Биотический обмен
Процесс интербиотической инвазии после устранения барьеров рассеивания

Биотический обмен — это процесс, при котором виды из одной биоты вторгаются в другую биоту, обычно из-за исчезновения ранее непреодолимого барьера. [1] Эти барьеры распространения могут быть физическими, климатическими или биологическими и могут включать водоемы или лед, особенности суши, такие как горы, климатические зоны или конкуренцию между видами. [2] [1] Было задокументировано, что биотический обмен происходит в морской, пресноводной и наземной среде. [3]

Причины

Общей причиной биотического обмена является исчезновение барьера, который ранее блокировал распространение видов из двух различных биот. Исчезновение барьера может быть вызвано закрытием моря, соединяющего два ранее не связанных континента; [1] таянием ледников , что позволяет мигрировать через недавно открытые области, которые были покрыты льдом; [4] [5] изменением уровня моря , закрытие сухопутного моста позволит осуществить морской обмен, в то время как раскрытие сухопутного моста позволит осуществить наземный обмен; и это также может быть вызвано изменением океанских течений , что позволит личинкам расселяться на новые территории. [1]

Одним из примеров искусственного барьера рассеивания являются автомагистрали . [2]

Люди также стали вектором биотического взаимообмена. Они фрагментировали среду обитания видов, блокируя взаимообмен в некоторых регионах. Тем не менее, люди также намеренно и непреднамеренно распространили множество неместных видов по всему миру. Изменение климата также может влиять на эффективность естественных барьеров рассеивания. [2]

Эффекты

Иногда взаимообмен может привести к вымиранию некоторых видов. Эти виды могут вымереть из-за появления хищника, к которому они не приспособлены, или из-за более успешной конкуренции со стороны вторгшихся видов. Однако вторгшиеся виды могут сосуществовать с местными видами в течение миллионов лет после вторжения. Иногда вторгшиеся виды могут также улучшить биоразнообразие за счет увеличения генетического разнообразия. [1] [6]

Другим эффектом биотического обмена является гомогенизация . Это происходит, когда многие вторгающиеся виды из обеих биот закрепляются, создавая одну похожую биоту. [3] [2]

Асимметрия

Многие из изученных биотических взаимообменов показали асимметрию в совместном использовании видов между двумя биотами. Обычно есть биота-донор и биота-реципиент, причем биота-донор разделяет больше видов, чем биота-реципиент. [1] [3] [7] Например, когда Суэцкий канал соединил Красное и Средиземное моря , большинство новых видов в Средиземноморье возникло в Красном море (91 моллюсков, 15 крабов и 41 рыб). Меньше видов переместилось из Средиземного моря в Красное море (3 моллюска, 0 крабов и 6 рыб). [1] [8]

Виды-вторженцы из биоты-донора часто составляют лишь небольшой процент потенциальных вторженцев, имеющихся в этой биоте. То есть не все виды, которые могли бы вторгнуться в другую биоту, вторгаются. Например, только около 4,3% от общего числа видов рыб в Красном море фактически вторглись в Средиземное море. [1]

Гипотезы

Существует множество гипотез, пытающихся объяснить асимметрию и общие процессы, вовлеченные в биотический обмен:

  • Нулевая гипотеза предполагает, что количество видов, вторгающихся в биоту-реципиент, должно быть пропорционально количеству видов, имеющихся в биоте-доноре. Однако сравнение многих биотических взаимообменов показывает, что это неверно. [1]
  • Гипотеза экологической возможности предполагает, что количество видов, вторгающихся в биоту-реципиент, должно быть пропорционально количеству видов, которые вымирают в биоте-реципиенте. [1]
  • Гипотеза биогеографического превосходства предполагает, что со временем вид в одном регионе приобретет превосходство над видом в другом регионе и, таким образом, будет более приспособлен к вторжению. [4]
  • Гипотеза универсального компромисса предполагает, что виды со схожими жизненными привычками, разделенные на длительные периоды геологического времени, все еще могут сосуществовать, если их снова собрать вместе, из-за наличия схожих эволюционных давлений, влияющих на их прошлую адаптацию к окружающей среде. [4]

Прошлое

На этой карте показан Берингов мост , который позволил гипотетическому вторжению людей из Азии в Северную Америку. На ней также показано восстановление Берингова пролива после оледенения, что позволило осуществить обмен морскими организмами между Тихим и Северным Ледовитым океанами. [5] [4] [3]

Во время Трансарктического обмена ( 3,5 миллиона лет назад , ранний плиоцен ) уровень моря поднялся, затопив Берингов пролив и позволив морским организмам из северной части Тихого океана и северной части Атлантического / Северного Ледовитого океана вступить в контакт друг с другом. [3]

Во время Великого американского обмена ( 3 миллиона лет назад , плиоцен ) тектонические силы сдвинули Северную и Южную Америку вместе, что позволило сформировать Панамский сухопутный мост, соединяющий два континента. Это событие было тщательно изучено. [6]

Взаимообмен Индийского субконтинента и материковой Азии ( эоцен ) был столкновением Индийской плиты с материковой Азией, что позволило осуществить биотический обмен, в основном из материковой Азии на Индийский субконтинент. [9]

Берингов мостовой обмен (поздний кайнозой ) был обменом между азиатскими и североамериканскими сухопутными видами через Берингов мост . [3]

Африканско-евразийский обмен ( 18 миллионов лет назад , ранний миоцен ) произошел между Африкой и Евразией через Ближний Восток после закрытия моря Тетис . [10] [1]

Подарок

Транссуэцкий обмен — это биотический обмен между Средиземным и Красным морями, вызванный деятельностью человека в связи со строительством Суэцкого канала . [1]

Другой биотический обмен, вызванный человеком, японо-североамериканский обмен, происходит между морскими видами у берегов Японии и Северной Америки. Эти виды переносятся в виде личинок в балласте кораблей . [1]

Панамский канал. Обмен между восточной частью Тихого океана и западной частью Атлантического океана через Панамский канал . Этот обмен был относительно минимальным из-за того, что канал содержал пресную воду. [1]

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmn VERMEIJ, GJ (1991-09-06). «Когда встречаются биоты: понимание биотического обмена». Science . 253 (5024): 1099– 1104. Bibcode :1991Sci...253.1099V. doi :10.1126/science.253.5024.1099. ISSN  0036-8075. PMID  17731806.
  2. ^ abcd Caplat, Paul; Edelaar, Pim; Dudaniec, Rachael Y; Green, Andy J; Okamura, Beth; Cote, Julien; Ekroos, Johan; Jonsson, Per R; Löndahl, Jakob; Tesson, Sylvie VM; Petit, Eric J (2016). «Взгляд за пределы горы: барьеры рассеивания в меняющемся мире». Frontiers in Ecology and the Environment . 14 (5): 261– 268. doi :10.1002/fee.1280. hdl : 10261/133430 . ISSN  1540-9295.
  3. ^ abcdef Вермей, Гират Дж. (1991). «Анатомия вторжения: трансарктический обмен». Палеобиология . 17 (3): 281–307 . doi : 10.1017/s0094837300010617. ISSN  0094-8373.
  4. ^ abcd Тилман, Дэвид (27 июля 2011 г.). «Диверсификация, биотический обмен и гипотеза универсального компромисса». The American Naturalist . 178 (3): 355– 371. doi : 10.1086/661245. PMID  21828992 – через JSTOR.
  5. ^ ab Линдберг, Дэвид Р. (1991). «Морской биотический обмен между северным и южным полушариями». Палеобиология . 17 (3): 308–324 . doi :10.1017/s0094837300010629. ISSN  0094-8373.
  6. ^ ab Маршалл, Ларри Г. (1981), «ВЕЛИКИЙ АМЕРИКАНСКИЙ ВЗАИМООБМЕН – КРИЗИС, ВЫЗВАННЫЙ ВТОРЖЕНИЕМ, ДЛЯ ЮЖНОАМЕРИКАНСКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ», Биотические кризисы в экологическом и эволюционном времени , Elsevier, стр.  133–229 , doi :10.1016/b978-0-12-519640-6.50013-2, ISBN 978-0-12-519640-6
  7. ^ Мейсон Хеберлинг, Дж.; Джо, Инсу; Кожевников, Андрей; Ли, Хёхьеми; Фридли, Джейсон Д. (2016-12-02). «Биотический обмен в антропоцене: сильная асимметрия в инвазиях растений в Восточной Азии и восточной части Северной Америки». Глобальная экология и биогеография . 26 (4): 447– 458. doi :10.1111/geb.12551. ISSN  1466-822X.
  8. ^ Пор, Фрэнсис Дов. (1978). Лессепсийская миграция: приток биоты Красного моря в Средиземное море через Суэцкий канал . Springer-Verlag. ISBN 3-540-08381-2. OCLC  848599190.
  9. ^ Клаус, Себастьян; Морли, Роберт Дж.; Плат, Мартин; Чжан, Я-Пин; Ли, Цзя-Тан (2016-07-04). «Биотический обмен между Индийским субконтинентом и материковой Азией с течением времени». Nature Communications . 7 (1): 12132. Bibcode :2016NatCo...712132K. doi :10.1038/ncomms12132. ISSN  2041-1723. PMC 4932189 . PMID  27373955. 
  10. ^ Риддл, Бретт Р.; Хафнер, Дэвид Дж. (2010-06-22). «Интеграция шаблона с процессом на биогеографических границах: наследие Уоллеса». Ecography . 33 (2): 321– 325. doi : 10.1111/j.1600-0587.2010.06544.x . ISSN  0906-7590.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Биотический_взаимообмен&oldid=1178111945"