Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бос орын деп те аталатын бос орынды нақты не анықтайды және олар экожүйелерде бар ма, жоқ па деген мәселе даулы. Бұл тақырып экожүйелер тепе-теңдікке жетуі мүмкін бе деген кең ауқымды пікірталаспен тығыз байланысты, онда олар теориялық тұрғыдан түрлермен барынша қанықтырылуы мүмкін. Қанығу экожүйедегі ресурс осінің түрлерінің санын өлшейтін өлшем болғандықтан, мынадай сұрақ туындайды: пайдаланылмайтын ресурс кластерлерін "бос орын" деп белгілеу пайдалы ма?
The issue of what exactly defines a vacant niche, also known as empty niche, and whether they exist in ecosystems is controversial. The subject is intimately tied into a much broader debate on whether ecosystems can reach equilibrium, where they could theoretically become maximally saturated with species. Given that saturation is a measure of the number of species per resource axis per ecosystem, the question becomes: is it useful to define unused resource clusters as niche 'vacancies'?
Тұжырымдаманың тарихы
Бос орынның рұқсат етілуі туралы дәлелденді және жоққа шығарылды, өйткені уақыт өте келе орынның анықтамасы өзгерді. Гриннеллдің (1917) және Элтонның (1927) Хатчинсонға дейінгі нишалық жүйелерінде бос нишаларға рұқсат етілді. Гриннеллдің аясында түрдің нишасы оның тіршілік ортасына көбінесе тең болды, сондықтан нишаның бос орнын тіршілік ортасының бос орны ретінде қарастыруға болады. Эльтондық жүйе нишаны трофикалық желідегі немесе азық-түлік тізбегіндегі түрдің орнына тең деп есептеді және осыған байланысты жоғары жыртқыш деңгейінде бос орын әрқашан болады. Бұл орынның толтырылуы оны толтыратын түрдің экологиялық тиімділігіне байланысты. Ал Hutchinsonian нишалық жүйесі бос нишалардың болу мүмкіндігін тікелей жоққа шығарады. Хатчинсон нишаны өлшемдері түрлердің бір модульді түрде таралған ресурс градиенттеріне сәйкес келетін n өлшемді гипер көлем ретінде анықтады. Мұнда біз оның нишасының операциялық анықтамасы бірінші кезекте нишаны ұтымды анықтау үшін түрдің қажет екендігіне негізделгенін көреміз. Бұл факт Хатчинсонның осыған сәйкес келмейтін мәлімдемелерін тоқтатпады: "Бұл сияқты жағдайларда туындаған сұрақ - үш Нилгири Кориксинасы барлық бос орындарды толтырады ма, әлде шынымен бос орындар бар ма. Кіріспе түрлердің тез таралуы көбінесе бос орынның бар екеніне дәлел болады, бірақ мұндай тез таралу көптеген жағдайларда бұзылған аймақтарда орын алды. Хатчинсон (1957). "Басқары" немесе "бос орын" ұғымы ғылыми әдебиетте жиі қолданылады. Көптеген мысалдардың кейбіреулері: Elton (1958, pp. 135136), Род (1977, 1979, 1980) Лоутон (1984), Прайс (1984), Комптон және басқалар. (1989), Begon және басқалар. (1990) және Корнелл (1999). Кейбір мысалдар, олардың кейбіреулері өте егжей-тегжейлі қарастырылған Rohde (2005).
Whether vacant niches are permissible has been both confirmed and denied as the definition of a niche has changed over time. Within the pre Hutchinsonian niche frameworks of Grinnell (1917) and Elton (1927) vacant niches were allowable. In the framework of Grinnell, the species niche was largely equivalent to its habitat, such that a niche vacancy could be looked upon as a habitat vacancy. The Eltonian framework considered the niche to be equivalent to a species position in a trophic web, or food chain, and in this respect there is always going to be a vacant niche at the top predator level. Whether this position gets filled depends upon the ecological efficiency of the species filling it however. The Hutchinsonian niche framework, on the other hand, directly precludes the possibility of there being vacant niches. Hutchinson defined the niche as an n dimensional hyper volume whose dimensions correspond to resource gradients over which species are distributed in a unimodal fashion. In this we see that the operational definition of his niche rests on the fact that a species is needed in order to rationally define a niche in the first place. This fact didn't stop Hutchinson from making statements inconsistent with this such as: “The question raised by cases like this is whether the three Nilghiri Corixinae fill all the available niches or whether there are really empty niches . The rapid spread of introduced species often gives evidence of empty niches, but such rapid spread in many instances has taken place in disturbed areas.” Hutchinson (1957). The concept of the "vacant" or "empty niche" has been used regularly in the scientific literature. Some of the many examples are Elton (1958, pp. 135–136), Rohde (1977, 1979, 1980) Lawton (1984), Price (1984), Compton et al. (1989), Begon et al. (1990) and Cornell (1999). Further examples, some of them in great detail, are discussed in Rohde (2005).
Анықтамалар
Ғылыми әдебиеттерде термин "барлығын ұстап алу" ретінде кең тарағанға қарамастан, тұтастай анықтама беруге аз күш-жігер жұмсалды. Эколог К. Родтың ең елеулі әрекеті болып табылады, ол бос орынды экожүйелерде немесе тіршілік ету орындарында белгілі бір уақытта бар түрлерден көп болуы мүмкін деп анықтауға болады, өйткені көптеген мүмкіндіктер әлеуетті түрде бар түрлер (Rohde 2005b) қолданбайды.
Despite the large scale currency that the term has gained as a "catch all" in scientific literature, surprisingly little effort has been made to come up with a coherent definition. The most notable attempt is that of the ecologist K. Rohde, who has suggested that a vacant niche can be defined as the possibility that in ecosystems or habitats more species could exist than are present at a particular point in time, because many possibilities are not used by potentially existing species (Rohde 2005b).
Бос орынның ықтимал себептері
Бос орынның бірнеше себебі болуы мүмкін. • Өркенді мекендеу ортасының күрт бұзылуы: Мысалы, құрғақшылық немесе орман өрттері флора мен фаунаны ішінара немесе толығымен жоя алады. Алайда, мұндай жағдайларда мекендеуге қолайлы түрлер әдетте көршілес жерде тіршілік етеді және бос тұрған нишаларды отарлайды, бұл бастапқы жағдайларды салыстырмалы түрде тез қалпына келтіруге әкеледі. • Қоршаған ортаның түбегейлі және ұзақ уақытқа созылатын өзгерістері: мысалы, мұз дәуірі. • Эволюциялық жағдай: қолайлы түрлер әдетте белгісіз себептермен эволюцияланбаған немесе бұрыннан бар түрлердің арасына ықшамдық бөлініп, жаңа ықшамдық бос орынды пайда етті.
Vacant niches could potentially have several causes. • Radical disturbances in a habitat: For example, droughts or forest fires can destroy a flora and fauna partially or completely. However, in such cases species suitable for the habitat usually survive in the neighbourhood and colonize the vacated niches, leading to a relatively fast re establishment of the original conditions. • Radical and long lasting changes in the environment: such as ice ages. • Evolutionary contingencies: suitable species did not evolve for usually unknown reasons, or niche segregation between pre existing species created a novel niche vacancy.
Бос орынның көрсетілуі
Бос орындылықтарды қарапайым мекендердегі орындық компонентті қарастыру арқылы жақсы көрсетуге болады. Мысалы, Лоутон мен оның әріптестері түрлі мекендердегі және географиялық аймақтардағы кең таралған жәндіктер түрлерінің бірі - браконды Pteridium aquilinum жәндіктер фаунасын салыстырып, жәндік түрлерінің санының айтарлықтай айырмашылығын тапты. Олардың тұжырымы бойынша көптеген орын бос тұр (мысалы, Lawton 1984). Род және оның әріптестері теңіз балықтарының әртүрлі түрлерінің саңылауларында эктопаразиттік түрлердің саны 0-ден 30-ға дейін өзгереді, тіпті ұқсас өлшемі мен тіршілік ортасы бар балықтарды салыстырғанда да. Паразиттік түрлердің саны ең көп қожалық түрінде паразиттік түрлердің саны ең көп болса, барлық нишалардың тек 16% -ы ғана орналасады. Алайда, ең жоғары мөлшердің жоғары болуы мүмкін, өйткені паразиттік фаунасы мол балықтарда да көп түрлерді орналастыру мүмкіндігін жоққа шығаруға болмайды (Rohde 2005b-дегі соңғы шолу). 12 54% теңіз омыртқасыздарының нишалары бос. Кауффман (1993) мен Вольфрам (2002) теориялық зерттеулері де бос орындардың көп екенін көрсетеді. Әр түрлі тәсілдерді қолдана отырып, екеуі де түрлердің жаһандық бейімделу оптималдық деңгейіне жетуі сирек, егер ешқашан жетпеген болса. Керісінше, олар жергілікті оптимаға қамалады, одан құтыла алмайды, яғни олар мүлдем бейімделмеген. Әлеуетті жергілікті оптималардың саны шексіз болғандықтан, ниша кеңістігі негізінен қанықпаған және түрлердің түрлер арасындағы бәсекелестікке мүмкіндігі аз. Кауффман (19-бет) былай деп жазады: көптеген пайдалы фенотиптер жоқ және: (с. 218) Ландшафтар қиыршықты және көп шыңды. Адаптациялық процестер әдетте осындай оптималдық -ге тұтқындалады. Ричи мен Ольфтың (1999) қаптау ережесін нишалық кеңістікті толтырудың өлшемдері ретінде қолдануға болады. Олар саванна өсімдіктері мен ірі өсімдікпен қоректенетін сүтқоректілерге қатысты, бірақ осы уақытқа дейін зерттелген барлық паразиттік түрлерге қатысты емес. Олар жануарлардың көпшілігіне қатысты емес сияқты. Басқаша айтқанда, көптеген түрлер тығыз орналаспайды: көптеген нишалар бос қалады (Rohde 2001). Нишалық кеңістіктің толығуы мүмкін еместігі де зиянкестердің енгізілген түрлерімен дәлелденген. Мұндай түрлер барлық паразиттерін немесе олардың көп бөлігін жоғалтады (Torchin and Kuris 2005). Бос орынды иеленетін түрлер жоқ немесе, егер олар болса, осы орынға бейімделе алмайды. Теңіз бентостарының әртүрлілігі, яғни теңіз түбінде тіршілік ететін организмдер, кейбір құлдыраулар мен платолар арқылы үзілгенімен, кембрийден соңғыға дейін өсті. Сонымен қатар, қанығу деңгейіне жеткенін көрсететін дәлел жоқ (Jablonski 1999).
Vacant niches can best be demonstrated by considering the spatial component of niches in simple habitats. For example, Lawton and collaborators compared the insect fauna of the bracken Pteridium aquilinum, a widely distributed species, in different habitats and geographical regions and found vastly differing numbers of insect species. They concluded that many niches remain vacant (e. g., Lawton 1984). Rohde and collaborators have shown that the number of ectoparasitic species on the gills of different species of marine fishes varies from 0 to about 30, even when fish of similar size and from similar habitats are compared. Assuming that the host species with the largest number of parasite species has the largest possible number of parasite species, only about 16% of all niches are occupied. However, the maximum may well be greater, since the possibility cannot be excluded that even on fish with a rich parasite fauna, more species could be accommodated (recent review in Rohde 2005b). estimated that 12 54% of niches for marine invertebrates are empty. The ground breaking theoretical investigations of Kauffman (1993) and Wolfram (2002) also suggest the existence of a vast number of vacant niches. Using different approaches, both have shown that species rarely if ever reach global adaptive optima. Rather, they get trapped in local optima from which they cannot escape, i. e., they are not perfectly adapted. As the number of potential local optima is almost infinite, the niche space is largely unsaturated and species have little opportunity for interspecific competition. Kauffman (p. 19) writes: “ many conceivable useful phenotypes do not exist” and: (p. 218) “Landscapes are rugged and multipeaked. Adaptive processes typically become trapped on such optima”. The packing rules of Ritchie and Olff (1999) can be used as a measure of the filling of niche space. They apply to savanna plants and large herbivorous mammals, but not to all the parasite species examined so far. It seems likely that they do not apply to most animal groups. In other words, most species are not densely packed: many niches remain empty (Rohde 2001). That niche space may not be saturated is also shown by introduced pest species. Such species lose, almost without exception, all or many of their parasites (Torchin and Kuris 2005). Species that could occupy the vacant niches either do not exist or, if they exist, cannot adapt to these niches. The diversity of marine benthos, i. e. the organisms living near the seabed, though interrupted by some collapses and plateaus has increased from the Cambrian to the Recent. Furthermore, there is no evidence to suggest that saturation has been reached (Jablonski 1999).
Нишалық кеңістіктің қанықпауының салдары
Нишалық кеңістік түрлермен толы немесе толығымен толы деген пікір кең таралған. Жаңа түрлер негізінен бұрын бар болған түрлер орналасқан орынды бөліп бөлу арқылы орналасады деп есептеледі, бірақ әртүрліліктің артуы үлкен бос тіршілік кеңістіктерін отарлау арқылы (мысалы, геологиялық өткендегі жер) немесе жаңа баупляне қалыптастыру арқылы да болады. Сонымен қатар көптеген популяциялар ешқашан толығымен кульминациялық күйге жетпейді (яғни олар тепе-теңдікке жақын болуы мүмкін, бірақ оған ешқашан жетпейді). Алайда, жалпы алғанда, жеке адамдар мен түрлер тығыз орналасқан және түрлер арасындағы бәсекелестік ең маңызды болып табылады деген пікір басым. Бұл көзқарас бойынша тепе-теңдіктің бұзылуы, әдетте, қоршаған ортаның бұзылуына байланысты. Алайда, көптеген соңғы зерттеулер (жоғарыда және Rohde 2005a,b) нишалық кеңістік негізінен қанықпаған, яғни көптеген бос нишалар бар деген пікірді қолдайды. Нәтижесінде түрлер арасындағы бәсекелестік әдеттегідей маңызды емес. Теңгерімсіздіктер тек қоршаған ортаның бұзылуынан ғана емес, сонымен қатар нишалық кеңістіктің қанықпауынан да кең таралған. Жаңадан пайда болған түрлер бос орынға сіңіп кетеді, яғни, қазіргі түрлер орналасқан орын міндетті түрде қысқармайды.
The view that niche space is largely or completely saturated with species is widespread. It is thought that new species are accommodated mainly by subdivision of niches occupied by previously existing species, although an increase in diversity by colonization of large empty living spaces (such as land in the geologic past) or by the formation of new baupläne also occurs. It is also recognized that many populations never completely reach a climax state (i. e., they may come close to an equilibrium but never quite reach it). However, altogether the view prevails that individuals and species are densely packed and that interspecific competition is of paramount significance. According to this view, nonequilibria are generally caused by environmental disturbances. However, many recent studies (above and Rohde 2005a,b) support the view that niche space is largely unsaturated, i. e. that numerous vacant niches exist. As a consequence, competition between species is not as important as usually assumed. Nonequilibria are caused not only by environmental disturbances, but are widespread because of nonsaturation of niche space. Newly evolved species are absorbed into empty niche space, that is, niches occupied by existing species do not necessarily have to shrink.
Жануарлар мен өсімдіктердің әртүрлі топтарында бос орынның салыстырмалы жиілігі
Қолда бар деректер бойынша бос орын кейбір топтарда басқаларға қарағанда жиі кездеседі. Әртүрлі топтар үшін SES мәндерін (стандартты әсер ету өлшемдері) пайдаланып, олар нишалық кеңістікті толтырудың шамамен болжаушы ретінде пайдаланылуы мүмкін, Gotelli және Rohde (2002) SES мәндері үлкен және вагильді түрлер үшін немесе үлкен популяция тығыздығында кездесетіндер үшін жоғары екенін және олар шағын популяция тығыздығында кездесетін және / немесе дене мөлшері кішкентай және аз вагильді жануарлар түрлеріне төмен екенін көрсетті. Басқаша айтқанда, соңғысы үшін бос орындар күтілуі мүмкін.
Available evidence suggests that vacant niches are more common in some groups than in others. Using SES values (standardized effect sizes) for various groups, which can be used as approximate predictors of the filling of niche space, Gotelli and Rohde (2002) have shown that SES values are high for large and vagile species or for those which occur in large population densities, and that they are low for animal species which occur in small population densities and/or are of small body size and have little vagility. In other words, more vacant niches can be expected for the latter.
Тұжырымдаманың сын-пікірлері
Барша зерттеушілер бос орын туралы түсінікті қабылдамайды. Егер адам нишаны түрдің қасиеті деп анықтаса, онда егер түр болмаса, ниша жоқ. Басқаша айтқанда, бұл термин "логикалық емес" болып көрінеді. Алайда, қазіргі заманғы нишалық ұғымды қалыптастыруға көп үлес қосқан кейбір авторлар (Хатчинсон, Элтон) терминді қолдануда ешқандай қиындық көрмеген көрінеді. Егер ниша түрдің оны әсер ететін барлық биотикалық және абиотикалық факторлармен өзара байланысы ретінде анықталса, қосымша әлеуетті өзара байланыстардың мүмкіндігін мойындамаудың себебі жоқ. Сондықтан бос орынға қатысты логикалық болып көрінеді. (Осыған қоса, экологиялық нишаны қараңыз). Сонымен қатар, "бос орын" ұғымына ең көп сын айтқан авторлар шын мәнінде ниша кеңістігі негізінен бос және қосымша түрлерді оңай сіңіре алады деген пікірді сынға алады. Олар, керісінше, қоғамдастықтар әдетте тепе-теңдікте (немесе оған ең болмағанда жақын) болады деген пікірді ұстанып, нәтижесінде ресурстар үшін үздіксіз күшті бәсекелестікке әкеледі. Бірақ көптеген соңғы зерттеулер, кейбіреулері эмпирикалық, кейбіреулері теориялық, тепе-теңдіксіз жағдайлар кең таралған деген баламалы көзқарасты қолдады (жоғарыда және Rohde 2005b-дегі соңғы шолуды қараңыз). Бұл тұжырымдаманың кемшілігі бар, ол бірден және оңай білдірмейді, сонымен қатар бұл ұғым "бос орын" терминіне дәл сәйкес келмейді. Терминнің пайдалылығы оның түсініктілігі мен болашақ зерттеулерді дамытуға мүмкіндіктері негізінде бағалануы тиіс. "Басқалар үшін бос орын" термині осы талаптарды қанағаттандыратын сияқты.
Not all researchers accept the concept of vacant niches. If one defines a niche as a property of a species, then a niche does not exist if no species is present. In other words, the term appears "illogical". However, some authors who have contributed most to the formulation of the modern niche concept (Hutchinson, Elton) apparently saw no difficulties in using the term. If a niche is defined as the interrelationship of a species with all the biotic and abiotic factors affecting it, there is no reason not to admit the possibility of additional potential interrelationships. So it seems logical to refer to vacant niches. (See also ecological niche.) Furthermore, it seems that authors most critical of the concept "vacant niche" really are critical of the view that niche space is largely empty and can easily absorb additional species. They instead adhere to the view that communities are usually in equilibrium (or at least close to it), resulting in a continual strong competition for resources. But many recent studies, some empirical, some theoretical, have provided support for the alternate view that nonequilibrium conditions are widespread (see above and the recent review in Rohde 2005b). It has been argued that this conceptualization has a disadvantage in that it does not convey immediately and easily what is meant, furthermore the concept does not correspond exactly to the term "vacant niche". The usefulness of a term should be assessed on the basis of its understandability and on its capacity to promote future research. The term "vacant niche" appears to fulfill these requirements.