WikiDer > Асимметричная конкуренция по размеру

Size-asymmetric competition

Асимметричная конкуренция по размеру относится к ситуациям, в которых более крупные люди используют непропорционально большее количество Ресурсы когда конкурирующий с более мелкими особями.[1] Этот вид соревнований распространен среди растения[2] но также существует среди животные.[3] Асимметричная по размеру конкуренция обычно возникает из-за того, что крупные индивиды монополизируют ресурс путем «упреждения». т.е. эксплуатировать ресурс до того, как более мелкие люди смогут его получить.[1] Асимметричная конкуренция по размеру имеет большое влияние на численность населения структура и разнообразие в экологические сообщества.[4][5][6][7]

Определение асимметрии размеров

Конкуренция за ресурсы может варьироваться от полной симметричной (все люди получают одинаковое количество ресурсов, независимо от их размера, также известного как схватка соревнования) от идеально симметричного размера (все особи используют одинаковое количество ресурса на единицу биомассы) до абсолютно асимметричного размера (самые крупные особи используют весь доступный ресурс). Степень асимметрии размера может быть описана параметром θ в следующем уравнении, в котором основное внимание уделяется разделению ресурса r между n индивидуумами размером Bj.[1][8]

ri относится к количеству ресурса, потребляемому индивидом i в окрестности j. Когда θ = 1, конкуренция абсолютно симметрична, например если крупная особь в два раза больше своего меньшего конкурента, крупная особь приобретет в два раза больше этого ресурса (т.е. оба человека будут использовать одинаковое количество ресурса на единицу биомассы). Когда θ> 1 конкуренция асимметрична по размеру, например если крупная особь вдвое больше своего меньшего конкурента и θ = 2, крупная особь приобретет в четыре раза больше этого ресурса (т. е. крупная особь будет использовать вдвое больше ресурсов на единицу биомассы). По мере увеличения θ конкуренция становится все более асимметричной по размеру, и более крупные растения получают большее количество ресурсов на единицу биомассы по сравнению с более мелкими заводами.

Различия в размерной асимметрии ресурсов в растительных сообществах

Конкуренция среди растений за свет асимметричен по размеру из-за направленности его подачи.[2] Выше листья затеняйте нижние листья, но не наоборот. Конкуренция за питательные вещества кажется относительно симметричным по размеру,[9] хотя была выдвинута гипотеза, что неоднородное распределение питательных веществ в почве может привести к асимметрии размеров в конкуренции между корнями.[1][10] Ничего не известно о размерной асимметрии конкуренции за воды.[1]

Последствия для растительных сообществ

Было показано, что на различные экологические процессы и модели влияет степень асимметрии размеров, например преемственность,[11] биомасса распространение[2][12] выпас отклик,[7] рост населения,[8] экосистема функционирование,[13] сосуществование[14] и видовое богатство.[4][5][6][7] Большой объем доказательств показывает, что потеря видов вследствие обогащения питательными веществами (эвтрофикация) связана с легкой конкуренцией (5, 15, 16).[5][15][16] Тем не менее, до сих пор ведутся споры о том, связано ли это явление с размерной асимметрией световой конкуренции.[5][6] или к другим факторам.[17]

Противопоставляющие предположения об асимметрии размеров характеризуют две ведущие и конкурирующие теории в области экологии растений,[6] то R * теория и Теория КСО. Теория R * предполагает, что конкуренция симметрична по размеру и, следовательно, предсказывает, что конкурентоспособность по своей природе является результатом способности выдерживать низкий уровень ресурсов (известной как R * правило).[18] Напротив, теория КСО предполагает, что конкуренция асимметрична по размеру, и поэтому предсказывает, что конкурентоспособность по своей природе является результатом способности быстро расти и достигать больших размеров.[19]

Асимметричная конкуренция по размеру влияет также на несколько эволюционный процессы, связанные с отбором признаков. На изменение высоты растения сильно влияет асимметричная световая конкуренция.[20][21] Теория предсказывает, что только в условиях асимметричной конкуренции света растения будут расти вверх и вкладывать средства в дерево производство за счет вложения в листья или в репродуктивный органы (цветы и фрукты).[20][21] В соответствии с этим есть свидетельства того, что высота растений увеличивается по мере увеличения доступности воды,[22] предположительно из-за увеличения относительной важности размерно-асимметричной конкуренции за свет. Точно так же вложения в размер семян за счет их количества могут быть более эффективной конкуренцией за ресурсы с малым размером и асимметрией, поскольку более крупные семена, как правило, дают более крупные саженцы, которые являются лучшими конкурентами.[23]Асимметричная конкуренция по размеру может быть использована при управлении растительными сообществами, например, для подавления сорняк в урожай поля.[23] Сорняки представляют собой большую проблему для фермера в засушливой, чем во влажной среде, в значительной степени потому, что зерновые культуры могут гораздо эффективнее подавлять сорняки - несимметричная по размеру конкуренция за свет, чем в условиях более симметричной по размеру конкуренции под землей.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Швиннинг, С. и Вайнер, Дж. Механизмы, определяющие степень асимметрии размеров в конкуренции между растениями. Oecologia 113 DOI: 10.1007 / s004420050397 (1998).
  2. ^ а б c Вайнер Дж. Асимметричная конкуренция в популяциях растений. Тенденции в экологии и эволюции 5, 360-364, DOI: 10.1016 / 0169-5347 (90) 90095-u (1990)
  3. ^ Бассар, Р. Д. и др. Влияние асимметричной конкуренции на историю жизни тринидадских гуппи. Письма по экологии 19, 268-278, DOI: 10.1111 / ele.12563 (2016)
  4. ^ а б Раджаниеми, Т. К. Объяснение взаимосвязи между продуктивностью и разнообразием растений. Ойкос 101, 449-457, DOI: 10.1034 / j.1600-0706.2003.12128.x (2003)
  5. ^ а б c d Лэмб, Э. Г., Кембел, С. В. и Кэхилл, Дж. Ф., младший. Стремительная, но не укорененная конкуренция снижает разнообразие сообществ в экспериментальных мезокосмах. Журнал экологии 97, 155-163, DOI: 10.1111 / j.1365-2745.2008.01454.x (2009)
  6. ^ а б c d ДеМалач Н., Заади Э., Вайнер Дж. И Кадмон Р. Размерная асимметрия конкуренции за ресурсы и структура растительных сообществ. Журнал экологии 104, 899-910, DOI: 10.1111 / 1365-2745.12557 (2016)
  7. ^ а б c Мэй Ф., Гримм В. и Елч Ф. Обратное влияние выпаса скота на разнообразие растений: роль подземной конкуренции и симметрия размеров. Ойкос 118, 1830-1843 гг., DOI: 10.1111 / j.1600-0706.2009.17724.x (2009)
  8. ^ а б Швиннинг, С. и Фокс, Г. А. Популяционно-динамические последствия конкурентной симметрии однолетних растений. Ойкос 72, 422-432, DOI: 10.2307 / 3546128 (1995)
  9. ^ Бернсон, Г. М. и Уэйн, П. М. Характеризация зависимости от размера приобретения ресурсов в густонаселенных популяциях растений. Экология 81, 1072-1085, DOI: 10.1890 / 0012-9658(2000) 081 [1072: ctsdor] 2.0.co; 2 (2000)
  10. ^ Раджаниеми, Т. К. Доказательства асимметрии размеров подземной конкуренции. Основы и прикладная экология 4, 239-247, DOI: 10.1078 / 1439-1791-00151 (2003)
  11. ^ Рис, М. и Бергельсон, Дж. Конкуренция асимметричного света и контроль основателей в растительных сообществах. Журнал теоретической биологии 184, 353-358, DOI: 10.1006 / jtbi.1996.0297 (1997)
  12. ^ Фарриор, К. Э., Болман, С. А., Хаббелл, С. и Пакала, С. В. Преобладание подавляемого: степенная структура размеров в тропических лесах. Наука 351, 155-157, DOI: 10.1126 / science.aad0592 (2016)
  13. ^ Ячи С. и Лоро М. Улучшает ли использование дополнительных ресурсов функционирование экосистемы? Модель легкой конкуренции в растительных сообществах. Письма по экологии 10, 54-62, DOI: 10.1111 / j.1461-0248.2006.00994.x (2007)
  14. ^ Onoda, Y. et al. Компромисс между эффективностью перехвата света и эффективностью использования света: последствия для сосуществования видов в односторонней световой конкуренции. Журнал экологии 102, 167-175, DOI: 10.1111 / 1365-2745.12184 (2014)
  15. ^ Отье Ю., Никлаус П. А. и Гектор А. Конкуренция за свет приводит к утрате биоразнообразия растений после эвтрофикации. Наука 324, 636-638, DOI: 10.1126 / science.1169640 (2009)
  16. ^ Borer, E. T. et al. Травоядные животные и питательные вещества контролируют разнообразие пастбищных растений посредством ограничения света. Природа 508, 517-520, DOI: 10.1038 / природа13144 (2014)
  17. ^ Harpole, W. S. & Tilman, D. Утрата видов пастбищ в результате уменьшения размера ниши. Природа 446, 791-793, DOI: 10.1038 / nature05684 (2007)
  18. ^ Тильман Д. Ресурсная конкуренция и структура сообщества. Монографии по популяционной биологии 17, 1-296 (1982)
  19. ^ Грайм, Дж. П. Доказательства существования трех основных стратегий у растений и их значение для экологической и эволюционной теории. Американский натуралист 111, 1169-1194 (1977).
  20. ^ а б Тилман Д. Растительные стратегии, динамика и структура растительных сообществ. Princeton University Press, Принстон, Нью-Джерси, США. 360. с. (1988)
  21. ^ а б Фальстер, Д. С. и Вестоби, М. Высота растений и эволюционные игры. Тенденции в экологии и эволюции 18, 337-343, DOI: 10.1016 / s0169-5347 (03) 00061-2 (2003)
  22. ^ Кляйн Т., Рэндин К. и Корнер К. Наличие воды позволяет прогнозировать высоту полога леса в глобальном масштабе. Письма по экологии 18, 1311-1320, DOI: 10.1111 / ele.12525 (2015)
  23. ^ а б Фальстер, Д. С., Молес, А. Т. и Вестоби, М. Общая модель для определения размера потомства и взрослой особи. Американский натуралист 172, 299-317, DOI: 10.1086 / 589889 (2008)