Кіріспе
Биология мен эволюцияның өзара әрекеттесуі – биологиялық ұғым. Эволюциялық экология экология және эволюциялық биологияның тоғысқан жерінде жатыр. Ол экологияны зерттеуге түрлердің эволюциялық тарихын және олардың арасындағы өзара әрекеттесуін нақты ескеретін тәсілмен қарайды. Керісінше, бұл қарастырылып отырған түрлер арасындағы өзара әрекеттесуді түсінуді қамтитын эволюцияны зерттеудің бір жолы деп қарастыруға болады. Эволюциялық экологияның негізгі салалары – өмірлік цикл эволюциясы, социобиология (әлеуметтік мінез-құлықтың эволюциясы), түрлер аралық өзара әрекеттесулердің (мысалы, ынтымақтастық, тоңдаушы-жеңілмеуші қатынастар, паразиттік, симбиоз) эволюциясы, сондай-ақ биологиялық түрлердің алуандығы мен экологиялық қауымдастықтардың эволюциясы. Эволюциялық экология көбінесе екі нәрсені қарастырады: өзара әрекеттесулер (түрлер арасында және түрлер мен олардың физикалық ортасы арасында) таңдау және бейімделу арқылы түрлерді қалай өзгертеді, сондай-ақ осы эволюциялық өзгерістердің салдары.
the biological concept
Evolutionary ecology lies at the intersection of ecology and evolutionary biology. It approaches the study of ecology in a way that explicitly considers the evolutionary histories of species and the interactions between them. Conversely, it can be seen as an approach to the study of evolution that incorporates an understanding of the interactions between the species under consideration. The main subfields of evolutionary ecology are life history evolution, sociobiology (the evolution of social behavior), the evolution of interspecific interactions (e. g. cooperation, predator–prey interactions, parasitism, mutualism) and the evolution of biodiversity and of ecological communities. Evolutionary ecology mostly considers two things: how interactions (both among species and between species and their physical environment) shape species through selection and adaptation, and the consequences of the resulting evolutionary change.
Эволюциялық модельдер
Эволюциялық экологияның маңызды бір бөлігі – модельдерді қолдану және оны дәлелдеу үшін эмпирикалық деректерді табу. Мысалы, Дэвид Лактың жасаған Лактың жұмыртқа саны моделі және оның Галапагос аралдарындағы Дарвиннің финктерін зерттеуі. Лактың Дарвиннің финктерін зерттеуі түр пайда болуындағы әртүрлі экологиялық факторлардың рөлін талдауда маңызды болды. Лак түрлер арасындағы айырмашылықтардың бейімделуге қабілетті және табиғи іріктеу арқылы пайда болатынын айтты, бұл Г.Ф. Гаузенің екі түрдің бірдей экологиялық нишаны толықтай мекендей алмайтындығы туралы тұжырымына негізделген. Ричард Левинс 1968 жылы түрлердің мамандануы туралы модельді ұсынды, ол әртүрлі ортада организмнің немесе түрдің сәйкес келу қабілеттерін пайдалана отырып, ортаның мамандануы қалай дамығанын зерттеді. Бұл модель нақты ортадағы кеңістіктік масштабтар туралы түсінікті дамытты, ұсақ және ірі түйіршікті кеңістіктік масштабтарды анықтады. Бұл модельдің салдары экологиялық экологтардың белгілі бір ортада кеңістіктік масштабтардың түрлердің әртүрлілігіне қалай әсер ететінін тез түсінуіне көмектесті. Тағы бір модель – Лоу мен Дикманның 1996 жылғы өзара тиімділік туралы модельдері, ол екі организмнің арасындағы, екеуіне де пайдалы болатын қарым-қатынас ретінде анықталады. Лоу мен Дикман адаптивті динамика деп аталатын жүйе жасады, ол өсімдіктер мен жануарлар популяцияларының өзгерістері, қандай да бір бұзылуға немесе оның болмауына жауап ретінде, мутацияларға қарағанда жылдам жүреді деп есептейді. Бұл жүйе қауымдастықтар арасындағы қарым-қатынасты қарастыратын басқа да модельдерді жеңілдетуге бағытталған.
Қаптамалы табиғат моделі
Қатасқан табиғат моделі эволюциялық экологиядағы үрдістерді көрсету және болжау үшін әртүрлі әдістер ұсынады. Модель популяция ішіндегі мутацияға бейім жеке тұлғаны, сондай-ақ жойылу деңгейі сияқты басқа да факторларды талдайды. Бұл модельді 2002 жылы Лондон Империал колледжінің Саймон Лэрд, Дэниел Лоусон және Хенрик Йелдтофт Дженсен жасаған. Модельдің мақсаты – бақылауларға негізделген қарапайым және логикалық экологиялық модель құру. Модель экологиялық әсерлерді ескере отырып, популяцияның пішіні мен тіршілік қабілетін анықтауға бағытталған.
Экологиялық генетика
Экологиялық генетика, табиғи популяцияларда белгілердің қалай эволюцияға ұшырайтынын зерттеу арқылы эволюциялық экологиямен байланысады. Экологтар, қоршаған орта мен уақыттың гендердің басым болуына қалай әсер ететінін зерттейді. Организмдер табиғи ортада тірі қалу үшін үнемі бейімделуі тиіс. Гендер қай организмдердің тірі қалатынын және қайсысының жойылатынын анықтайды. Бір түрден тараған болса да, организмдерде әртүрлі генетикалық өзгерістер пайда болса, ол полиморфизм деп аталады. Құлайлы гендерді ұрпаққа жеткізетін организмдер өз түрлерін өздерінің экологиялық ортасында артықшылыққа ие болу үшін одан әрі дамыта береді.
Чарльз Дарвин
Эволюциялық экологияның негізгі қағидаларының негізін Чарльз Дарвинге (1809–1882) жатқызуға болады, әсіресе оның табиғи іріктеу және популяциялық динамика теориясына сілтеме жасап, ол түрлердің популяциялары уақыт өте келе қалай өзгеретінін талқылайды. Гарвард университетінің зоология профессоры Эрнст Майрдың айтуынша, Дарвиннің эволюциялық биология мен экологияға қосқан ең ерекше үлесі мыналар: «Біріншіден, түрлердің өзгермейтін еместігі, яғни эволюцияның қазіргі заманғы түсінігі. Екіншісі – тармақталған эволюция ұғымы, бұл жер бетіндегі барлық тірі организмдердің жалғыз түп атадан шыққандығын білдіреді». Сонымен қатар, «Дарвин эволюцияның бірте-бірте жүруі керектігін, үлкен үзілістер мен үздіксіздіктер болмауы керектігін атап өтті. Соңында, ол эволюцияның механизмі табиғи іріктеу арқылы жүзеге асырылады деген қорытындыға келді». «Қазіргі заманғы экологияның әкесі» деп сипатталатын ол, сонымен қатар лимнологияға да үлкен қызығушылық танытты, себебі көлдерді жүйелік мінез-құлықты түсінуге көмектесетін микрокосм ретінде зерттеуге болады деп сенді. Хатчинсон сондай-ақ «Экологиядағы айналмалы себептік жүйелер» еңбегімен танымал, онда ол: «Организмдер тобы өз ортасына әсер етуі мүмкін, сонымен қатар орта оларға кері әсер ете алады. Егер бір жүйедегі қасиеттер жиынтығы екінші жүйеге бірінші жүйенің әсерін өзгертетіндей болып өшсе, бұл екінші жүйенің қасиеттеріндегі өзгерістерге, соның ішінде екінші жүйенің бірінші жүйеге әсер ету тәсілін өзгертетін өзгерістерге әкелуі мүмкін» деп мәлімдейді.
Роберт Макартур
Роберт МакАртур (1930–1972) эволюциялық экология саласында "Арал биогеографиясының теориясы" еңбегімен ең жақсы танымал. Онда ол және оның әріптесі "әрбір аралдағы түрлер саны сол аралға жаңа түрлердің қоныстану жылдамдығы мен қалыптасқан түрлердің популяциясының жойылу жылдамдығы арасындағы тепе-теңдікті көрсетеді" деген пікірді ұсынады.
Эрик Пянка
Техас университетінің мәліметінше, Эрик Пянканың (1939–2022) эволюциялық экологиядағы еңбектері азық іздеу стратегиялары, көбею тактикасы, бәсекелестік және экологиялық ниша теориясы, қоғамдық құрылым мен ұйымдастырылуы, түрлердің әртүрлілігі және сирек кездесетін түрлерді түсінуді қамтиды. Пянка экологиялық құбылыстарды зерттеу үшін кесірткелерге деген қызығушылығымен де белгілі, себебі ол олардың "көбінесе көптеп кездесетіні, сондықтан оларды табу, бақылау және ұстау салыстырмалы түрде оңай" екенін айтқан.
Басқа елеулі эволюциялық экологтар
Р. А. Фишер (1890–1962), оның 1930 жылғы табиғи іріктеудің негізгі теоремасы табиғи іріктеу теориясын халық биологиясына қатаң қолданудың күшін таныды. Дэвид Лак (1910–1973), Чарльз Дарвиннің ізбасары, эволюциялық биология мен экология салаларын біріктіру үшін жұмыс істеді, көбінесе құстар мен эволюцияға назар аударды. Тьерри Лоде (1956 жылдан бүгінге дейін), француз экологы, оның жұмысы түрлердің популяцияларындағы жыныстық қақтығыстар эволюцияға қалай әсер ететініне қатысты.
Зерттеу
Майкл Розенцвейгтың экологияны қайта келтіру (ұштастыру) идеясы Александр фон Гумбольдт ұсынған принцип бойынша жүргізілген зерттеулерге негізделіп дамыды. Бұл зерттеулер түрлердің аумаққа қатынасы (SPAR) және олардың әртүрлі масштабтарына, яғни сынамалық аумақтан бастап, облыстар аралық SPAR-ға дейін бағытталған. Түрлердің әртүрлілігінің тұрақты динамикасы осы SPAR-ларды тудырды, ал қазір олар Жердегі түрлердің әртүрлілігінің төмендеуін өлшеу үшін қолданылады. Осы әртүрліліктің төмендеуіне жауап ретінде Розенцвейгтың экологияны қайта келтіру (ұштастыру) ісі пайда болды. Эволюциялық экологияны зерттеу үшін организмдер арасындағы симбиоздық қатынастарды пайдаланып, осы қатынастардың қалай дамитынын анықтауға зерттеулер жүргізілді. Симбиоздық қатынастарда симбионттың өмір сүруі және эволюциялық жарамдылығын сақтауы үшін, ол өз иесіне қандай да бір пайда әкелуі керек. Зерттеулер шырындар (афидтер) мен олармен бірге эволюциялайтын симбиоздық бактерияларды пайдалану арқылы жүргізілді. Бұл бактериялар көбінесе ұрпақтан ұрпаққа беріліп, вертикальді берілудің жоғары деңгейін көрсетеді. Нәтижелер көрсеткендей, осы симбиоздық бактериялар өз иесі – шырындарға паразиттерге қарсы белгілі бір кедергі келтіреді, бұл шырындардың жарамдылығын арттырады және түрлер арасындағы симбионт арқылы болатын бірлескен эволюцияға алып келеді.
Сихлидтердегі түстің өзгеруі
Эволюциялық экологияның әсері мен оның салдары африкалық цихлид балықтарының түс айырмашылықтары мысалында көрінеді. 2000-нан астам түрі бар цихлидтер түрлерге өте бай және күрделі әлеуметтік өзара әрекеттесуге қабілетті. Полихроматизм, яғни бір популяция ішіндегі түс үлгілерінің әртүрлілігі, цихлидтерде қоршаған ортаға бейімделу және жыныстық көбею ықтималдығын арттыру мақсатында пайда болады.