Эффект спасения — это явление, впервые описанное Брауном и Кодричем-Брауном [1] , которое широко используется в динамике метапопуляций и многих других дисциплинах экологии . Этот популяционный процесс объясняет, как миграция особей может повысить устойчивость небольших изолированных популяций, помогая стабилизировать метапопуляцию, тем самым снижая вероятность вымирания. [2] [3] Другими словами, иммиграция может привести к повторной колонизации ранее вымерших участков, способствуя долгосрочному сохранению сети популяций. [3]
Эффект спасения чрезвычайно важен в районах, где выживаемость вида находится под угрозой из-за растущих темпов разрушения и фрагментации среды обитания . [3] [4] Если ареал распространения вида сокращается из-за разрушения среды обитания, скорость миграции снизится, что приведет к снижению численности другой популяции (того же вида), чей участок не был изменен. Это наглядный пример того, как сокращение или устранение межучасткового перемещения и, следовательно, отсутствие эффекта спасения напрямую связаны с численностью и занятостью участка видом. [4]
Те же последствия для численности и распределения можно наблюдать, когда различные ландшафты или участки не связаны из-за отсутствия коридоров для диких животных . [4] [5] Также можно наблюдать противоположную ситуацию, когда скорость иммиграции на участок увеличивается по мере увеличения доли занятых участков, что приводит к положительной связи между местной численностью и числом занятых участков. [2] [4]
Следовательно, динамика метапопуляции и ландшафтная связность для сохранения популяций в фрагментированных ландшафтах являются важными факторами, которые следует учитывать при управлении исчезающими видами. [3] [4] [6] [7] [8]
Эффект спасения является общим влиянием на многие островные популяции, даже если он кажется неочевидным из-за их очевидного отсутствия связи с материком. Тем не менее, общий принцип, применимый к любому острову, гласит: всякий раз, когда темпы иммиграции достаточно высоки относительно темпов вымирания, острова, которые находятся ближе к источникам распространения видов, будут иметь более высокие темпы иммиграции и, следовательно, более низкие темпы вымирания и оборота, чем более изолированные острова. [1] [5]
С другой стороны, если темпы иммиграции и колонизации низки по сравнению с темпами вымирания, то есть больше особей популяции умирает по сравнению с вновь прибывшими, то эффект спасения невелик. Можно также сделать вывод, что островная изоляция должна быть обратно пропорциональна темпам оборота населения, населяющего остров. [1]
Поэтому можно сделать вывод, что реколонизация конспецифичными особями является важным механизмом, позволяющим некоторым видам сохраняться на островах. Это особенно верно для видов, которые представляют ранние стадии в циклах островных таксонов и характеризуются кривыми вид-площадь с небольшим уклоном. [9] [10]
Также здравый смысл концепции, связанной с шансами на эффективный эффект спасения на островах, заключается в размере самого острова. Это называется «эффектом целевой области», и он гласит, что: чем больше площадь острова, тем более вероятна колонизация, как активными, так и пассивными иммигрантами. [1]
Другим общим принципом, связанным как с эффектом спасения, так и с ранее прокомментированной островной биогеографией, являются возможности распространения вида. Эффект спасения будет увеличиваться тенденцией, [11] для тех видов, которые являются хорошими распространителями и, следовательно, имеют высокие показатели иммиграции. [1]
Снижение приспособленности (биологии) популяции является прямым следствием ее низкого разнообразия, которое зависит от экспрессии вредных рецессивных аллелей . В больших популяциях естественный отбор сохраняет такие аллели на низкой частоте. Поскольку они обычно встречаются у гетерозигот , они маскируются копией «нормальных аллелей». Но в малых популяциях из-за инбридинга эти вредные аллели могут дрейфовать до высоких частот и становиться выраженными у гомозигот .
Эти гомозиготные (инбридинговые) особи часто имеют более низкие шансы на выживание и плодовитость ; сниженная приспособленность . Естественный процесс миграции действует как спасательный эффект, противодействуя фиксации вредных аллелей и увеличивая число гетерозигот путем импорта новых аллелей из других популяций.
Это означает, что иммигранты вносят положительный вклад в приспособленность, выходящий за рамки демографического эффекта простого добавления новых особей, привнося в популяцию новые аллели .
Этот эффект спасения наиболее вероятен, если популяция-реципиент мала, изолирована и страдает от инбридинговой депрессии. [12]
Эффективность эффекта спасения, снижающего риск вымирания посредством рассеивания, также зависит от корреляции экологических колебаний, испытываемых различными популяциями. Если корреляция высока, все популяции сокращаются одновременно, снижая темпы повторного заселения пустых участков. [12] Это означает, что если экологическое явление одновременно уменьшает распределение или численность многих популяций на большой географической территории, вероятность эффекта спасения очень мала.
Некоторые из этих ранее объясненных концепций могут быть очень ценными и применимыми при управлении популяциями. В дополнение к опосредованному человеком распространению посредством реинтродукции и транслокации , распространение особей (следовательно, способствующее эффекту спасения) может быть обеспечено путем восстановления и сохранения среды обитания, лежащей между существующими популяциями, иногда называемой ландшафтной матрицей (термин, часто используемый в ландшафтной экологии ). [12]
Усиление связности может также иметь антиспасательные эффекты, когда благоприятствуют распространению болезней, паразитов или хищников. Кроме того, поток генов иногда может снижать локальную адаптацию. [13] С прибытием новых особей (иммигрантов), вносящих свой вклад с их новой генетической изменчивостью, генетическая дифференциация островной популяции может быть отложена или предотвращена, не позволяя популяции адаптироваться к новой среде обитания.
Было обнаружено доказательство, подтверждающее идею о том, что эволюция генетически отличных островных популяций представляет собой вступление в цикл таксона , приводящее к вымиранию островных эндемичных популяций. [9] [10]