníka omezena na několik desetiletí. Je tedy zajímavé položit si otázku, jak přistupovat k vyšetřování dědictví.

Jedním ze způsobů, jak bylo zjištěno, že je třeba studovat dědictví, bylo hledání analogických procesů, které trvají kratší dobu..

Například studium povrchů určitých stěn ve skalnatých pobřežích, které mohou být holé a znovu osídlené kolonizací druhů po období let nebo desetiletí..

Chronoserie nebo náhrada prostoru za čas (SFT)

Říká se tomu chronoserie (z řečtiny khronos: time) nebo „substituce prostoru za čas“ (SFT v angličtině), do jiné formy běžně používané při studiu sekvencí. To spočívá v analýze komunit různého věku a prostorových umístění, vznikajících z jedné rušivé události..

Hlavní výhodou SFT je, že ke studiu sekvence nejsou zapotřebí dlouhá období pozorování (stovky let). Jedno z jeho omezení však znamená, že nemůžete přesně vědět, jak podobná jsou konkrétní místa studovaných komunit..

Účinky, které lze přičíst stáří míst, by pak mohly být zaměňovány s účinky jiných proměnných souvisejících s umístěním komunit..

Příklady studia dědictví

Využití chronosérie při studiu primární posloupnosti

Příklad chronosérie lze nalézt v pracích Kamija a jeho spolupracovníků (2002), kteří dokázali odvodit primární posloupnost čedičových vulkanických toků ostrova Miyake-jima v Japonsku..

Tito vědci studovali známou chronosekvenci různých sopečných erupcí ze 16, 37, 125 a více než 800 let starých..

V 16letém proudu zjistili, že půda byla velmi řídká, postrádal dusík a vegetace téměř chyběla, kromě několika malých olší (Alnus sieboldiana).

Naproti tomu na nejstarších plochách zaznamenali 113 taxonů, včetně kapradin, bylinných trvalek, lián a stromů..

Poté přestavěli proces posloupnosti, který nastal, s uvedením, že na prvním místě olše vázající dusík kolonizovala nahou sopečnou lávu, což usnadnilo pozdější vstup třešně (Prunus speciosa), střední posloupnost a vavřín (Machilus thunbergii), pozdní posloupnosti. Později vznikl smíšený a temný les, kterému dominují rody Alnus Y Prunus.

Nakonec vědci uvedli, že nahrazení Machilus Shii (Castanopsis sieboldii) dlouhověký strom, v jehož dřevu se obvykle vyvíjí známá houba Shii-take.

Studie sekundárního dědictví

Sekundární posloupnosti jsou často studovány s využitím obdělávaných polí, která byla opuštěna. Ve Spojených státech bylo provedeno mnoho studií tohoto typu, protože je známo přesné datum, kdy byla tato pole opuštěna..

Například známý ekolog David Tilman ve svých studiích zjistil, že v posloupnostech, které se vyskytují v těchto starých oblastech, je typická posloupnost:

1. Pole nejprve kolonizuje roční plevel.
2. Následují bylinné trvalky.
3. Později jsou začleněny rané nástupnické stromy.
4. Nakonec vstupují stromy v pozdním sledu, jako jsou jehličnany a tvrdá dřeva..

Tilman zjistil, že obsah dusíku v půdě se zvyšuje s postupováním posloupnosti. Tento výsledek byl potvrzen dalšími studiemi prováděnými na opuštěných rýžových polích v Číně..

Existuje vždy posloupnost?

Od začátku tohoto článku jsme tvrdili, že ekologická sukcese je typická pro komunity ovládané „dominancí“, ale není tomu tak vždy.

Existují i ​​jiné typy komunit, které se nazývají „ovládané zakladateli“. V tomto typu komunit existuje velké množství druhů, které jsou ekvivalentní jako primární kolonizátoři otvoru vytvořeného narušením.

Jedná se o druhy dobře přizpůsobené abiotickému prostředí vzniklému po narušení a mohou si udržet své místo až do smrti, protože nejsou konkurenčně vytěsňovány jiným druhem..

V těchto případech je náhoda faktorem, který definuje druhy, které převládají v komunitě po narušení, v závislosti na tom, které druhy mohou dosáhnout otvoru vytvořeného jako první..

Reference

1. Ashmole, N. P., Oromí, P., Ashmole, M. J. a Martín, J. L. (1992). Primární faunální posloupnost ve vulkanickém terénu: studie lávy a jeskyní na Kanárských ostrovech. Biological Journal of the Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
2. Banet A. I. a Trexler J. C. (2013). Substituce časoprostoru funguje v modelech ekologické předpovědi společnosti Everglades. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10,1371 / journal.pone.0081025
3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. a Sasai, K. (2002). Primární posloupnost teplého mírného listnatého lesa na vulkanickém ostrově Miyake-jima v Japonsku. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10,1007 / bf02803192
4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. a Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connell a Slatyerovy modely nástupnictví v éře biologické rozmanitosti. Ecology, 92: 1399-1406. doi: 10,1890 / 10-1323,1
5. Pickett S. T. A. (1989). Substituce časoprostoru jako alternativa k dlouhodobým studiím. In: Likens G.E. (eds) Long-Term Studies in Ecology. Springer, New York, NY.
6. Poli Marchese, E a Grillo, M. (2000). Primární posloupnost lávových proudů na hoře Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.