haluamme oppia:
- mikä on ekologinen yhteisö ja millaisia vuorovaikutuksia sen sisällä tapahtuu?
- kuinka tärkeitä ovat eri lajien vuorovaikutussuhteet, mukaan lukien keskinäiset, yhteismitalliset, kilpailu ja saalistaminen?
- millaiset lajien väliset vuorovaikutukset tulevat tärkeiksi, kun monet lajit vaikuttavat toisiinsa?
- mitä seurauksia näillä vuorovaikutuksilla on biodiversiteetille
| 10/26/2008 |
 tulostusmuoto |
lajien vuorovaikutukset, ravintoverkko ja ekologiset yhteisöt
ekologinen yhteisö määritellään ryhmäksi, joka koostuu tosiasiallisesti tai mahdollisesti vuorovaikutuksessa olevista lajeista, jotka elävät samassa paikassa. Yhteisöä sitoo yhteen se vaikutusverkko, joka lajeilla on toisiinsa. Tähän näkemykseen sisältyy ajatus siitä, että se, mikä vaikuttaa yhteen lajiin, vaikuttaa myös moniin muihin – ”luonnon tasapainoon”.Rakennamme ymmärrystä yhteisöistä tarkastelemalla kaksisuuntaista ja sen jälkeen monisuuntaista vuorovaikutusta, johon liittyy lajipareja tai useita lajeja.
| type of interaction | sign | effects |
|---|---|---|
| mutualism | +/+ | both species benefit from interaction |
| commensalism | +/0 | one species benefits, one unaffected |
| competition | -/- | each species affected negatively |
| predation, parasitism, herbivory | +/- | one species benefits, one is disadvantaged |
Food webs are graphical energiavirtaan perustuvien lajien välisten yhteyksien kuvaukset . Energia siirtyy tähän elämän biologiseen verkkoon diagrammin pohjalla, – kun viherkasvit sitovat hiiltä. Moniin ravintoverkkoihin saadaan myös energiaa orgaanisen aineksen, kuten metsänpohjan lahottajanlehtien, hajottamisen kautta mikrobien avustamana. Metsäisten alavesistöjen jokiruoat ovat tästä hyviä esimerkkejä.
energia siirtyy kulutuksen mukaan matalammalta korkeakertrofiselle tasolle (ruokinta) : kasvinsyöjät syövät kasveja, petoeläimet syövät kasvinsyöjiä,ja huippupedot voivat puolestaan syödä niitä. Jotkin lajit syövät useampaa kuin yhtä tropiikkitasoa, minkä vuoksi niitä kutsutaan kaikkiruokaisiksi. Kuvassa 1 esitetään yksinkertaistettu malli tällaisesta ruokaverkosta.
yleistynyt food web. Elintarvikeverkko on eliöiden, kuten tuottajien, kuluttajien ja hajottajien, muodostama kokonaisuus, jonka kautta energia ja materiaalit voivat liikkua yhteisössä
voimme tarkastella tätä elintarvikeverkkoa kahtena päivänä. Se voi olla kaavio energian virtaus (hiili) kasveista toherbivores lihansyöjille, ja niin edelleen. Otamme tämän lähestymistavan, kun weeksamiinienergia virtaa ekosysteemeissä. Lisäksi afoodwebin jäsenet voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään millä tahansa edellä mainituista neljästä vuorovaikutustyypistä. Kahden lajin välinen vuorovaikutus verkon yhdessä osassa voi vaikuttaa jonkin matkan päässä oleviin lajeihin riippuen keskinäisten yhteyksien vahvuudesta ja merkistä. Usein lajin lisäämisellä (kuten eksoottisen lajin tunkeutuessa uudelle alueelle) tai lajin poistamisella (kuten paikallisen sukupuuton yhteydessä) on yllättävän kauaskantoisia vaikutuksia moniin muihin lajeihin. Tämä johtuu lajien monimutkaisista keskinäisistä yhteyksistä ekologisissa verkoissa.
ekologit käyttävät seuraavia termejä kuvaamaan eri kategorioita yhden lajin muutoksen (runsaus tai läsnäolo vs poissaolo) vaikutuksista toiseen lajiin.
- suorat vaikutukset viittaavat lajien a esiintymisen (tai runsauden muutoksen) vaikutukseen lajiin B kahden lajin yhteisvaikutuksessa.
- epäsuorilla vaikutuksilla tarkoitetaan lajin A esiintymisen (tai runsauden muutoksen) vaikutusta lajeihin C välillisen lajin kautta (a –> b –> C).
- Kaskadovaikutukset ovat niitä, jotka ulottuvat kolmelle tai useammalle trofiatasolle ja voivat olla ylhäältä alas (predator–> kasvinsyöjä –kasvi) tai alhaalta ylös (kasvi –>kasvinsyöjä –>Predator).
- Keystone-lajit ovat sellaisia, joilla on voimakkaita epäsuoria vaikutuksia.
Keystonen lajikäsitys on yksi yhdyskuntaekologian tunnetuimmista käsityksistä. Vaikka
kertoo, että monet lajit ovat mahdollisesti vuorovaikutuksessa keskenään Ravintoverkkoon, kuten kuvassa 1 on kuvattu, luonnossa on suuria toimijoita ja pieniä pelaajia. Kaikista suurimpia pelaajia kutsutaan keystone-lajeiksi. Kyseessä on laji, jonka esiintyminen tai puuttuminen tai huomattava lisääntyminen tai runsastuminen vaikuttaa syvällisesti muihin yhteisön lajeihin. Todisteet tulevat yleensä kokeista, joissa yksi laji lisätään tai poistetaan yhteisöstä. Nimi juontuu keskuskivestä, jonka painoa kannattelevat sisäänpäin kallistuvat kivet. Avainkiven poistaminen aiheuttaa kaaren romahtamisen.
Washingtonin osavaltion kivisellä vuorovesivyöhykkeellä ja muilla vastaavilla alueilla meritähtien on osoitettu olevan keystone-lajeja 
koko yhdyskunta elää suhteellisen pystysuorilla kallioseinämillä Aalto-sweptinter-vuorovesivyöhykkeellä. Merellisten selkärangattomien ja levien yhteisö on sopeutunut takertumaan tai tarttumaan kallioseinämään, jossa useimmat ruokkivat vedessä leijuvaa pientä eläinkuntaa (planktonia). Simpukkamytilus on ylivertainen kiinnittyessään kallionkielekkeisiin, mikä tekee siitä kilpailevan dominantin. Meritähti (Pisaster) on tehokas simpukoiden saalistaja,joka antaa tilaa muille lajeille ja on näin ollen kriittinen ylläpitää monimuotoista biologista yhteisöä.
tunnetaan tapauksia, joissa saalistaja tukahduttaa voimakkaasti saaliinsa (kasvinsyöjät), että alla oleva trofiataso(kasvit) hyötyy, koska se vapautuu kasvinsyöjän paineista. Tällaiset ”ylhäältä alas”trofiset kaskadit, joissa yhteisö näyttää enemmän tai vähemmän’ vihreältä ’ petoeläinten runsaudesta riippuen, ovat tunnettuja järvissä. Tiedämme myös esimerkkejä, joissa kasvien kasvua lisäävä lannoitus lisää petoeläimiä runsastumalla. Tämä on” alhaalta ylös ” troofinen kaskadi.
käsityksemme näistä monimutkaisista lajien vuorovaikutuksista antaa sisältöä suositulle lauseelle, ”luonnon tasapainolle”. Voidaan myös ymmärtää, miten ihmisen aiheuttama yhden lajin poistaminen (sukupuuttoon kuoleminen) tai yhteen lajiin lisääminen (ei-kotoperäisen lajin tunkeutuminen yhteisöön) voi aiheuttaa vahinkoa monille muillelajeille, joita käsittelemme toisella lukukaudella.
saamme laajemman arvostuksen lajien monimutkaisesta, monisuuntaisesta vuorovaikutuksesta, kun etenemme tämän luentosarjan läpi. Voimme kuitenkin täysin arvostaa näiden monisuuntaisten vuorovaikutusten monimutkaisuutta, on hyödyllistä ymmärtää ensin eri kaksisuuntaisten vuorovaikutusten edut. Kehitämme näiden rakennussulkujen pohjalta ymmärrystämme lajien vuorovaikutuksesta ekologisissa yhteisöissä.
Mutualistiset vuorovaikutukset
mutualismi on vuorovaikutus, jossa molemmat osapuolet hyötyvät. Pölytys on yleinen mutualistinen vuorovaikutus. Kasvi saa sukusolujen siirron, eläin saa mettä (ja myös siitepölyä).
Facultatiiviset mutualismit ovat hyödyllisiä, mutta eivät välttämättömiä kummankaan osapuolen selviytymiselle ja lisääntymiselle. Obligatemutualismit ovat niitä, jotka ovat välttämättömiä toisen tai molempien kumppanien elämälle.Tutkimme kunkin esimerkin.
kiehtovassa facultatiivisessa mutualismissa seikkailevat Afrikan Boralaiset ja hunajaoppaana tunnettu lintu.Kalliomaalausten mukaan ihmiset ovat keränneet hunajaa Afrikassa 20 000 vuotta. H
umanhuntaajiin liittyy usein isohoneguide (Indikaattorimittari), joka johdattaa heidät mehiläisyhdyskuntiin.Tuntemattomilla alueilla keskimääräinen etsintäaika oli 8,9 tuntia opastamattomana, mutta vain 3,2 tuntia linnun opastamana. Boranit karkottavat mehiläiset tulen ja savun avulla, avaavat pesän ja poistavat hunajan, mutta jättävät jälkeensä varvaksen ja vahan. Lintu pääsee käsiksi toukkiin ja vahaan. Tulen ja savun käyttö vähentää linnun riskiä joutua pistetyksi, ja ihmiset lisäävät pesien käyttömahdollisuuksia. Boralaisten mukaan honeyguide antaa heille seuraavat tiedot: suunta, linnun lennon kompassilaakerista, etäisyys, linnun katoamisen kesto ja ahvenen korkeus; andarrival, jonka ”indikaattori call”. Linnut ja Boraanit voivat selviytyä ilman toista, mutta kumpikin hyötyy tästä fakultatiivisesta mutualismista.
 |
mutualismi tiettyjen muurahaisten ja pienen puun, akasian, välillä tarjoaa erinomaisen esimerkin velvoittavasta mutualismista. Tätä järjestelmää on tutkittu laajalti Costa Ricassa. Akaasia tarjoaa useita etuja muurahaisille, mukaanshelter (onttoja piikkejä), proteiini(beltian elinten kärjessä lehtisiä), nektari (erittyy lähellä pohjan lehtiä). Muurahainen (Pseudomyrmex) tarjoaa useita suojamuotoja. Se hyökkää ja poistaa kasvinsyöjähyönteisiä, se poistaa myös köynnökset, jotka saattavat kasvattaa akasiaa liikaa, ja tappaa läheisten kasvien kasvustot, joista saattaa tulla kilpailijoita. Se raivaa pois lehtimetsät kasvin läheisyydestä, ja koska akaasia kasvaa kausittaisessa ympäristössä, jossa sitä toisinaan uhkaa tulipalo, muurahaisen toiminta suojaa puuta myös palovahingoilta. |
| Pseudomyrmex-muurahaiset attacka Katydid sijoitettu Akaasiakasville |
monet muut esimerkit mutualismista voivat olla tuttuja.
- gut symbionts kasvinsyöjillä: nisäkkäät eivät sulata selluloosaa
- endosymbioosissa ja eukaryoottisolujen alkuperä: mitokondrioiden, flagellojen, kloroplastien arvellaan olevan peräisin elävistä bakteereista
- pölytysjärjestelmistä
- koralli-polyypista ja sen endosymbiontista”alga” (oikeastaan dinoflagellaatti)
Kommensalismi
kun yksi laji hyötyy eikä toista lajista hyödy eikä vahingoitu, vuorovaikutus on ”+ / 0″. Pohjois-Amerikassa ja Etelä-Amerikassa on tavallista nähdä haikaroita Karjalankannaksella. Ne seuraavat karjaa ja syövät hyönteisiä, jotka irtoavat tai lentävät karjan laiduntaessa pellolla. Voisi olettaa, että jalohaikara hyötyy karjasta syömällä hyönteisiä, jotka saattavat kilpailla ravinnosta lehmien kanssa.Vuorovaikutus olisi mutualismia, jos tämä olisi osoitettu (mutta se tuntuu hieman kaukaa haetulta). Olettaen, että nautoja ei hyödytetä, tämä on commensalism.It usein on niin, kuten tämä esimerkki osoittaa, että emme ole varmoja, jos vuorovaikutus on ” + / O ”tai”+/+”.
myös vuokkokala ja merivuokko havainnollistavat tätä asiaa. Vuokkokala piiloutuu vihollisilta merivuokon pistäviin lonkeroihin, joille vuokkokala on immuuni. Jotkut raportoivat tämän vuorovaikutuksen olevan mutualismia ja väittävät, että klovnikala pudottaa ruoantähteitä merivuokkon suuhun. Huolellisissa tutkimuksissa ei ole löytynyt paljoa tukea merivuokkojen hyödyksi, joten tämä näyttää olevan yhteismitallista.
Yhteenveto
lajien vuorovaikutuksiin ekologisissa verkoissa kuuluu neljä päätyyppiä kaksisuuntaisia vuorovaikutuksia: mutualismi, kommensalismi, kilpailu ja saalistaminen (johon sisältyy kasvinsyöjä ja loisiminen). Koska lajien välillä on monia yhteyksiä ravintoverkossa, yhden lajin muutoksilla voi olla kauaskantoisia vaikutuksia. Seuraavaksi tarkastelemme kilpailua ja saalistusta ja palaamme sitten monimutkaisempien epäsuorien ja kasautuvien vaikutusten tarkasteluun.
ehdotetut lukemat
- Purves, W. K., G. H. Orians ja H. C. Heller. Elämä: biologian tiede. Sinauer, Sunderland MA.