Tipuri de succesiune ecologică, studii și exemple

984
David Holt
Tipuri de succesiune ecologică, studii și exemple

Succesiunea ecologică Este procesul de substituție treptată a speciilor de plante și animale dintr-o comunitate, ceea ce determină modificări ale compoziției sale. L-am putea defini și ca un model de colonizare și dispariție într-un anumit loc de mai multe specii. Acest tipar se caracterizează prin faptul că este nesezonal, direcțional și continuu..

Succesiunea ecologică este tipică pentru comunitățile controlate de „dominanță”, adică cele în care unele specii sunt superioare competitiv față de altele.

Figura 1. Succesiunea primară. Sursă: De Rcole17 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], prin Wikimedia Commons

În acest proces se produce o „deschidere” ca urmare a unei tulburări, care poate fi văzută ca o luminiș în pădure, o insulă nouă, o dună, printre altele. Această deschidere este ocupată inițial de un „colonizator inițial”, care este deplasat odată cu trecerea timpului, deoarece nu își poate menține prezența în loc..

Perturbările dau naștere, de obicei, la apariția unei secvențe de specii (intrarea și ieșirea din scenă), care poate fi chiar prevăzută.

De exemplu, speciile timpurii dintr-o succesiune sunt cunoscute ca fiind buni colonizatori, cresc și se reproduc rapid, în timp ce speciile ulterioare (care intră mai târziu) au o creștere și o reproducere mai lente și tolerează mai puține resurse..

Acestea din urmă pot crește până la maturitate în prezența speciilor timpurii, dar în cele din urmă ajung să le excludă din cauza concurenței..

Indice articol

  • 1 Tipuri de succesiune
    • 1.1 Succesiunea primară
    • 1.2 Succesiunea secundară
  • 2 Studii de succesiune ecologică
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Controversa Clements-Gleason
    • 2.3 Cine avea dreptate?
  • 3 Cum sunt studiate succesiunile ecologice??
    • 3.1 Cronoserie sau înlocuirea spațiului pentru timp (SFT)
  • 4 Exemple de studiu al secvențelor
    • 4.1 Utilizarea unui cronoserie în studiul unei secvențe primare
    • 4.2 Studiul secvențelor secundare
  • 5 Există întotdeauna succesiunea?
  • 6 Referințe

Tipuri de succesiune

Ecologiștii au distins două tipuri de succesiune, și anume: succesiunea primară (care apare în situri fără vegetație preexistentă) și succesiunea secundară (care apare în situri cu vegetație deja stabilită).

Se face adesea o distincție între succesiunea autogenă, care este condusă de procese care operează într-o anumită locație, și succesiunea alogenă, care este condusă de factori externi sitului respectiv..

Succesiunea primară

Succesiunea primară este procesul de colonizare a speciilor într-un loc care nu are vegetație preexistentă.

Apare în substraturi anorganice sterile generate de surse de perturbare, cum ar fi vulcanismul, glaciația, printre altele. Exemple de astfel de substraturi ar putea fi: curgerile de lavă și câmpiile de piatră ponce, dunele de nisip nou formate, craterele cauzate de un impact de meteor, morrenele și substraturile expuse după retragerea unui ghețar, printre altele..

Figura 2. Fluxurile de lavă sunt colonizate odată ce se răcesc în primul pas al unei succesiuni ecologice. Sursa: De Jim D. Griggs, fotograf al personalului HVO (USGS) [1] [2] http://pubs.usgs.gov/dds/dds-80/, domeniu public, https://commons.wikimedia.org/ w / index.php? curid = 326880

În timpul succesiunii primare, speciile pot ajunge din locuri îndepărtate.

Procesul de succesiune are loc de obicei încet, deoarece este necesar ca primii coloniști să transforme mediul, făcându-l mai favorabil pentru stabilirea altor specii..

De exemplu, formarea solului necesită descompunerea rocilor pentru a se produce inițial, acumularea de materiale organice moarte și ulterior stabilirea treptată a microorganismelor solului..

Succesiunea secundară

Succesiunea secundară are loc în situri cu vegetație deja stabilită. Acest lucru se întâmplă după ce o tulburare perturbă dinamica comunității stabilite, fără a elimina complet toți indivizii.

Printre cauzele frecvente de perturbare care pot duce la o succesiune secundară, putem menționa: furtuni, incendii, boli, exploatare forestieră, exploatare minieră, defrișare agricolă, printre altele..

De exemplu, în cazurile în care vegetația unei zone a fost eliminată parțial sau complet, solul, semințele și sporii bine dezvoltați rămânând în stare bună, procesul de colonizare a noilor specii se numește succesiune secundară..

Studii de succesiune ecologică

Henry Chandler Cowles

Unul dintre primii care a recunoscut succesiunea ca fenomen ecologic a fost Henry Chandler Cowles (1899), care a studiat comunitățile de dune de diferite vârste din Lacul Michigan (SUA), făcând inferențe despre tiparele succesorale..

Cowles a observat că, cu cât se îndepărta mai departe de malul lacului, dunele mai vechi au fost găsite cu dominația diferitelor specii de plante printre ele..

Ulterior, au apărut controverse profunde în domeniul științific cu privire la conceptul de succesiune. Una dintre cele mai cunoscute controverse a fost cea a oamenilor de știință Frederick Clements și Henry Gleason.

Controversa Clements-Gleason

Clements a sugerat că o comunitate ecologică este un superorganism, în care speciile interacționează și se susțin reciproc, chiar și altruist. În această dinamică, există deci un model de dezvoltare comunitară.

Acest cercetător a introdus concepte precum „ființe” și „comunitatea climax”. Ființele au reprezentat etape intermediare în succesiune, în timp ce punctul culminant a fost starea stabilă care a fost atinsă la sfârșitul procesului de succesiune. Diferitele stări climatice au fost produsul numeroaselor regimuri de mediu.

La rândul său, Gleason a apărat ipoteza că comunitățile s-au dezvoltat pur și simplu ca o consecință a răspunsurilor fiecărei specii la o serie de restricții fiziologice, specifice fiecărei locații particulare..

Pentru Gleason creșterea sau scăderea unei specii într-o comunitate nu a depins de asocierile cu alte specii.

Această viziune individualistă asupra dezvoltării comunității o vede pur și simplu ca o colecție de specii ale căror cerințe fiziologice individuale le permit să exploateze un anumit loc..

Cine avea dreptate?

Pe termen scurt, viziunea lui Clements a fost larg acceptată în comunitatea științifică, cu toate acestea, pe termen lung, ideile lui Gleason par să fie mai exacte în descrierea procesului de succesiune a plantelor..

Ecologiști de talia lui Whittaker, Egler și Odum au participat la această discuție care a reapărut de-a lungul dezvoltării ecologiei comunității..

Astăzi, la această discuție se adaugă modele mai recente precum cele ale lui Drury și Nisbet (1973) și cele ale lui Connell și Slatyer (1977), care contribuie cu noi viziuni la vechea dezbatere..

Așa cum se întâmplă adesea în aceste cazuri, este foarte probabil ca niciuna dintre viziuni (nici a lui Clements, nici a lui Gleason) să nu fie complet greșită și ambele să aibă un pic de certitudine..

Cum sunt studiate succesiunile ecologice??

Succesiunile care se dezvoltă în noi afară de pământ (de exemplu o insulă apărută de vulcanism) durează de obicei sute de ani. Pe de altă parte, durata de viață a unui cercetător este limitată la câteva decenii. Deci, este interesant să ne punem întrebarea cum să abordăm investigația succesiunilor.

Unul dintre modurile care au fost găsite pentru a studia succesiunile a fost căutarea unor procese analoge care durează mai scurt..

De exemplu, studiul suprafețelor anumitor pereți de pe coastele stâncoase, care pot deveni goi și repopulați prin colonizarea speciilor după perioade de ani sau decenii..

Cronoserie sau înlocuirea spațiului pentru timp (SFT)

Se numește cronoserie (din greacă khronos: timp) sau „substituirea spațiului pentru timp” (SFT pentru acronimul său în engleză), la o altă formă utilizată în mod obișnuit în studiul secvențelor. Aceasta constă în analiza comunităților de diferite vârste și locații spațiale, care rezultă dintr-un singur eveniment perturbator..

Principalul avantaj al SFT este că perioadele lungi de observare (sute de ani) nu sunt necesare pentru a studia o secvență. Cu toate acestea, una dintre limitările sale implică faptul că nu puteți ști exact cât de asemănătoare sunt locațiile specifice ale comunităților studiate..

Efectele atribuite vârstei locurilor ar putea fi apoi confundate cu efectele altor variabile asociate cu locațiile comunităților..

Exemple de studiu al succesiunilor

Utilizarea unui cronoserie în studiul unei succesiuni primare

Un exemplu de cronoserie se găsește în lucrările lui Kamijo și colaboratorii săi (2002), care au reușit să deducă o succesiune primară în fluxurile vulcanice bazaltice ale insulei Miyake-jima din Japonia..

Acești cercetători au studiat o cronosecvență cunoscută a diferitelor erupții vulcanice datate 16, 37, 125 și mai vechi de 800 de ani..

În pârâul de 16 ani, au descoperit că solul era foarte rar, lipsit de azot, iar vegetația era aproape absentă, cu excepția câtorva arini mici (Alnus sieboldiana).

În schimb, în ​​cele mai vechi parcele, au înregistrat 113 taxoni, inclusiv ferigi, plante perene erbacee, liane și copaci..

Figura 3. Arborele Castanopsis sieboldii este un reprezentant al succesiunii terminale în pădurile temperate de pe insulele vulcanice din Japonia. Sursă: https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Jinguji_Wakasa_Obama_Fukui14s3s4592.jpg#metadata

Apoi au reconstruit procesul de succesiune care a avut loc, afirmând că în primul rând arinul fixator de azot a colonizat lava vulcanică goală, facilitând intrarea ulterioară a cireșului (Prunus speciosa), succesiunea medie și laur (Machilus thunbergii), de succesiune târzie. Mai târziu s-a format o pădure amestecată și umbrită, dominată de genuri Alnus Da Prunus.

În cele din urmă, cercetătorii au declarat că înlocuirea Machilus de către Shii (Castanopsis sieboldii) copac cu viață lungă și în al cărui lemn se dezvoltă de obicei binecunoscuta ciupercă Shii-take.

Studiu de succesiune secundară

Succesiunile secundare sunt frecvent studiate folosind câmpurile cultivate care au fost abandonate. În Statele Unite, s-au efectuat multe studii de acest tip, deoarece se cunoaște data exactă la care au fost abandonate aceste câmpuri..

De exemplu, binecunoscutul ecolog David Tilman a descoperit în studiile sale că există o succesiune tipică în succesiunile care apar în aceste domenii vechi:

  1. Buruienile anuale colonizează primul câmpul.
  2. Urmează plante perene erbacee.
  3. Ulterior sunt încorporați copacii de succesiune timpurie.
  4. În cele din urmă, intră copaci cu succesiune târzie, precum conifere și lemn de esență tare..

Tilman constată că conținutul de azot din sol crește pe măsură ce succesiunea progresează. Acest rezultat a fost confirmat de alte studii efectuate în câmpurile de orez abandonate din China..

Există întotdeauna succesiunea?

Am susținut de la începutul acestui articol că succesiunea ecologică este tipică pentru comunitățile controlate de „dominanță”, dar nu este întotdeauna așa.

Există și alte tipuri de comunități care sunt numite „controlate de fondatori”. În acest tip de comunități există un număr mare de specii care sunt echivalente cu colonizatorii primari ai unei deschideri create de o perturbare.

Acestea sunt specii bine adaptate mediului abiotic care rezultă după tulburări și își pot menține locul până la moarte, deoarece nu sunt deplasate competitiv de către o altă specie..

În aceste cazuri, șansa este factorul care definește speciile care predomină într-o comunitate după o perturbare, în funcție de speciile care pot ajunge mai întâi la deschiderea generată..

Referințe

  1. Ashmole, N. P., Oromí, P., Ashmole, M. J. și Martín, J. L. (1992). Succesiunea faunistică primară în teren vulcanic: studii de lavă și peșteri pe Insulele Canare. Jurnalul biologic al Societății Linnean, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. și Trexler J. C. (2013). Înlocuirea spațiului pentru timp funcționează în modele de prognoză ecologică Everglades. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. și Sasai, K. (2002). Succesiunea primară a pădurii cu frunze late cu temperaturi calde pe o insulă vulcanică, Miyake-jima, Japonia. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. și Benedetti-Cecchi, L. (2011). Modelele de succesiune ale lui Connell și Slatyer în era biodiversității. Ecologie, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Înlocuirea spațiului pentru timp ca alternativă la studiile pe termen lung. În: Likens G.E. (eds) Studii pe termen lung în ecologie. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E și Grillo, M. (2000). Succesiunea primară pe fluxurile de lavă pe Muntele Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.