stringtranslate.com

Темное разнообразие

Темное разнообразие — это набор видов , которые отсутствуют на исследуемом участке, но присутствуют в окружающем регионе и потенциально способны обитать в определенных экологических условиях. Его можно определить на основе распределения видов, потенциала рассеивания и экологических потребностей. [1] Термин был введен в 2011 году тремя исследователями из Тартуского университета и был вдохновлен идеей темной материи в физике, поскольку темное разнообразие также не может наблюдаться напрямую. [2] [3] [4]

Обзор

Первоцвет весенний ( Primula veris ) — часто встречающийся вид растений на европейских лугах. Если экологические условия исследуемого участка луга подходят, но на нем отсутствует первоцвет весенний, то растение относится к темному разнообразию для данного луга.

Темное разнообразие является частью концепции пула видов . [4] Пул видов определяется как набор всех видов, которые могут обитать на определенном участке и которые присутствуют в окружающем регионе или ландшафте. [5] Темное разнообразие включает виды, которые принадлежат к определенному пулу видов, но которые в настоящее время не присутствуют на участке. [2] Темное разнообразие связано с «специфическим для среды обитания» или «отфильтрованным» пулом видов, который включает только виды, которые могут как распространяться, так и потенциально обитать на исследуемом участке. [4] [5] Например, если было отобрано разнообразие рыб на участке кораллового рифа , темное разнообразие включает все виды рыб из окружающего региона, которые в настоящее время отсутствуют, но потенциально могут распространяться и колонизировать исследуемый участок. Поскольку все выборки также будут пропускать некоторые виды, фактически присутствующие на участке, у нас также есть связанная с этим идея «фантомных видов» — тех видов, которые присутствуют на участке, но не обнаружены в единицах выборки, используемых для отбора проб сообщества на этом участке. [6] Существование этих фантомных видов означает, что обычные измерения колонизации и вымирания на определенном участке всегда будут переоценивать истинные показатели из-за «псевдооборота».

Название темного разнообразия заимствовано из темной материи : материи, которую нельзя увидеть и измерить напрямую, но ее существование и свойства выводятся из ее гравитационного воздействия на видимую материю. Аналогично, темное разнообразие нельзя увидеть напрямую, когда наблюдается только образец, но оно присутствует, если рассматривать более широкий масштаб , и его существование и свойства можно оценить, когда доступны соответствующие данные. С темной материей мы можем лучше понять распределение и динамику галактик; с темным разнообразием мы можем понять состав и динамику экологических сообществ.

Специфика и масштаб среды обитания

Темное разнообразие является аналогом наблюдаемого разнообразия ( альфа-разнообразия ), присутствующего в образце. Темное разнообразие является специфическим для среды обитания в том смысле, что исследуемый участок должен содержать благоприятные экологические условия для видов, принадлежащих к темному разнообразию. Понятие среды обитания может быть более узким (например, микросреда обитания в старовозрастном лесу ) или более широким (например, наземная среда обитания). Таким образом, специфичность среды обитания не означает, что все виды в темном разнообразии могут обитать во всех местностях в пределах исследуемого образца, но должны быть экологически подходящие части.

Специфичность среды обитания проводит различие между темным разнообразием и бета-разнообразием. Если бета-разнообразие является ассоциацией между альфа- и гамма-разнообразием , то темное разнообразие связывает альфа-разнообразие и пул видов , специфичный для среды обитания (отфильтрованный) . Виды, специфичные для среды обитания, объединяют только те, которые потенциально могут обитать в фокусном месте исследования. [2] Наблюдаемое разнообразие можно изучать в любом масштабе и на участках с различной гетерогенностью. Это также верно для темного разнообразия. Следовательно, поскольку локальное наблюдаемое разнообразие может быть связано с очень разными размерами выборки, темное разнообразие можно применять в любом масштабе исследования (образец 1x1 м в растительности, трансект подсчета птиц в ландшафте, ячейка сетки UTM 50x50 км).

Методы оценки темного разнообразия

Размер региона определяет вероятность распространения на исследуемую территорию, а выбор подходящего масштаба зависит от исследовательского вопроса. Для более общего исследования можно использовать масштаб, сопоставимый с биогеографическим регионом (например, небольшая страна, штат или радиус в несколько сотен км). Если мы хотим узнать, какие виды потенциально могут обитать на исследуемой территории в ближайшем будущем (например, через 10 лет), то ландшафтный масштаб будет уместен.

Для разделения экологически подходящих видов можно использовать различные методы. [4] Моделирование экологических ниш можно применять к большому количеству видов. Можно использовать экспертное мнение. [7] Данные о предпочтениях видов в отношении местообитаний доступны в книгах, например, местообитания гнезд птиц. Они также могут быть количественными, например, значения индикаторов видов растений , согласно Элленбергу. Недавно разработанный метод оценивает темное разнообразие из матриц совместной встречаемости видов . [8] Для метода совместной встречаемости доступен онлайн-инструмент. [9]

Использование

Темное разнообразие позволяет проводить осмысленные сравнения биоразнообразия . Индекс полноты сообщества может быть использован:

. [10]

Это выражает локальное разнообразие в относительном масштабе, отфильтровывая эффект регионального пула видов. Например, если полнота разнообразия растений изучалась в европейском масштабе, она не демонстрировала широтную закономерность, наблюдаемую при наблюдаемых значениях богатства и пула видов. Вместо этого высокая полнота была характерна для регионов с меньшим антропогенным воздействием, что указывает на то, что антропогенные факторы являются одними из важнейших детерминант биоразнообразия локального масштаба в Европе. [11]

Исследования темного разнообразия можно объединить с функциональной экологией, чтобы понять, почему пул видов плохо реализован в местности. Например, если сравнить функциональные признаки между видами лугов в наблюдаемом разнообразии и темном разнообразии, становится очевидным, что виды темного разнообразия в целом имеют худшие способности к распространению. [12]

Темное разнообразие может быть полезным для определения приоритетов сохранения природы, [13] для определения в разных регионах наиболее полных участков. Темное разнообразие чужеродных видов, сорняков и патогенов может быть полезным для подготовки к будущим вторжениям во времени.

Недавно концепция темного разнообразия была использована для объяснения механизмов, лежащих в основе взаимосвязи между разнообразием растений и производительностью. [14]


Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Pärtel, Meelis (сентябрь 2014 г.). Kalamees, Rein (ред.). «Экология сообществ отсутствующих видов: скрытое и темное разнообразие». Journal of Vegetation Science . 25 (5): 1154–1159. doi :10.1111/jvs.12169.
  2. ^ abc Pärtel, M.; Szava-Kovats, R; Zobel, M. (2011). «Темное разнообразие: проливая свет на отсутствующие виды». Trends in Ecology and Evolution . 26 (3): 124–128. doi :10.1016/j.tree.2010.12.004. PMID  21195505.
  3. ^ Лессард, Дж. П.; Белмейкер, Дж.; Майерс, Дж. А.; Чейз, Дж. М.; Рабек, К. (2012). «Вывод локальных экологических процессов на фоне влияний видового пула». Тенденции в экологии и эволюции . 27 (11): 600–607. doi :10.1016/j.tree.2012.07.006. PMID  22877982.
  4. ^ abcd Zobel, M. (2016). «Концепция пула видов как основа для изучения закономерностей разнообразия растений». Journal of Vegetation Science . 27 : 8–18. doi :10.1111/jvs.12333.
  5. ^ ab Cornell, HV; Harrison, SP (2014). «Что такое пулы видов и когда они важны?». Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics . 45 : 45–67. doi : 10.1146/annurev-ecolsys-120213-091759 .
  6. ^ Бек, Дж. Б.; Ларге, Б.; Уоллер, Д. М. (2018). «Фантомные виды: корректировка оценок колонизации и вымирания для псевдооборота». Oikos . 127 (11): 1605–1618. doi :10.1111/oik.05114. S2CID  90706011.
  7. ^ Садло, Дж.; Хитри, М.; Пышек, П. (2007). «Региональные видовые пулы сосудистых растений в местообитаниях Чехии» (PDF) . Преслия . 79 : 303–321.
  8. ^ Льюис, Р. Дж.; Шава-Ковац, Р.; Пяртель, М. (2016). «Оценка темного разнообразия и видового пула: эмпирическая оценка двух методов». Методы в экологии и эволюции . 7 : 104–113. doi : 10.1111/2041-210X.12443 .
  9. ^ "Shiny Dark Diversity Calculator" . Получено 19 ноября 2015 г. .
  10. ^ Пяртель, М.; Шава-Ковац, Р.; Зобель, М. (2013). «Полнота сообщества: связывание локального и темного разнообразия в рамках концепции видового пула». Folia Geobotanica . 48 (3): 307–317. doi :10.1007/s12224-013-9169-x. S2CID  16635899.
  11. ^ Ронк, А.; Шава-Ковац, Р.; Пяртель, М. (2015). «Применение концепции темного разнообразия к растениям в европейском масштабе». Ecography . 38 (10): 1015–1025. doi :10.1111/ecog.01236.
  12. ^ Риибак, К.; Рейталу, Т.; и др. (2015). «Темное разнообразие в сухих известковых лугах определяется способностью к распространению и устойчивостью к стрессу». Ecography . 38 (7): 713–721. doi :10.1111/ecog.01312.
  13. ^ Льюис, Роб Дж; де Белло, Франческо; Беннетт, Джонатан А; Фибич, Павел; Финерти, Женевьева Э; Гётценбергер, Ларс; Хиесалу, Инга; Касари, Лиис; Лепш, Ян (2017). «Применение концепции темного разнообразия к охране природы». Биология сохранения . 31 (1): 40–47. дои : 10.1111/cobi.12723. PMID  27027266. S2CID  3804644.
  14. ^ Фрейзер, Л.; Пэртель, М.; Питер, Дж.; Йенч, А.; Стернберг, М.; Цобель, М. (4 декабря 2015 г.). «Ответ на комментарий по поводу «Всемирного свидетельства унимодальной связи между производительностью и видовым богатством растений»». Science . 350 (6265): 1177. Bibcode :2015Sci...350.1177F. doi : 10.1126/science.aad4874 . hdl : 11449/168347 . PMID  26785471.

Внешние ссылки