EKOLOGICKÁ NEROVNOVÁHA: PŘÍČINY, DŮSLEDKY A PREVENCE - BIOLOGIE - 2025

Ekologická nerovnováha je definována jako stav, pozorovatelné v ekologických společenstev nebo ekosystémů, že dům, ve kterém Složení a četnost druhů je nestálý na neurčito.

Ekologická teorie byla silně ovlivněna představou konkurence mezi druhy o zdroje, stejně jako předpokladem, že populace a společenství se obvykle nacházejí v prostředích nasycených jednotlivci a druhy za podmínek rovnováhy.

Zdroj: pixabay.com

Nyní je však známo, že u všech druhů organismů je běžné, že konkurence není rozhodující nebo že populace a komunity trpí nepravidelnými a vážnými výkyvy. To způsobuje, že existují, dokonce přirozeně, nestabilní ekosystémy, a proto jsou ekologicky nevyvážené.

To vedlo k rostoucímu zájmu, jak z teoretického, tak praktického hlediska, o otázku ekologické nestability.

Příčiny

Ekologická nerovnováha může být způsobena neschopností ekologických společenství dosáhnout stabilního stavu (homeostáza) prostřednictvím konkurenčních interakcí, které určují ekologickou posloupnost.

V těchto případech, po utrpení narušení, změny ve složení a hojnosti druhů ve společenství nejsou směrové; to znamená, že komunita neprochází definovanými sukcesními stádii, a proto nedosahuje konečné stabilní fáze sukcese nebo ekologického vyvrcholení.

Pokud druhy, které tvoří společenství, nemohou udržovat relativně konstantní velikost populace, generují se situace ekologické nerovnováhy. Často se jedná o nepůvodní organismy zavedené lidmi, které se stávají dominantními v invazivních komunitách.

Nepůvodní organismy byly odděleny od jejich konkurentů a přírodních patogenů přítomných v jejich regionech původu, takže jejich velikost populace není omezena interakcemi s původními druhy.

Pokud příčinou ekologické nerovnováhy jsou původní druhy, jejichž velikost populace není omezena jinými druhy, je obvykle příčinou stochastické nebo asynchronní oscilace biotických a abiotických faktorů, často špatně chápaných, které mění složení a hojnost těchto druhů.

Faktory

Podobně jako ekologická rovnováha je i ekologická nerovnováha ovlivněna vnějšími poruchami, které způsobují změny ve složení a hojnosti druhů. Tyto vnější poruchy mohou být přirozeného nebo lidského původu.

V ekologické nerovnováze však vnější poruchy, které mají více proměnných prostředků a odchylek větší než rovnovážná, mají tak silný účinek, že zvyšují populační růst určitých druhů nezávisle na jejich hustotě.

Konkurenční interakce nedokážou potlačit účinek takových vnějších šoků.

Dalším faktorem, v tomto případě zcela biotickým, který může způsobit ekologickou nerovnováhu, je velká dlouhověkost určitých druhů, původních nebo nepůvodních. Díky tomu je jejich konkurenceschopné přemísťování druhů patřících do pokročilejších následných stádií velmi pomalé, což způsobuje zpoždění ve vzhledu ekologického vyvrcholení.

Zpoždění, které může trvat více než sto až tisíce let, ovlivňuje hlavně rostlinná společenství, jak přírodní, například tropické lesy, tak i umělé, například travní porosty.

Četnost v přírodě

Někteří autoři, jejichž názory média často zvětšují, prohlásili, že populární koncept ekologické rovnováhy neboli „přírodní rovnováhy“ ztratil platnost a byl nahrazen konceptem ekologické nerovnováhy, podle kterého typickou podmínkou ekosystémů je nestabilita.

V závislosti na ekologických vlastnostech druhů, které je tvoří, mohou být přirozená společenství uspořádána v souvislém sledu, který přechází od skupin s náhodně určeným složením a nízkou úrovní ekologické rovnováhy, k těm s vysoce deterministickým složením as vysokou úrovní rovnováhy. ekologický.

Druhy s nízkou pohyblivostí a nízkou populací, jako jsou některé rostliny, přisedlá zvířata a ektoparaziti, podléhají nižší úrovni konkurence než velké druhy s vysokou pohyblivostí a husté populace, jako jsou velcí savci, ptáci a hmyz. letící.

Důsledky

Pokud je ekologická nerovnováha způsobena přímo lidskou činností, má sklon způsobovat degradaci stanovišť, ekonomické ztráty a snížení kvality životního prostředí.

Pokud je to způsobeno přítomností nepůvodních organismů, které jsou obvykle zaváděny lidmi, mohou být environmentální a ekonomické důsledky velmi negativní. Například:

1) Soutěží s výhodou s původními druhy, což způsobuje jejich přemístění nebo vyhynutí.

2) Mění cykly dravce / kořisti na úkor původních druhů.

3) Díky nekontrolovanému růstu populace mohou způsobit degradaci stanovišť, což je škodlivé pro zemědělství, hospodářská zvířata a původní druhy.

4) Pokud jsou introdukované druhy vektory parazitů nebo patogenních organismů, produkují epidemie, které mohou ovlivnit lidi, jejich domácí zvířata a rostliny a původní flóru a faunu.

5) Nerovnovážné podmínky mohou být velmi dlouhodobé, takže může trvat velmi dlouhou evoluční dobu, než se obnoví biologická rozmanitost odpovídající původní, pokud je to možné.

Nerovnováha a biologická rozmanitost

Pokud je ekologická nerovnováha způsobena lidskou činností, má téměř vždy škodlivé účinky na biologickou rozmanitost napadeného ekosystému. Může dokonce způsobit úplné vyhynutí druhů.

Pokud je ekologická nerovnováha přirozenou vlastností společenství nebo ekosystémů, nemá to nejen žádné negativní důsledky, ale může také přispět k udržení vyšší rozmanitosti.

Například je známo, že v suchozemských a vodních komunitách, jako jsou tropické deštné pralesy nebo lesy na řasy, umožňuje nerovnováha způsobená častými a relativně silnými přírodními poruchami, jako je padající strom, přežití konkurenčně nižších druhů.

Tito kompetitivně nižší druhy za rovnovážných podmínek, například rostliny raných po sobě jdoucích fází, umožňují existenci druhů, které jsou jim přizpůsobeny, jako jsou býložravá, nektarivorní a skromná zvířata.

Tyto rostliny také vytvářejí nezbytné podmínky prostředí pro založení konkurenceschopnějších rostlin.

Nerovnováha a evoluční čas

Existují důkazy ekologické rovnováhy na všech úrovních, v prostoru a čase. Například společenství ostrovních ptáků a některé komunity hmyzu běžně žijí za zjevných podmínek dynamické rovnováhy.

Na všech těchto úrovních se však období stability často střídají s ještě delšími nestabilními obdobími. Na úrovni populace vysoká frekvence poruch životního prostředí znamená, že mnoho druhů nežije ve většině případů v ekologické rovnováze: jejich znovuzřízení může trvat roky.

Na úrovni Společenství existence volných míst často určuje neexistenci konkurence, a proto tyto druhy nežijí v ekologické rovnováze.

V evoluční době vedla existence velkého počtu volných míst způsobených masovým vyhynutím a přítomností obrovských stanovišť, která ještě nebyla kolonizována, k trvalé konfiguraci zcela nových komunit a ekosystémů. To vedlo ke zvýšení biologické rozmanitosti.

Příklady

V anglickém Rothamstedu některé rostlinné komunity nedosáhly ekologické rovnováhy déle než sto let. Důvodem je to, že většina druhů, které vznikají po narušení životního prostředí, je trvalá a velmi dlouhá životnost díky klonální reprodukci podzemními tkáněmi.

V Jižní Africe nejsou borovice vysazená před téměř dvěma sty lety semeny přinesenými z klimaticky podobných prostředí na severní polokouli napadena býložravým hmyzem a původními patogeny. Za těchto podmínek nežijí v ekologické rovnováze s původními rostlinami, které tito nepřátelé napadají.

V roce 1932 bylo na skotský ostrov Hirta (638 ha) přivedeno 107 ovcí bez lidské populace. V letech 1948, 1961–1967 a 1985–1990 se počet ovcí pohyboval mezi 600 a 1600. Množství krmiv umožňuje množení ovcí v létě. Hlad je v zimě zabíjí. Klimatická sezónnost zabraňuje dosažení ekologické rovnováhy.

Podobně v australském vnitrozemí populace červeného klokanů, i přes neustále se množící, trpí velkými výkyvy způsobenými variabilitou srážek. Časem nepředvídatelná sucha brání dosažení ekologické rovnováhy způsobením vysoké úmrtnosti těchto savců.

Jak se tomu vyhnout nebo jej udržet?

V zájmu zachování biologické rozmanitosti, podpory udržitelného rozvoje a zachování kvality životního prostředí by obecně bylo ideální změnit co nejméně situace ekologické rovnováhy nebo nerovnováhy přítomné v přírodě.

Lidstvo se vyznačuje vytvářením a udržováním rozsáhlých umělých ekosystémů postrádajících ekologickou rovnováhu. V těchto ekosystémech byly biotické složky určovány lidmi pro specifické účely, jako je zemědělská a živočišná výroba.

Oblasti zabírané zemědělskými monokulturami nebo skotem a vysazenými pastvinami patří k nejextrémnějším příkladům prostředí v ekologické nerovnováze, které planeta zná.

Neustálý růst lidské populace vyžaduje expanzi umělých ekosystémů na úkor přirozeného světa. Proto bylo navrženo, že je nutné tento růst omezit prostřednictvím vzdělávání a dobrovolného plánování rodiny.

Dalším doporučeným opatřením by bylo omezit plýtvání potravinami a podporovat spotřebu potravin rostlinného původu namísto potravin živočišného původu, protože na jednotku hmotnosti vyrobených potravin vyžaduje zemědělství méně místa než hospodářská zvířata.

Reference

1. Blonder, B., Nogues-Bravo, D., Borregaard, MK, Donoghue, JC, Jørgensen, PM, Kraft, NJB, Lessard, J.-P., Morueta-Holme, N., Sandel, B., Svenning, J.-C., Violle, C., Rahbek, C., Enquist, BJ 2015. Propojení environmentálního filtrování a nerovnováhy s biogeografií s komunitárním klimatickým rámcem. Ecology, 96, 972-985.
2. Crois, CJ, Burgess, TI, Le Roux, JJ, Richardson, DM, Pantofle, B., Wingfield, MJ 2017. Ekologická nerovnováha způsobuje hromadění hmyzích škůdců a patogenů v nepůvodních stromech. AoB Plants, 9 (1).
3. Cuddington, K. 2001. Metafora „rovnováhy přírody“ a rovnováha v populační ekologii. Biology and Philosophy, 16, 463–479.
4. DeAngelis, DL, Waterhouse, JC 1987. Koncepty rovnováhy a nerovnováhy v ekologických modelech. Ecological Monographs, 57, 1-21.
5. Grimm, V., Schmidt, E., Wissel, C. 1992. O aplikaci konceptů stability v ekologii. Ecological Modeling, 63, 143–161.
6. Looman, J. 1976. Biologická rovnováha v ekosystémech 1. teorie biologické rovnováhy. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337–448.
7. Olszewski, TD 2012. Přetrvávání vysoké diverzity v ekologicky nevyvážených ekologických komunitách: důsledky pro moderní a fosilní ekosystémy. Sborník královské společnosti B, 279, 230–236.
8. Pianka, ER 1978. Evoluční ekologie. Harper & Row, New York.
9. Zvlnění, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF, a 15 364 vědců ze 184 zemí. 2017. Varování světových vědců před lidstvem: druhé oznámení. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rohde, K. 2005. Žádná rovnovážná ekologie. Cambridge University Press, Cambridge.