Autekologia

Autekologia to podejście w ekologii , które stara się wyjaśnić rozmieszczenie i obfitość gatunków poprzez badanie interakcji poszczególnych organizmów z ich środowiskiem. Podejście autekologiczne różni się zarówno od ekologii zbiorowisk (synekologia), jak i ekologii populacyjnej większym uznaniem specyficznych dla gatunku adaptacji poszczególnych zwierząt, roślin lub innych organizmów oraz wpływu środowiska na rozmieszczenie gatunków zależnego od gęstości. Teoria autekologiczna wiąże wymagania specyficzne dla gatunku i tolerancje środowiskowe osobników z geograficznym rozmieszczeniem gatunku, przy czym osobniki śledzą odpowiednie warunki, posiadające zdolność do migracji na co najmniej jednym etapie swojego cyklu życiowego. Autekologia ma silne podstawy w teorii ewolucji, w tym teorii przerywanej równowagi i koncepcji rozpoznawania gatunków.

Historia

Autekologia została zapoczątkowana przez niemieckich botaników terenowych pod koniec XIX wieku. W XX wieku autekologia nadal istniała głównie jako nauka opisowa, a nie jako nauka wspierająca teorię, a najwybitniejsi zwolennicy podejścia autekologicznego, Herbert Andrewartha i Charles Birch, unikali terminu autekologia, odnosząc się do badań ekologicznych ukierunkowanych na gatunki z naciskiem na procesach niezależnych od gęstości. Częściowym problemem związanym z wyprowadzeniem teoretycznej struktury autekologii jest to, że poszczególne gatunki są unikalne pod względem historii życia i zachowania, co utrudnia wyciąganie szerokich uogólnień między nimi bez utraty kluczowych informacji uzyskanych dzięki studiowaniu biologii na poziomie gatunku. W ostatnich czasach poczyniono postępy dzięki koncepcji rozpoznawania gatunków Patersona i koncepcji śledzenia siedlisk przez organizmy. Najnowsza próba wyprowadzenia teoretycznej struktury autekologii została opublikowana w 2014 roku przez ekologów Gimme Waltera i Roba Hengevelda.

Podstawowa teoria

Koncepcja uznania

Teoria autekologiczna koncentruje się na gatunkach jako najważniejszej jednostce organizacji biologicznej, ponieważ osobniki we wszystkich populacjach danego gatunku mają wspólne przystosowania specyficzne dla gatunku, które wpływają na ich ekologię. Dotyczy to w szczególności reprodukcji, ponieważ osobniki gatunku płciowego mają wspólne unikalne przystosowania (np. pieśni zalotne, feromony) do rozpoznawania potencjalnych partnerów i mają wspólny mechanizm zapłodnienia, który różni się od mechanizmów wszystkich innych gatunków. Ta koncepcja rozpoznawania gatunków różni się od biologicznej koncepcji gatunku (lub koncepcji izolacji), która definiuje gatunki na podstawie bezpłodności krzyżowej, która w specjacji allopatycznej jest jedynie konsekwencją adaptacyjnej zmiany mechanizmu zapłodnienia nowego gatunku w celu dostosowania go do innego środowiska.

Dopasowanie środowiskowe

Osobniki z całego zasięgu gatunku są zwykle stosunkowo jednolite pod względem wymagań żywieniowych i siedliskowych oraz zakresu warunków środowiskowych, które mogą tolerować. Różnią się one od innych gatunków. Osobniki danego gatunku również mają określone przystosowania sensoryczne do rozpoznawania odpowiedniego siedliska. Zmiany sezonowe i zmienność klimatu oznaczają, że przestrzenne i/lub czasowe rozmieszczenie siedlisk odpowiednich dla danego gatunku jest również zróżnicowane. W odpowiedzi organizmy śledzą odpowiednie warunki, na przykład migrując, aby pozostać w odpowiednim środowisku, na co istnieją dowody w zapisie kopalnym. Określając wymagania i tolerancje danego gatunku, można przewidzieć, jak osobniki tego gatunku zareagują na określone zmiany środowiskowe

Wielkość populacji i reprodukcja na poziomie zastępowalności

Teoria autekologiczna przewiduje, że populacje będą się rozmnażać na poziomie zbliżonym do zastępowalności, chyba że okres zmian środowiskowych powodujących niezwykle wysoką lub niską przeżywalność spowoduje wzrost lub kurczenie się populacji przed ponowną stabilizacją na poziomie zastępowalności. Liczebność populacji można zmniejszyć, wprowadzając nową presję ze strony drapieżników, na przykład przy złym zarządzaniu rybołówstwem lub wprowadzeniu środka kontroli biologicznej w celu zwalczania gatunków inwazyjnych, tak że wskaźnik reprodukcji netto R0 spada poniżej poziomu zastępowalności. Gatunek, na który poluje się w każdym przypadku, może ustabilizować się na niższym zagęszczeniu populacji, gdzie osobnikom z wyższego poziomu troficznego trudniej jest zlokalizować gatunek ofiary, ale w tym momencie odciążenie drapieżnictwa ma zwykle niewielki wpływ na wielkość populacji, ponieważ osobniki nadal rozmnażają się na poziomie mniej więcej zastępczym, tak jak były w wyższym zagęszczeniu przed wprowadzeniem wyższego poziomu troficznego.

Aplikacje

Ochrona przed szkodnikami

Szkodnik obejmuje zwierzęta lub czynniki, które powodują szkody ekonomiczne w uprawach. Zarządzanie szkodnikami odnosi się do technik i metod stosowanych w celu kontrolowania lub minimalizowania szkód w uprawach wyrządzanych przez szkodniki. Zarządzanie szkodnikami może obejmować podejście chemiczne, mechaniczne, biologiczne lub zintegrowane. Aby zastosować jakikolwiek rodzaj skutecznego programu zarządzania, niezwykle ważna jest szczegółowa wiedza na temat poszczególnych gatunków szkodników. Specjalne badania ekologii szkodnika dostarczają niezbędnych wskazówek do zarządzania nim.

Autokologia konserwatorska

Znajomość interakcji na poziomie gatunku, tolerancji i wymagań siedliskowych jest cenna dla ochrony zagrożonych gatunków roślin lub zwierząt poprzez zapewnienie spełnienia ich szczególnych wymagań ekologicznych.

Linki do innych pól

Koncentrując się na indywidualnym organizmie, autekologia ma mechanistyczne powiązania z kilkoma innymi dziedzinami biologicznymi, w tym z etologią, ewolucją, genetyką i fizjologią