Ontogenetisk nisjeskift - Ontogenetic niche shift
Ontogenetisk nisjeskift (forkortet ONS ) er et økologisk fenomen der en organisme (vanligvis et dyr) endrer kosthold eller habitat under ontogenien (utviklingen). Under ontogenetisk nisje endrer en persons økologiske nisje sin bredde og posisjon. De mest kjente representantene for taxa som viser et slags ontogenetisk nisjeskifte er fisk (f.eks. Migrasjon av såkalt diadrom fisk mellom saltvann og ferskvann for avl), insekter (f.eks. Metamorfosemellom ulike livsfaser; slik som larve , puppe og imago ) og amfibier (f.eks. metamorfose fra rumpetroll til voksen frosk). Nisjeskift antas å være bestemt genetisk , samtidig som det er irreversibelt. Et viktig aspekt ved ONS er det faktum at individer i forskjellige stadier av en befolkning (f.eks. I forskjellige aldre eller størrelser) bruker forskjellige typer ressurser og habitater. Begrepet ble introdusert i et papir fra 1984 av biologene Earl E. Werner og James F. Gilliam .
Kjennetegn
Nisjeskift antas å være bestemt genetisk , samtidig som det er irreversibelt. I komplekse naturlige systemer skjer ONS flere ganger i løpet av en persons liv (i noen eksempler kan ontogenetisk nisjeforskyvning skje kontinuerlig). Ontogenetisk nisjeskift varierer mellom artene; hos noen er det neppe synlig og gradvis (for eksempel endring i kosthold eller størrelse hos pattedyr og krypdyr ), mens det i andre er åpenbart og brått (metamorfose av insekter, noe som ofte resulterer i endring av habitat, kosthold og andre økologiske forhold) . En av studiene antyder at forskjeller i ONS på tvers av arter (i det minste til en viss grad) kan forklares med mangfold av egenskaper og funksjonelle roller for en art. Som en konsekvens antas forskjeller i ontogenetisk nisjeforskyvning å følge noen generelle mønstre.
Betydning
For lokalsamfunn
Det antas at nesten hver organisme viser et slags ontogenetisk nisjeskifte. ONS, som er ansvarlig for å forårsake merkbar fenotypisk variasjon blant individer av samme art, spiller en viktig rolle i å strukturere lokalsamfunn og påvirke deres indre dynamikk. I noen tilfeller blir individer som gjennomgår ONS, der de endrer habitat, en (mobil) kobling mellom to forskjellige samfunn (for eksempel via strøm av energi , materie og næringsstoffer ). Stadiums struktur for en befolkning kan resultere i at ulike stadier interagerer med forskjellige representanter for et samfunn eller til og med med individer i andre samfunn, og dermed har en distinkt økologisk rolle fra andre livshistoriske stadier i den samme befolkningen. Teoretiske modeller, der lokalsamfunn er scenestrukturerte, foreslår ontogenetisk nisjeforskyvning av undersøkte organismer som påvirker hele samfunnet (spesielt dets motstandskraft og forstyrrelsesresponser).
For befolkningen
Den mest åpenbare konsekvensen av ontogenetisk nisjeforskyvning er en reduksjon av konkurransen mellom forskjellige stadier av den samme befolkningen. På grunn av ONS individer i ulik alder eller størrelse konkurrerer ikke om mat, materialer og andre habitatressurser. Ulike stadier av den samme befolkningen har også forskjellige trofiske effekter på et næringsnett i et samfunn. Inndeling av en befolkning på forskjellige livshistoriske stadier er nyttig og tydelig når det mangler ressurser for ett trinn (for eksempel når unge ikke får nok ressurser til seg selv). I så fall vil manglende stadium ha høyere dødelighet .
ONS er av stor betydning for befolkningens overlevelse. Forskere la merke til at mange arter viser ontogenetisk nisjeforskyvning på forskjellige tidspunkter, og i mange eksempler forekom ONS som et svar på forskjellige abiotiske og biotiske miljøfaktorer . Det er imidlertid det ontogenetiske nisjeskiftet som kan være et adaptivt svar på endrede forhold i individets habitat. Forfattere av livshistorisk teori spådde at organismer kan påvirke tidspunktet for deres ontogenetiske nisjeforskyvning. Mens individer som lever under gunstige forhold vanligvis vil forsinke ONS til påfølgende økologisk nisje, går organismer som lever i nisje med dårlige forhold vanligvis videre til ytterligere nisje.
Å forstå ontogenetisk nisjeforskyvning i forskjellige arter og dens innvirkning på hele samfunnet er viktig når man studerer biologisk mangfold og økosystemfunksjon . Det antas å være nyttig når man skal håndtere befolkninger truet av menneskeskapte forstyrrelser og miljøendringer .
Representant taxa
Selv om forekomsten av ontogenetisk nisjeforskyvning antas å være utbredt, er de mest kjente representative taxaene med grundig studert ONS insekter og noen få grupper av virveldyr , spesielt fisk og amfibier, hvor enkeltpersoner ofte endrer habitat så vel som mange andre aspekter av deres nisje under utvikling. Mindre uttalt ontogenetisk nisjeforskyvning kan sees i mange andre taxa, der habitatet forblir det samme. Vanligvis er ONS i disse artene tydelig når man ser på ressurser som brukes av organismer av samme art, men i forskjellige aldre eller størrelsesklasser (for eksempel endring i kostholdet).
Virvelløse dyr
Ontogenetisk nisjeforskyvning, som er forbundet med ekstreme habitatendringer, kan sees blant insekter . Personer fra taxon Insecta er kjent for å vise en av forskjellige typer metamorfose , den best studerte er hemimetabolisme (hvor insekt passerer tre livsfaser; egg , nymfe og imago ) og holometabolisme (karakterisert med fire livsfaser av et insekt; egg, larve , puppe og imago). Insektmetamorfose er en av de mange kjente ontogenetiske nisjeskiftene. Ernæringsnisjer og deres forskyvning under ontogeni kan måles nøyaktig ved å bruke stabil isotopisk signatur av dyrene. En slik metode har blitt brukt for å studere ONS i snegler , for eksempel feltsnegler .
Virveldyr
ONS som ligner det blant insekter skjer i amfibier taxa, den mest kjente er frosker , som starter som et egg og deretter klekker inn i larvestadiet kalt en rumpetroll . Tadpoles viser mange forskjeller som skiller dem fra et voksent stadium av en frosk; de fleste artens rumpetroll er vannlevende , de har vanligvis ytre gjeller og mater hovedsakelig med plantemateriale (selv om det er noen unntak som bruker dødt dyrekjøtt eller blandet kosthold). Et annet godt studert eksempel på ONS forekommer hos fisk som viser diadrom oppførsel . Diadrome fiskearter endrer habitatet drastisk når de legger ut på en reise fra sjø (saltvann) til elver (ferskvann) og omvendt. Mange ferskvannsfiskarter viser ONS i kostholdet, når de går fra å bytte plankton til å utføre bunndyr .
ONS er kanskje ikke så synlig hos reptiler , selv om disse virveldyrene bruker det. Ontogenetisk nisjeforskyvning ble studert i amerikansk alligator ( Alligator mississippiensis ), som er ideell for å studere økologiske aspekter ved ONS på grunn av mange forskjellige størrelsesstadier i en befolkning. Alligatorer byttet habitatnisje mellom hydrologisk isolerte sesongmessige våtmarker og elvesystemer. Studier har vist at elvesystemer hovedsakelig var befolket med voksne og subadults av begge kjønn , som brukte området som ikke-hekkende habitat. På den annen side ble unge og voksne hunner funnet på sesongmessige våtmarker, som fungerte som henholdsvis barnehage og hekkeplasser .
Et godt eksempel på ONS hos fugler er store sjøfugler , for eksempel albatrosser , som tilbringer noe av sin tid som fullstendig oceaniske fugler og når kjønnsmodne begynner å besøke yngleområder . Umodne ungdommer oppholder seg vanligvis i subtropisk vann, hvor de opptar høye trofiske nivåer . Forskere la merke til at unge fugler gradvis leder mot lavere trofiske posisjoner når de kommer nærmere seksuell modenhet. Etter hvert tar de på seg en isotopisk nisje av en voksen fugl.
Ontogenetisk nisjeforskyvning er et konsept som er mye studert innen paleontologi og paleozoologi . Store ikke-aviære dinosaurer er kjent for å ha vist en av de mest intensive ontogenetiske nisjeskiftene, da de ble klekket fra et egg og måtte oppleve store endringer i løpet av ontogenien. Et av problemene forbundet med forståelse mesozoikum dinosaur fauna var mangel på såkalte mesocarnivores . Det er spådd at det ontogenetiske nisjeskiftet er en løsning, fordi kjøttetende dinosaurer startet som små klekker og utviklet seg mot voksenstørrelse, mens de okkuperte forskjellige påfølgende nisjer og begrenset trofisk artsmangfold. Unge individer av megatheropoder antas å okkupere mesokarnivore nisje.
Planter
Ontogenetisk nisjeforskyvning studeres først og fremst hos dyr, men det er noen studier som omhandler ONS i planter . En av ONS -er som er studert i planter, endrer regenereringsnisje. Forfattere av papiret la merke til at under ontogenisk regenereringsnisje av Acer opalus hadde krympet. Det antas at et slikt ontogenetisk nisjeforskyvning hovedsakelig var en konsekvens av planteetning , dybden på søppellaget og tilstedeværelsen av andre planter (spesielt voksne trær og busker).