Гипотеза EICA - EICA hypothesis

В эволюция гипотезы повышенной конкурентоспособности (EICA) был впервые предложен Берндом Блосси и Рольфом Нётцольдом в 1995 году как способ объяснить успех инвазивной неместные виды (в частности, растения). При этом:

  1. обычно существует период задержки между моментом введения инвазивные виды и точка, в которой это считается инвазивным, и
  2. инвазивные растения кажутся более опасными в местах обитания, в которые они были введены (по сравнению с их естественными средами обитания), ученые предположили, что это своего рода натурализация путем модификации для неместных растений.

Из-за отсутствия родного хищничество Ученые рассудили, что интродуцированные растения способны перераспределять ресурсы от защитных механизмов на рост и развитие. Таким образом, интродуцированные растения могут эволюционировать расти выше, производить больше биомасса, и получить больше жизнеспособный потомство, чем их родные собратья, согласно гипотезе.[1]

Блосси и Нётцольд проверили свою гипотезу на Lythrum salicaria (пурпурный лозетрейф) путем посадки семян растений, произрастающих в Итаке, Нью-Йорк, США, и Луселле, Швейцария. Семенам позволили прорастать в лаборатории Университета Христиана-Альбрехта в Киле, северная Германия, и наблюдали в течение двух лет. В соответствии с предсказаниями гипотезы EICA, растения, полученные из Итаки, производили значительно больше биомассы, чем растения, полученные из Луселла. В Lythrum salicaria растения, полученные из Итаки, также стали выше и были значительно менее устойчивы к корневому питанию. долгоносик присутствует в своем родном диапазоне.

Значимость

В отличие от известных идей (относительно успеха инвазивных некоренных организмов), которые предшествовали этому, например, гипотеза освобождения врага (ERH) и Чарльз Дарвин с Гипотеза привыкания,[2] гипотеза EICA постулаты что инвазивный вид нет настолько же пригодным (в своей интродуцированной среде обитания) в момент интродукции, насколько и в то время, когда он считается инвазивным. Как следует из названия гипотезы (Эволюция повышенной конкурентоспособности), гипотеза предсказывает, что большая часть инвазивного потенциала инвазивного вида проистекает из его способности эволюционировать для перераспределения своих ресурсов.

Эта идея беспокоит[нужна цитата ] в том, что он добавляет новую переменную к «инвазивному потенциалу», что затрудняет прогнозирование того, станет ли вид инвазивным, если он будет интродуцирован в новый район. Другими словами, гипотеза EICA представляет собой новую проблему экологической безопасности. Если его постулаты верны, в долгосрочной перспективе интродуцированные виды может потребоваться более жесткое регулирование, чем в настоящее время, потому что нет набора черты или схема введения может предсказать степень, в которой организм может перераспределить свои ресурсы в ответ на освобождение от стресса.[нужна цитата ]

Научное сопровождение и доработка

С момента своего дебюта в 1995 году статья Бернд Блосси и Рольфа Нётцольда «Эволюция повышения конкурентоспособности инвазивных неместных растений: гипотеза» была встречена с разной степенью энтузиазма. Статья цитируется более чем в 368 статьях в научные журналы, включая обзор статей, проверка гипотезы с использованием различных модельные виды, а также расширения и переформулировки гипотезы. Среди модельных видов, на которых гипотеза оценивалась совсем недавно (в ее первоначальной форме), находятся: Солидаго гигантея (гигантский золотарник),[3] Sapium sebiferum (Китайский жир),[4] и Lepidium draba (Уайттоп).[5] Из этих трех модельных видов успешность и поведение Sapium sebifurum наиболее близко согласился с постулатами гипотезы EICA, согласно исследованиям, проводившим исследование. В своем исследовании успехи и поведение Солидаго гигантея По словам его исследователей, только частично объясняется гипотезой EICA. Lepidium draba не следовали ни одному из постулатов гипотезы EICA, как их понимали исследователи исследования.

Благодаря большинству исследований, проведенных в отношении гипотезы EICA (см. Примеры выше), утверждается, что интродуцированные популяции инвазивных видов растений менее способны справляться с давлением специалистов. травоядные животные чем местные популяции того же вида, что позволяет предположить, что инвазивные виды делать ответить на ускоренный естественный отбор после выхода из селективное давление специализированных травоядных животных и делать обладают потенциалом для перераспределения ресурсов от конкретных форм защиты. Однако не все из этих интродуцированных популяций производят значительно больше биомассы, чем местные популяции того же вида в лабораторных условиях. Исследование, проведенное Bossdorf et al. в 2004 году на Alliaria petiolata (чесночная горчица) [6] может пролить свет на это несоответствие. Bossdorf et al. горшечные семена из местных и интродуцированных популяций Alliaria petiolata и поместили их в прямую конкуренцию друг с другом в лабораторных условиях (то есть аборигенные и интродуцированные популяции выращивались в одном горшке с почвой и подвергались одинаковым обработкам), и обнаружил, что при прямой конкуренции коренные популяции могли чтобы превзойти инвазивные популяции. Bossdorf et al. предположил, что это наблюдение могло быть следствием того факта, что существует фитнес стоимость к чертам, которые увеличивают так называемую «конкурентоспособность». Согласно этому предположению, инвазивные популяции Alliaria petiolata развил более высокую приспособленность (аналогично Lythrum Salicaria) в введенных ими диапазонах за счет определенных защитных механизмов и за счет определенных аспектов роста и развития (в отличие от Lythrum Salicaria). Следовательно, возможно, что гипотеза EICA слишком узка по своему охвату, и ее следует переформулировать, чтобы сделать акцент на способности инвазивных видов перераспределять свои ресурсы для обеспечения преимущества в приспособленности, которое может включать или не включать более энергичный рост. и развитие.

Рекомендации

  1. ^ http://www.esf.edu/efb/parry/Blossey_Notzold_1995.pdf
  2. ^ Дарвин, Чарльз. О происхождении видов. Стр. 114–116. Издательство Гарвардского университета: восемнадцатое издание, 2003 г.
  3. ^ Измененные модели роста, физиологии и воспроизводства у инвазивных генотипов Solidago gigantea (Asteraceae)
  4. ^ Повышение конкурентоспособности и толерантности к травоядным инвазивным растениям Sapium sebiferum.
  5. ^ Нет разницы в конкурентоспособности инвазивных североамериканских и коренных европейских популяций Lepidium draba
  6. ^ Идентификатор цифрового объекта - Ecol Letters, том 7, выпуск 4, стр. 346-353, апрель 2004 г. (Аннотация статьи)