Экологический отбор - Ecological selection
Экологический отбор (или экологический отбор, или отбор на выживание, или индивидуальный отбор, или бесполый отбор ) относится к естественному отбору без полового отбора , то есть к строго экологическим процессам, которые воздействуют на унаследованные черты вида без ссылки на спаривание или вторичные половые характеристики. Варианты названий описывают различные обстоятельства, при которых половой отбор полностью подавляется как фактор спаривания.
Экологи часто изучают экологический отбор, исследуя численность особей на популяцию в разных регионах и то, что определяет такую численность.
Обстоятельства, при которых это происходит
Можно сказать, что экологический отбор имеет место в любых обстоятельствах, когда наследование определенных черт определяется только экологией без прямого сексуального соревнования, когда, например, сексуальная конкуренция носит строго экологический или экономический характер, выбор партнера практически отсутствует, самки не сопротивляются никакому сопротивлению. самец, который хочет спариться, все признаки будут одинаково размножаться независимо от спаривания, если вид является гермафродитным или бесполым, происходит экологический отбор. Например, давление окружающей среды в значительной степени отвечает за эволюцию различных стратегий жизненного цикла африканской медоносной пчелы A. m. scutellata и европейская медоносная пчела .
У видов, размножающихся половым путем , это применимо главным образом к ситуациям, когда экологическое давление мешает большинству конкурентов достичь зрелости, или когда теснота, создание пар или крайнее подавление факторов полового отбора препятствует нормальным ритуалам сексуальной конкуренции и отбору, но которые также предотвращают искусственный отбор , например, браки по договоренности, когда родители, а не молодые выбирают спутника жизни на основе экономических или даже астрологических факторов, и где сексуальные желания пары часто подчиняются этим факторам, являются искусственными, если они полностью не основаны на экологический фактор, такой как контроль над землей, удерживаемый их собственными силами.
В лесах экологический отбор можно наблюдать с участием многих факторов, таких как доступный солнечный свет, качество почвы и окружающая биота . Во время роста леса саженцы деревьев, в частности, являются пионерами экосистемы, и саженцы разных деревьев часто могут совершенно по-разному реагировать на ряд членов своего экологического сообщества, тем самым обеспечивая спектр экологических занятий. С другой стороны, взрослые деревья могут сильно влиять на свои экологические сообщества, меняя роль экологического отбора. Элементы почвы являются чрезвычайно влиятельным селективным фактором при росте леса. С течением времени каждый вид деревьев эволюционировал, чтобы расти в определенных почвенных условиях, независимо от того, зависит ли это от уровня pH , содержания минералов или уровня дренажа. Каждый из них является средством экологического отбора, выполняющего свою работу в ходе эволюции . Однако экологический отбор может быть гораздо более конкретным, работая не только внутри видов, но и внутри популяций, даже популяций в одном регионе. Например, ученые из Квебека недавно изучили, как саженцы деревьев реагируют на разный уровень нитратов. Они обнаружили, что в областях с более высоким уровнем нитратов есть растения, которые могут гораздо более эффективно усваивать азот. Такие растения могли осуществлять фотосинтез и дыхание с гораздо большей скоростью, чем их не обладающие азотом сверстники, а также имели в среднем более длинные корни, что давало им эволюционное преимущество для их среды обитания . Неожиданно завышенные уровни азота могут нанести вред некоторым видам деревьев, но именно эти образцы создали для себя нишу и могут превзойти других, находящихся рядом. На место роста деревьев также могут влиять наклон, каменистость, климат и доступный солнечный свет. Пространство изначально доступно для всего, но саженцы, которые могут быстрее всего заселять почву и использовать доступные питательные вещества, обычно наиболее успешны. Как правило, одним из первых факторов, определяющих, какие виды растений лучше всего растут в почве, является количество солнечного света. И почва, и вода сами по себе очень важны (например, сухая древесина твердых пород, такая как белый дуб, не будет расти на болоте), но солнечный свет является первым решающим фактором в последовательности леса. Невыносимые к тени деревья могут сразу же впечатляюще вырасти. Им нужен солнечный свет, который дает открытый навес в голой среде. Селекция отсеивает саженцы, которые не переносят прямых солнечных лучей, поэтому высокие прямые деревья в конечном итоге вырастут и разовьют полный пышный полог. Однако вскоре это поведение изменится. Сеянцы , которые когда-то были удалены экологическим отбором, теперь становятся популярными, потому что затененная лесная подстилка стала идеальной для таких теневыносливых видов. Это отличный пример того, как экологический отбор может создавать ниши для разных видов, выполняя одну и ту же функцию с разными результатами.
Vs. половой отбор
В тех случаях, когда факторы экологического и полового отбора сильно противоречат друг другу, одновременно поощряя и подавляя одни и те же черты, также может быть важно различать их как подпроцессы в рамках естественного отбора.
Например, Ceratogaulus , олигоценовый рогатый суслик , оставил в летописи окаменелостей серию особей с последовательно более и более длинными рогами, которые, казалось, не были связаны или не адаптировались к его экологической нише. Некоторые современные ученые предположили, что рога были полезными или впечатляющими в брачных ритуалах мужчин (хотя другие ученые оспаривают эту теорию, указывая на то, что рога не были сексуально диморфными ) и что это был пример безудержной эволюции . Похоже, что этот вид внезапно вымер, когда рога достигли приблизительно длины тела самого животного, возможно, потому, что оно больше не могло убегать или уклоняться от хищников - таким образом, экологический отбор, похоже, в конечном итоге взял верх над половым.
Также важно различать экологический отбор в случаях экстремального экологического изобилия, например, в антропогенной среде , в городах или зоопарках, где в целом должен преобладать половой отбор , поскольку нет угрозы того, что виды или особи потеряют свою экологическую нишу . Однако даже в этих ситуациях, когда выживание не ставится под сомнение, разнообразие и качество пищи, например, та, которую дают самцы обезьян самкам в обмен на пол у некоторых видов, по-прежнему влияет на воспроизводство, однако становится фактором полового отбора. Можно сказать, что аналогичные явления существуют у людей, например, у « невесты по почте », которая в первую очередь вступает в брак ради экономической выгоды.
Особенно в таких крайних случаях полезно отличать экологический отбор от полового; Приведенные выше примеры демонстрируют скорее исключения, чем типичный выбор в дикой природе. В целом предполагается, что экологический отбор является доминирующим процессом в естественном отборе , за исключением высоко когнитивных видов, которые не связываются или не всегда образуют пары, например, морж , горилла , человек . Но даже у этих видов можно выделить случаи, когда у изолированных популяций не было реального выбора партнера или когда подавляющее большинство особей погибло до половой зрелости, оставив только экологически отобранных выживших для спаривания - независимо от их половой пригодности при нормальном половом отборе. процессы для этого вида.
Например, если только несколько близкородственных самцов выживают в результате стихийного бедствия, и все они способны к спариванию очень широко из-за отсутствия самцов, половой отбор подавляется экологическим отбором (бедствие). Такие ситуации обычно временны, характерны для населения, находящегося в условиях экстремального стресса, на относительно короткие сроки. Однако они могут резко повлиять на популяции за это короткое время, иногда уничтожая всех людей, восприимчивых к патогену , и тем самым делая всех выживших невосприимчивыми. Несколько таких катастрофических событий, при которых преобладает экологический отбор, могут привести к популяции с особыми преимуществами, например, в колонизации, когда популяции из более густонаселенных, подверженных болезням условий прибывают с антителами к болезням, и сами болезни, которые продолжают уничтожать аборигенов, очищая путь для колонистов.
В отношении людей вмешательства искусственных устройств, таких как корабли или одеяла, может быть достаточно, чтобы некоторые сочли это примером искусственного отбора . Однако это явно наблюдается у других видов, кажется неразумным отличать колонизацию с кораблей от колонизации пешком, и даже слово «колония» не является специфическим для человека, а в целом относится к вторжению одного вида в экологию, к которой он имеет не полностью адаптирован. Итак, несмотря на потенциальные противоречия, может быть лучше рассматривать все примеры болезней, передаваемых колонистами, как экологический отбор.
В качестве другого примера, в регионе, опустошенном ядерной радиацией , таком как атолл Бикини , способность выжить в гамма-лучах до половой зрелости и (для женщин) родить ребенка является ключевым фактором экологического отбора, хотя он не является ни « естественным », ни половым. . Некоторые назвали бы это слишком искусственным отбором , а не естественным или экологическим, поскольку радиация не входит в экологию как фактор, кроме как из-за усилий человека. Неоднозначные искусственно-экологические факторы с полным основанием можно назвать « средовыми », и в этих случаях предпочтительным может быть термин экологический отбор .