Ekologický zánik - Ecological extinction
Ekologický zánik je „redukce druhu na tak nízkou hojnost, že i když je stále přítomný v komunitě , již významně neinteraguje s jinými druhy“.
Ekologické vyhynutí vyniká, protože je to ekologie interakce druhu, která je důležitá pro ochranářské práce. Tvrdí, že „pokud druh významně neinteraguje s jinými druhy v komunitě (např. Nejedná se o významného predátora , konkurenta, symbionta , mutanta nebo kořist), jeho ztráta může mít za následek malou nebo žádnou úpravu hojnosti a struktury populace jiných druhů ".
Tento pohled vychází z neutrálního modelu společenstev, který předpokládá, že nedochází k malé nebo vůbec žádné interakci uvnitř druhů, pokud není prokázáno jinak.
Estes, Duggins a Rathburn (1989) uznávají dva další odlišné typy vyhynutí:
- Globální vyhynutí je definováno jako „všudypřítomné zmizení druhu“.
- Místní vyhynutí je charakterizováno „zmizením druhu z části jeho přirozeného výskytu“.
Obsah
Keystone druhy
Robert Paine (1969) poprvé přišel s konceptem klíčového druhu při studiu účinků dravé mořské hvězdy Pisaster ochraceus na hojnost býložravého plže, Tegula funebralis . Tato studie proběhla na skalnatém přílivovém stanovišti u pobřeží Washingtonu ; Paine odstranil všechny Pisastery na 8m x 10m pozemcích každý týden, přičemž si všímal reakce Tegula po dobu dvou let. Zjistil, že odstranění vrchního predátora, v tomto případě Pisaster , snížilo počet druhů na ošetřovacích plochách. Paine definoval koncept klíčového druhu jako druh, který má nepřiměřený vliv na společenskou strukturu prostředí ve vztahu k jeho celkové biomase. Tento klíčový druhový efekt tvoří základ pro koncept ekologického vyhynutí.
Příklady
Estes a kol. (1978) hodnotili potenciální roli vydry mořské jako lichoběžníkového predátora v pobřežních řasách . Porovnali krysí a blízké ostrovy na Aleutských ostrovech, aby otestovali, zda „predace mořská vydra ovládá populace epibentních bezobratlých (konkrétně mořských ježků) a uvolňuje vegetační asociaci z intenzivní pastvy“. Estes a jeho kolegové zjistili, že různé velikostní struktury a hustoty mořských ježků korelovaly s přítomností populací mořské vydry, a protože jsou hlavní kořistí tohoto klíčového predátora, byly mořské vydry s největší pravděpodobností hlavními determinanty rozdílů v mořských mořích. populace ježků . Při vysoké hustotě vydry mořské byl herbivory mořských ježků v těchto řasách značně omezen, a proto byla konkurence mezi druhy řas hlavním determinantem přežití. Když však chyběly mořské vydry, bylinožravce mořských ježků se značně zintenzivnila až k decimování lesního společenství řasy. Tato ztráta heterogenity slouží jako ztráta přirozeného prostředí pro populace ryb a orlů, které jsou závislé na bohatě produktivním prostředí řasy. Historická těžba kožešiny vydry mořská výrazně omezila jejich kdysi rozsáhlé stanoviště a teprve dnes vědci začínají chápat důsledky těchto místních vyhynutí. Při záchranných pracích je třeba se zaměřit na nalezení prahové hodnoty hustoty, díky níž jsou vydry mořské efektivní populace. Poté musí pokračovat a uměle znovu osídlit historický areál vydry mořské, aby bylo možné obnovit společenstva řas.
California langust nebo Panulirus interruptus , je dalším příkladem lichoběžníkového dravec, který má zřetelnou roli při zachování druhové rozmanitosti ve svém prostředí. Robles (1987) experimentálně prokázal, že vyloučení humra ostnatého ze stanovišť přílivové zóny vedlo ke konkurenční dominanci mušlí ( Mytilus edulis a M. californianus ). Tyto výsledky ukazují další příklad toho, jak ekologické vyhynutí lichoběžníkového predátora může snížit druhovou rozmanitost v ekosystému. Bohužel prahová hodnota ekologického vyhynutí již dávno uplynula kvůli nadměrnému rybolovu, když je nyní mnoho místních vyhynutí kalifornského langusty běžné.
Jackson a kol. (2001) zaujali tolik potřebný historický pohled na roli ekologického vyhynutí způsobeného nadměrným rybolovem ústřic v zátoce Chesapeake . Komerční rybolov ústřic neovlivnil ekosystém zálivu, dokud nebyly v 70. letech 19. století použity mechanické drapáky pro těžbu. Dnes je záliv sužován eutrofizací kvůli květům řas a výsledná voda je vysoce hypoxická . Tyto květy řas konkurenceschopně vyloučily přežití jakéhokoli jiného druhu, včetně bohaté rozmanitosti života faunů, která kdysi vzkvétala, jako jsou delfíni, kapustňáci, vydry říční, mořské želvy, aligátoři, žraloci a paprsky. Tento příklad zdůrazňuje ztrátu rozmanitosti shora dolů, kterou má obchodní rybolov na mořských ekosystémech odstraněním klíčových druhů životního prostředí.
Invazivní druhy
Novaro a kol. (2000) hodnotili možné ekologické vyhynutí guanakosu ( Lama guanicoe ) a nandu menšího ( Pterocnemia pennata ) jako zdroje kořisti původních všežravců a predátorů v argentinské Patagonii . Tyto původní druhy jsou nahrazovány zavedenými druhy, jako je evropský králík , jelen a domácí dobytek ; kumulativní poškození zvýšeného býložravce zavedenými druhy rovněž posloužilo k urychlení ničení již ubývajících argentinských pampy a stepních stanovišť. Jednalo se o první studii, která zohlednila velké množství různorodých predátorů, od skunků až po pumy , a provedla průzkum v nechráněných oblastech, které představují většinu jižní Jižní Ameriky. Novaro a jeho kolegové zjistili, že celé shromáždění původních masožravců spoléhalo především na představené druhy jako kořistní základnu. Navrhli také, že menší rhea a guanako již prošly svou ekologickou účinnou hustotou jako druh kořisti, a byly tedy ekologicky vyhynulé. Je možné, že výklenky introdukovaných druhů jako býložravců příliš úzce odrážely domorodce, a proto byla konkurence primární příčinou ekologického vyhynutí. Účinek zavádění nových konkurentů, jako je jelen a králík, také sloužil ke změně vegetace v stanovišti, což mohlo dále zvýraznit intenzitu konkurence. Guanacos a rheas byly klasifikovány jako nízké riziko globálního vyhynutí, ale tento zjednodušující pohled na jejich demografii nebere v úvahu, že již v Argentinské Patagonii funkčně vyhynuli. Novaro a jeho kolegové naznačují, že „tato ztráta může mít silné účinky na interakce rostlin a zvířat, dynamiku živin a režimy narušení ...“ Toto je ukázkový příklad toho, jak současná politika ochrany již nedokázala ochránit zamýšlený druh kvůli jeho nedostatku funkčně zdravé definice pro zánik.
Mechanismy šíření semen hrají zásadní roli při regeneraci a pokračování struktury komunity a nedávná studie Christian (2001) prokázala posun ve složení rostlinné komunity v jihoafrických křovinách po invazi argentinského mravence (Linepithema humile ) . Mravenci rozptýlí až 30% flóry v křovinách a jsou životně důležité pro přežití rostlin fynbos, protože zakopávají velká semena od nebezpečí predace a poškození ohněm. Pro zakopání semen je také zásadní, protože téměř všechny klíčení semen probíhá v první sezóně po požáru. Argentinští mravenci, nedávný útočník, nerozptylují ani malá semínka. Christian testoval, zda invaze argentinského mravence ovlivnila odlišně malou a velkou nasazenou faunu. Zjistil, že nábor velkoplošné flóry po požáru byl neúměrně snížen pro velká semena na místech, která již byla napadena argentinskými mravenci. Tyto počáteční nábory s nízkou hustotou velkých semen nakonec povedou k nadvládě fauny s malými semeny v napadených stanovištích. Důsledky této změny ve struktuře komunity zdůrazňují boj za šíření flóry s velkými semeny, které mají potenciální dozvuky po celém světě, protože mravenci jsou významnými ekologickými rozptylovači semen po celém světě.
Modelování ekologického vyhynutí
Studie McConkey and Drake (2006) je jedinečná, protože to byl jeden z prvních pokusů modelovat vztah prahové hodnoty závislý na hustotě, který popisoval ekologické vyhynutí. Studovali interakci šíření semen mezi létajícími liškami a stromy s velkými semeny na tropických tichomořských ostrovech. Ostrovní létající lišky ( Pteropus tonganus ) jsou považovány za klíčové druhy, protože jsou jedinými rozptylovači semen, které unesou velká semena na velké vzdálenosti. Model hostitele-patogenu od Janzena a Connell naznačuje, že přežití semen v tropech značně narůstá dále od mateřského stromu, do kterého přistává, a že stromy vyžadují toto rozptýlení, aby se zabránilo vyhynutí. V latentním prostředí patogenů v tropech se šíření semen stává mnohem důležitějším pro přežití druhů. Jak se předpokládalo, McConkey a Drake našli prahový vztah mezi indexem Flying Fox (FFI) a středním podílem semen přenesených přes pět metrů. Pod prahem rozptýlení hojnosti semen bylo nevýznamné a nezávislé na hojnosti létajících lišek; nad prahovou hodnotou však rozptýlení pozitivně korelovalo se zvýšeným výskytem létajících lišek (měřeno FFI). Ačkoli McConkey a Drake přímo neprokázali příčinu tohoto vztahu, navrhli mechanismus chování. O létajících liškách je známo, že jsou teritoriální, a při absenci konkurence se liščí liška sní v jednom stromě a účinně hodí semena přímo pod něj. Alternativně, pokud je vysoká hustota létajících lišek najednou (hojnost nad prahovou hustotou), pak agresivní chování, jako je krádež ovoce z území jiného jedince, povede k delšímu průměrnému šíření semen. Tímto způsobem má létající liška dispergující semeno nepřiměřený účinek na celkovou strukturu komunity ve srovnání s jejich relativní biomasou. Modelování vlivu ekologického vyhynutí na komunity je prvním krokem k uplatnění tohoto rámce na ochranářské práce.
I když ekologové teprve začínají čelit významným interakcím v ekosystému, musí i nadále hledat efektivní prahovou hodnotu hustoty, která může udržovat úroveň rovnovážné druhové rozmanitosti. Pouze s touto znalostí toho, kde a do jaké míry konkrétní druh interaguje s jeho prostředím, bude probíhat správná a nejúčinnější úroveň konzervačních prací. Tato práce je obzvláště důležitá na omezených ekosystémech ostrovů, kde je méně pravděpodobné, že budou nahrazeny druhy pro konkrétní výklenky. S druhovou rozmanitostí a dostupným stanovištěm na celém světě rychle klesá, bude identifikace systémů, které jsou pro ekosystém nejdůležitější, těžištěm ochranářských prací.
Klimatická změna
Změna klimatu způsobila řadu posunů v distribuci a hojnosti druhů. Thomas a kol. (2004) dále hodnotili riziko vyhynutí v důsledku těchto posunů u široké škály globálních stanovišť. Jejich prediktivní model využívající odhady střední linie pro oteplování klimatu v průběhu příštích 50 let naznačuje, že 15–37% druhů bude „odhodláno vyhynout“ do roku 2050. Přestože průměrná globální teplota vzrostla o 0,6 ° C, jednotlivé populace a stanoviště budou pouze reagovat na místní změny klimatu. Root a kol. (2002) naznačuje, že místní změny v podnebí mohou odpovídat za změny hustoty v regionech, posuny ve fenologii (načasování) událostí, změny v morfologii (biologii) (jako je velikost těla) a posuny v genetických frekvencích. Zjistili, že u jara došlo k průměrnému fenologickému posunu o 5,1 dne dříve u široké škály více než tisíce sestavených studií. Tento posun byl také, jak bylo předpovězeno, výraznější v horních zeměpisných šířkách, které současně měly největší posun v místních průměrných teplotách.
Zatímco ztráta stanoviště, ztráta vzájemných vztahů opylovačů a účinek vysazených druhů mají na původní populace zřetelné tlaky, je třeba na tyto účinky pohlížet v rámci synergického, nikoli nezávislého rámce. Změna klimatu má potenciál všechny tyto procesy zhoršit. Nehring (1999) zjistil celkem 16 nepůvodních termofilních fytoplanktonů usazených na stanovištích severně od jejich normálního rozmezí v Severním moři. Přirovnal tyto změny v rozsahu jižnějšího fytoplanktonu ke klimatickým posunům teploty oceánu. Všechny tyto účinky mají aditivní účinky na stres populací v životním prostředí as dodatečně křehkou a úplnější definicí ekologického vyhynutí je třeba zohlednit preventivní ochranná opatření.
Důsledky pro politiku ochrany
Politika ochrany přírody historicky zaostávala za současnou vědou po celém světě, ale v tomto kritickém okamžiku musí politici vyvinout úsilí, aby ji dohnali, než na naší planetě dojde k masivnímu vyhynutí. Například vrchol americké politiky ochrany přírody, zákon o ohrožených druzích z roku 1973, neuznává žádnou výhodu pro ochranu vysoce interaktivních druhů, které by mohly pomoci udržet celkovou druhovou rozmanitost. Politika musí nejprve posoudit, zda je dotyčný druh považován za vysoce interaktivní, a to položením otázek „způsobí absence nebo ztráta tohoto druhu, ať už přímo či nepřímo, ztrátu celkové rozmanitosti, ovlivní reprodukci nebo nábor jiných druhů, změna struktury stanoviště, vedla ke změně produktivity nebo dynamiky živin mezi ekosystémy, ke změně důležitých ekologických procesů nebo ke snížení odolnosti ekosystému vůči poruchám? “. Poté, co se tyto zástupy otázek zabývají definováním interaktivního druhu, je třeba odhadnout ekologicky efektivní prahovou hodnotu hustoty, aby byla zachována tato interakční ekologie. Tento proces obsahuje mnoho stejných proměnných obsažených v životaschopných odhadech populace, a proto by nemělo být obtížné jej začlenit do politiky. Aby se zabránilo masovému vyhynutí v globálním měřítku, jaké dosud nikdo neviděl, musí vědci pochopit všechny mechanismy, které tento proces řídí. Nyní musí vlády světa jednat, aby zabránily dalšímu postupu této katastrofy ztráty biologické rozmanitosti a plýtvání veškerým časem a penězi vynaloženými na předchozí ochranářské úsilí.