Bendruomenė (ekologija): apibrėžimas, struktūra, teorija ir pavyzdžiai

Bendruomenės ekologija yra tyrimas ir teorija, kaip organizmai bendrauti tarpusavyje ir reaguoti į jų negyvąją aplinką. Ši specializacijos sritis, kaip bendro ekologijos tyrimo pogrupis, tiria biologinių bendrijų organizavimą ir funkcionavimą.

Vertindami ir stebėdami aplinkos sąlygas, tokias kaip pasaulinis atšilimas, bendruomenės ekologai saugo aplinką ir gelbėja rūšis nuo nykimo.

Vieną ankstyviausių oficialių bendruomenės ekologijos apibrėžimų pasiūlė Kornelio profesorius Robertas Whittakeris 1975 m. Whittakeris bendruomenės ekologiją apibūdino kaip gyvų organizmų sąveiką, kurie sąveikauja ir sudaro unikalią struktūrą ir rūšinę sudėtį turinčią bendruomenę. Žinojimas apie bendruomenės veikimą yra gyvybiškai svarbus skatinant ir išsaugant biologinė įvairovė.

Bendruomenės ekologija tiria, kaip egzistuojantys organizmai sąveikauja ir konkuruoja tam tikroje nišoje ar geografinėje vietoje, pavyzdžiui, miške, prerijoje ar ežere. Bendrijos ekologija apima visas visų rūšių populiacijas, kurios gyvena kartu toje pačioje vietovėje.

Bendruomenės ekologai tiria ekologinę sąveiką ir svarsto tokius dalykus, kaip įsikišti, kai auganti elnių populiacija naikina požeminį sluoksnį miškas.

Bendruomenės ekologija apima daugybę ekologinės sąveikos rūšių, kurios laikui bėgant keičiasi. A miško bendruomenė apima augalų bendriją, visus medžius, paukščius, voveres, elnius, lapes, grybus, miško upelio žuvis, vabzdžius ir visas kitas ten gyvenančias ar sezoniškai migruojančias rūšis.

Panašiai a koralinis rifas bendruomenė apima daug įvairių rūšių koralų, žuvų ir dumblių. Gausa ir paskirstymas yra stiprios jėgos, formuojančios biologinę bendruomenę.

Bendruomenės ekologijoje daugiausia dėmesio skiriama tam, kaip skirtingų rūšių sąveika daro įtaką sveikatai, augimui, sklaidai ir ekologinės sistemos gausai. Bendrijos lygiu rūšys dažnai yra tarpusavyje susijusios. Kelios trumpos maisto grandinės yra būdingos daugumai biologinių bendruomenių. Maisto grandinės dažnai sutampa ir forma maisto tinklai gamintojų ir vartotojų.

Amerikos, Europos ir Didžiosios Britanijos mokslininkai jau seniai laiko daugelį skirtingos teorijos apie bendruomenės ekologijos apibrėžimą, kuris pirmą kartą buvo pavadintas augalų sociologija. 20-ajame amžiuje nuomonės išsiskyrė, ar ekologinės nišos buvo pačios organizuotos organizmų bendrijos, ar atsitiktiniai rūšių susibūrimai, klestėję dėl savo ypatingų bruožų.

XXI amžiuje teorijos išsiplėtė įtraukdamos tokias idėjas kaip metakomunijos teorija kad daugiausia dėmesio skiriama bendruomenės struktūroms ir evoliucijos teorija į kurį įtraukiami evoliucinė biologija į bendruomenės ekologiją.

Šiuo metu vykstanti bendruomenės ekologijos teorija remiasi prielaida, kad ekologinės bendruomenės yra skirtingų tipų rezultatas surinkimo procesai. Susirinkimo procesai apima adaptaciją, evoliucinės biologijos specialybę, konkurenciją, kolonizaciją, aukštį, klimatą, buveinių sutrikimus ir ekologinį dreifą.

Bendruomenės ekologijos teorija plečiasi nišos teorija, kuris yra susijęs su organizmu, turinčiu tam tikrą vietą ir vaidmenį ekosistemoje.

Rūšių turtingumas reiškia rastų rūšių turtingumą arba skaičių. Pavyzdžiui, kasmetinis paukščių skaičius gali suteikti 63 skirtingų rūšių paukščiams, pastebėtiems gamtos centre, rūšių gausą. Nustatant vietovės rūšių turtingumą, vienas pūkuotasis medžiotojas prilyginamas 50 vištelių.

Rūšių turtingumas neįvertina bendro kiekvienos rūšies individų skaičiaus. Bendrijoje esančių rūšių skaičius ir tipas palaipsniui didėja pusiaujo link. Rūšių turtingumas mažėja link poliarinio regiono. Mažiau augalų ir gyvūnų rūšių yra pritaikytos šaltiems biomams.

Rūšių įvairovė apžvelgiama bendra biologinė įvairovė. Rūšių įvairovė matuoja rūšių turtingumą, taip pat santykinį esančių rūšių skaičių. Didelė rūšių įvairovė apibūdina stabilias ekologines bendrijas. Staigūs ar reikšmingi pokyčiai bendruomenėje, pavyzdžiui, plėšrūnų antplūdis, gali sutrikdyti plėšrūno ir grobio ekologinę pusiausvyrą ir sumažinti rūšių įvairovę.

Bendruomenės ekologai tiria struktūros ir organizmų sąveiką. Struktūra apibūdina ekologinių nišų ypatumus, rūšių gausą ir rūšių sudėtį. Rūšys daugeliu skirtingų būdų sąveikauja tarpusavyje ir su savo aplinka, pavyzdžiui, konkuruoja dėl ribotų išteklių ar kartu stengiasi sugauti žaidimą. Gyventojų dinamika vaidina pagrindinį vaidmenį bendruomenėse.

The energijos piramidė parodo, kaip energiją gamina ir perduoda organizmai, sudarantys maisto grandinę. Platus piramidės pagrindas yra heterotrofiniai tinkamos maistinės saulės energijos gamintojai.

Pirminiai vartotojai, pavyzdžiui, žolėdžiai, negali gaminti maisto, kad kurtų savo ląsteles, ir turi valgyti gamintojus, kad gyventų. Antriniai vartotojai yra mėsėdžiai, kurie valgo pagrindinius vartotojus. Tretiniai vartotojai praryja antrinius vartotojus, tačiau viršūnės plėšrūnas piramidės viršuje neturi natūralių priešų.

A mitybos grandinė atstovauja maisto energijos srautui bendruomenėje. Pavyzdžiui, fitoplanktoną valgo žuvys, kurias gali pagauti ir išvirti žmogus. Tik 10 proc suvartojamos energijos yra perduodama kiekviename trofiniame lygyje, todėl energijos piramidė nėra apversta. Skilėjai vaidina svarbų vaidmenį skaidydami negyvus organizmus, kad maistinės medžiagos vėl patektų į aplinką.

Biologijoje tarprūšinė sąveika nurodo būdus, kuriais rūšys sąveikauja savo bendruomenėje. Tokios sąveikos poveikis skirtingoms rūšims gali būti teigiamas, neigiamas arba neutralus vienai arba abiem. Ekologinėje bendruomenėje vyksta daugybė sąveikų, kurios daro įtaką populiacijos dinamikai.

Keletas šių tipų sąveikos pavyzdžių:

• Savitarpiškumas: sąveika naudinga abiem rūšims, pavyzdžiui, žarnyne esančioms bakterijoms, kurios pagreitina virškinimą (+ / +).

• Komensalizmas: viena rūšis turi naudos nedarydama įtakos kitai, pavyzdžiui, voras, sukantis tinkle ant augalo (+ / 0).

• Parazitizmas: viena rūšis turi naudos, bet kita yra pakenkta, pavyzdžiui, patogeniški mikrobai (+/-).

• Plėšrumas: viena rūšis grobia kitą, kad išgyventų (+/-).

• Varzybos: dvi rūšys kovoja dėl ribotų išteklių (- / -).

Net nedideli gamtos pokyčiai gali turėti didelį poveikį bendruomenės ekologijai. Pavyzdžiui, struktūrai įtakos turi tokie veiksniai kaip nedideli temperatūros pokyčiai, buveinių trikdžiai, tarša, oro sąlygos ir rūšių sąveika.

Santykinis maisto gausa yra stabilizuojantis veiksnys bendruomenėse. Paprastai yra maisto ir vartojimo kontrolinė pusiausvyros sistema.

Pagrindo rūšys, kaip ir koralai koralų rifų bendruomenėje, vaidina pagrindinį vaidmenį bendruomenės ekologijoje ir formuojant struktūrą. Koralų rifai paprastai vadinami „jūros atogrąžų miškais“, nes jie teikia maistą, pastogę, veisimosi vietas ir apsaugą iki 25 procentai visos jūrų gyvybės, pasak Smithsoniano gamtos istorijos muziejaus. Grėsmė koralų rifams yra klimato kaita, tarša, per didelė žvejyba ir invazinės rūšys.

Pagrindinės akmenų rūšys Kaip vilkai daro didelę įtaką bendrijos struktūrai, palyginti su kitų rūšių gausa. Jei bus pašalinta, pagrindinių plėšrūnų praradimas dramatiškai pakeis visą bendruomenę. Plėšrūnai tikrina kitas populiacijas, kurios priešingu atveju pernelyg apsunkintų augalų grėsmę ir grėstų grėsmė maisto produktams ir buveinėms. Per didelis gyventojų skaičius taip pat gali sukelti badą ir ligas.

Invazinės rūšys yra įsibrovėliai, kurių buveinė nėra gimtoji ir trikdo bendruomenę. Daugelis invazinių rūšių, tokių kaip Zebra midijos, naikina vietines rūšis. Invazinės rūšys greitai auga ir mažina biologinę įvairovę, o tai silpnina bendrą gyvūnų ir augalų bendruomenę toje nišoje.

Ekologinė paveldėjimas yra tam tikra bendruomenės struktūros pokyčių serija, veikianti bendruomenės dinamiką ir skatinanti augalų ir gyvūnų būrį. Pirminė paveldėjimas prasideda nuo organizmų ir rūšių introdukcijos, paprastai ant naujai atsiskleidusių uolienų. Pirmosios rūšys, tokios kaip kerpės ant akmens, yra pirmos.

Antrinė paveldėjimas įvyksta, kai tvarkinga rekolonizacija įvyksta vietovėje, kurioje anksčiau buvo gyvenama prieš trikdžius. Pavyzdžiui, po to, kai gaisras sunaikina vietovę, bakterijos modifikuoja dirvą, augalai išauga iš šaknų ir sėklų, auga krūmai ir krūmai, o po jų - medžių daigai. Augalija suteikia vertikalią ir horizontalią struktūrą, pritraukiančią paukščius ir gyvūnus į biologinę bendruomenę.