Uniwersalna teoria strategii adaptacyjnej
Teoria uniwersalnej strategii adaptacyjnej ( UAST ) to teoria ewolucji opracowana przez J. Philipa Grime'a we współpracy z Simonem Pierce'em, opisująca ogólne ograniczenia ekologii i ewolucji w oparciu o kompromis , przed którym stoją organizmy, gdy zasoby, które uzyskują ze środowiska, są rozdzielane między albo wzrost, utrzymanie, albo regeneracja – znany jako uniwersalny trójstronny kompromis.
Teoria ogólna
Uniwersalny trójstronny kompromis tworzy strategie adaptacyjne w całym drzewie życia, z ekstremalnymi strategiami ułatwiającymi przetrwanie genów poprzez: C (współzawodnictwo), przetrwanie jednostki przy użyciu cech, które maksymalizują pozyskiwanie zasobów i kontrolę zasobów w konsekwentnie produktywnych niszach ; S (odporność na stres), indywidualne przetrwanie poprzez utrzymanie wydajności metabolicznej w zmiennych i nieproduktywnych niszach; lub R ( ruderal ), szybka propagacja genów poprzez szybkie zakończenie cyklu życiowego i regenerację w niszach, w których zdarzenia są często śmiertelne dla osobnika.
Organizm nie jest w stanie wyewoluować strategii przetrwania, w której wszystkie zasoby są przeznaczone wyłącznie na jedną z tych ścieżek inwestycyjnych, ale istnieją stosunkowo skrajne strategie, z szeregiem półproduktów. System można przedstawić za pomocą trójkąta z trzema skrajnymi możliwościami na jego wierzchołkach. Różne gatunki mogą znajdować się w określonym punkcie wewnątrz tego trójkąta, przyjmując pewien procent każdej z trzech strategii.
Możliwe jest wykorzystanie statystyk wielowymiarowych do określenia głównych trendów zmienności fenotypowej w szeregu organizmów, które dla różnych głównych grup zwierząt (głównie kręgowców ) mają trzy główne punkty końcowe zgodne z UAST.
UAST jest kluczową częścią modelu podwójnego filtra opisującego, w jaki sposób gatunki o podobnych ogólnych strategiach, ale rozbieżnych zestawach pomniejszych cech współistnieją w społecznościach ekologicznych.
Teoria Trójkąta CSR
CSR to zastosowanie UAST do biologii roślin . Trzy strategie to konkurencja, tolerancja stresu i ruderal. Każda z tych strategii rozwija się najlepiej w unikalnej kombinacji wysokiej lub niskiej intensywności stresu i zakłóceń .
Zawodnicy
Konkurentami są gatunki roślin, które rozwijają się na obszarach o niskim natężeniu stresu (niedoboru wilgoci) i zaburzeń oraz przodują w konkurencji biologicznej . Gatunki te są w stanie prześcignąć inne rośliny, najefektywniej wykorzystując dostępne zasoby. Konkurenci robią to poprzez połączenie korzystnych cech, w tym szybkiego tempa wzrostu, wysokiej produktywności (wzrost wysokości, rozpiętości bocznej i masy korzeni) oraz dużej zdolności do plastyczności fenotypowej . Ta ostatnia cecha pozwala konkurentom na dużą elastyczność w zakresie morfologii i dostosowywanie alokacji zasobów w różnych częściach rośliny zgodnie z potrzebami w trakcie sezonu wegetacyjnego.
Tolerujący stres
Tolerujące stres to gatunki roślin, które żyją na obszarach o dużym natężeniu stresu i niskiej intensywności zakłóceń. Gatunki, które przystosowały tę strategię, generalnie mają powolne tempo wzrostu, długowieczne liście, wysoki wskaźnik zatrzymywania składników odżywczych i niską plastyczność fenotypową. Osoby tolerujące stres reagują na stresy środowiskowe poprzez zmienność fizjologiczną. Gatunki te często występują w stresujących środowiskach, takich jak siedliska alpejskie lub suche, głęboki cień, gleby z niedoborem składników odżywczych i obszary o ekstremalnych poziomach pH.
Ruderale
Ruderale to gatunki roślin, które prosperują w sytuacjach zakłóceń o dużej intensywności i stresu o małej intensywności. Gatunki te szybko rosną i szybko kończą swój cykl życiowy i generalnie wytwarzają duże ilości nasion. Rośliny, które przystosowały się do tej strategii, często kolonizują niedawno zniszczone tereny i często są to rośliny jednoroczne .
Związek z teorią R*
Zrozumienie różnic między teorią CSR a jej główną alternatywą, teorią R*, było od wielu lat głównym celem ekologii społecznej . W przeciwieństwie do teorii R*, która przewiduje, że zdolność do konkurowania zależy od zdolności do wzrostu przy niskim poziomie zasobów, teoria CSR przewiduje, że zdolność do konkurowania zależy od względnego tempa wzrostu i innych cech związanych z rozmiarem. Podczas gdy niektóre eksperymenty wspierały przewidywania R*, inne wspierały przewidywania CSR. Różne prognozy wynikają z różnych założeń dotyczących asymetrii wielkości konkurencji . Teoria R* zakłada, że konkurencja jest symetryczna pod względem wielkości (tj. eksploatacja zasobów jest proporcjonalna do indywidualnej biomasy), teoria CSR zakłada, że konkurencja jest asymetryczna pod względem wielkości (tj. duże osobniki eksploatują nieproporcjonalnie większe ilości zasobów w porównaniu z osobnikami mniejszymi).
Zobacz też
- Grime JP i Pierce S. 2012. Strategie ewolucyjne kształtujące ekosystemy. Wiley-Blackwell, Chichester, Wielka Brytania
- Grime JP. (1979). Strategie roślin i procesy wegetacyjne. John Wiley & Synowie.
Dalsza lektura
- Brud, JP (1977). „Dowody na istnienie trzech podstawowych strategii u roślin i ich znaczenie dla teorii ekologicznej i ewolucji” (PDF) . Amerykański przyrodnik . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicagowskiego . 111 (982): 1169–1194. doi : 10.1086/283244 . ISSN 0003-0147 . S2CID 84903724 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 20 lipca 2011 r . Źródło 21 listopada 2022 r .