Мы часто говорим о природных сообществах как системе взаимосвязанных элементов. Все виды развиваются в составе сложных ассоциаций, характеризующихся различными типами экологических взаимоотношений, например, конкуренцией или симбиозом. Однако зачастую реальных подтверждений взаимодействий между отдельными видами нет. Так, зависимость между разными видами деревьев в лесу далеко не очевидна. Вполне возможно, что каждый вид приспосабливается к определенным физическим условиям, а экологические взаимоотношения с другими видами у него нейтральны.
Эта идея получила распространение в последние несколько лет благодаря «гипотезе нейтрализма», предложенной экологом Стивеном Хаббелом в 2001 году. Согласно ей, присутствие других видов практически не оказывает влияние на распространение того или иного вида. Все дело лишь в абиотических факторах, пригодных для жизнедеятельности: температуры, освещенности, влажности, состава почвы и т.д., а сложившиеся природные ландшафты — являются результатом совпадения определенным физических условий в данной местности.
В последнем номере журнала Science американские исследователи Роберт Риклефс и Сюзана Реннер провели анализ распределения растительности по мировым тропическим лесам и представили убедительные доказательства того, что сообщества взаимосвязанных видов все же существуют. Авторы статьи проанализировали состав деревьев на небольших пробных площадках в семи тропических регионах. Три площадки были в южноамериканской сельве (Панама, Колумбия, Эквадор), еще три в джунглях Юго-Восточной Азии (Малайзия, Таиланд) и одна площадка в африканском тропическом лесу (Камерун). Исходным материалом для работы послужили данные о видовом составе и численности разных деревьев, принадлежащих разным семействам цветковых растений.
В теоретическую основу работу легла концепция «адаптивного пространства» — меры, характеризующей широту экологических условий (например, освещенности) для определенной таксономической группы (семейства) на основании разнообразия видов этой группы. Иными словами, чем больше видов в семействе (темнолюбивых и светлолюбивых), тем большее «экологическое пространство» может занять эта группа. Из-за дрейфа континентов представители одних и тех же семейств оказались изолированными в разных частях света. Авторы справедливо предположили, что в условиях независимой эволюции семейств (когда растения приспосабливаются лишь к абиотическим факторам, а не к соседям) за 30 миллионов лет на разных материках должны были сложиться условия, при которых семейства различались бы по своему экологическому пространству (или — по числу видов). Если же развитие каждого семейства происходит в непрерывной связи с другими семействами, то и экологическое пространство данного семейства будет сохраняться, не зависимо от региона, в котором оно представлено. Следуя этой идее, необходимо посетить разные материки и просто подсчитать соотношение числа видов и числа особей в одних и тех же семействах растений. Например, известно, что семейство орхидных характеризуется множеством входящих в него видов. Следовательно, необходимо проверить справедливо ли это для флоры всех материков.
Авторы проанализировали корреляцию в числе видов и особей на площадках между разными районами как в пределах одного материка, так и между разными материками. По разным материкам число общих семейств варьировало от 27 до 44. При этом общих родов и видов на материках практически не было, т.е. изоляция материков была достаточно сильной, чтобы эволюция сообществ шла независимо. В статистическом анализе использовался индекс корреляции Спирмена. Этот параметр характеризует сопряженность изменений в двух множествах. Мы берем данные с двух площадок и сравниваем число видов (или особей) на той и на другой по одним и тем же семействам. В случае, если разнообразие по одинаковым семейства сходно мы получаем индекс близкий к единице. Если данные строго противоположны (например, на одной много орхидных и мало бобовых, а на другой — наоборот) то индекс будет стремиться к отрицательному значению — минус единице. Если же, следуя гипотезе нейтрализма, разнообразие видов по семействам одной из площадок никак не соответствует разнообразию на второй площадке, то значение индекса Спирмена будет приближаться к нулю. Кроме того, к каждому индексу дополнительно рассчитывается уровень достоверности.
Как и ожидалось, в большинстве случаев (сравнивались пары площадок) индекс Спирмена с высокой степенью достоверности приближался к единице. То есть в большинстве случаев, семейства широко представленные, скажем, в Африке были довольно разнообразны также в южной Америке и юго-восточной Азии. Тот же принцип работает и для семейств с узким экологическим пространством. Таким образом, авторы заключают, что сходный уровень флористического разнообразия в изолированных регионах тропиков есть результат сходного исторического развития изначального набора семейств цветковых. Конечно, результаты демонстрируют лишь самую общую тенденцию, поддерживающую «теорию взаимосвязанных сообществ». Не ясно, насколько семейства взаимосвязаны не в масштабах миллионов лет эволюции, а на небольших временных промежутках. Тем не менее, работа имеет важное значение для понимания законов, по которым развивается сообщество, все же взаимосвязанных, организмов.
Источник:
Http://www.elementy.ru
If you enjoyed this article, please consider sharing it!
