Что такое нишевое строительство?
Создание ниши - это термин, используемый для обозначения процесса, посредством которого конкретный организм изменяет свою окружающую среду. Эти изменения могут быть либо физическим изменением окружающей среды, либо изменениями, которые происходят, когда организм покидает свою среду обитания. Такие чередования включают создание тени и строительство гнезд и нор. Эволюция через построение ниши может произойти, если модификации влияют на давление естественного отбора. Антропологи и биологи давно признали, что животные широко меняют свою среду обитания и что этот процесс до крайности применяется людьми. Сам термин был введен в 1988 году Джоном Одлинг-Сми, оксфордским биологом, который стремился включить это явление в эволюционный процесс.
Описание
Изменяя свое окружение, организмы изменяют давление отбора, действующее как на настоящее, так и на будущие поколения конкретного организма. Изменения создают ряд преимуществ для конструктора, хотя шансы на выживание могут и не увеличиться. Процесс будет считаться созданием ниши, если он удовлетворяет трем критериям. Во-первых, организм должен существенно изменить среду обитания. Во-вторых, модификации должны оказывать влияние на давление отбора на конкретный организм-реципиент. В-третьих, эволюционная реакция также должна существовать по крайней мере у одного реципиента, вызванная изменением окружающей среды. Группа биологов недавно утверждала, что этот процесс так же важен для эволюции, как и естественный отбор, предполагая, что, когда организм изменяет свое окружение, эта модификация вызывает сдвиг в признаках, которые ищет естественный отбор. Последствия строительства ниш особенно заметны в ситуациях, когда изменения окружающей среды сохраняются в течение нескольких поколений. Эта ситуация называется экологическим наследованием, когда организмы наследуют не только гены от своих предков, но и измененную окружающую среду. Разработчик ниши может претендовать на звание экосистемного инженера, а может и не претендовать.
Строительство ниши с помощью Бобров
Бобры широко известны как экосистемные инженеры, и они очаровывают людей строительством плотин, каналов и домиков. Это животное является полуводным грызуном и вторым по величине среди грызунов в мире. Присутствие этого грызуна в основном ограничено в Северной Америке. Бобры строят плотины на ручьях и реках, после чего они возводят свои дома, называемые домиками, в получившемся пруду. Кроме того, бобры создают каналы для перемещения тех строительных материалов, которые сложно транспортировать по суше. Бобры сначала устанавливают вертикальные шесты, затем размещают ветви горизонтально крест-накрест. Промежутки между ветвями заполняются грязью и сорняками до тех пор, пока плотина не соберет достаточно воды, чтобы окружить домик. Бобровые плотины строятся для защиты от таких хищников, как медведи, койоты и волки, а также для обеспечения легкого доступа к пище зимой. Бобры известны как плодовитые строители, и они работают по ночам. Животные могут построить ряд плотин по всей реке. В процессе строительства своих плотин бобры удаляют загрязняющие вещества и отложения из водоемов. Однако животные способствуют вырубке лесов и влияют на структуру корней и почвы, а также на распределение воды.
Другие примеры конструкторов ниш
Лимонные муравьи представляют собой еще один любопытный случай построения ниши. Эти виды обитают в стволах амазонских деревьев Duroia hirsuta. Эти деревья особенно распространены в Перу. Затем муравьи убивают окружающие деревья, используя муравьиную кислоту, чтобы сохранить деревья дуройи. Муравьи - единственные известные насекомые, которые используют муравьиную кислоту в качестве гербицида. Муравьи могут жить на больших полянах, называемых садами дьявола, биологическое разнообразие которых ограничено по сравнению с окружающей местностью. Таким образом, деятельность муравьев изменяет лесную экосистему. Дождевые черви - еще один пример конструкторов ниш. Эти существа обитают в почве, и когда они двигаются, они нагнетают воздух через туннели, которые они создают. Эта деятельность перемешивает и аэрирует почву и способствует минерализации питательных веществ и их последующему усвоению растительностью. Некоторые виды дождевых червей перемещаются на поверхность для выпаса скота, поскольку органическое вещество там содержится в более богатых почвах, и при этом они смешивают поверхностную почву с минеральной почвой. Эта смесь обладает высокой плодородностью, и фермеры радуются присутствию дождевых червей. Действия дождевых червей дополнительно превращают большие куски органического вещества в богатый гумус. Эти существа также влияют на химический состав почвы, поскольку их слепки содержат минералы, такие как азот, калий и фосфаты. Этот сдвиг в химическом составе почвы способствует повышению приспособленности популяции организма. Новая химическая структура почвы, вызванная действиями существа, также благоприятна для роста ближайших видов растений.
Воздействие на организмы
Организмы могут оказывать существенное влияние на окружающие территории. Конструкция ниши может влиять на давление естественного отбора, оказываемое на конструктора ниши. Одним из хороших примеров такого сценария является обыкновенная птица кукушка. Эти птицы научились паразитировать на других птицах, откладывая яйца в гнезда других видов. Птица приспособилась к этой деятельности благодаря короткому времени инкубации своих яиц. Это необходимо для того, чтобы яйца быстро вылупились, чтобы цыпленок вытолкнул яйца, принадлежащие другим видам, и таким образом устранил конкуренцию за внимание родителей. Далее птенец имитирует зов нескольких молодых птенцов, так что родители возвращаются с кормом, достаточным для целого выводка. Построение ниши также может быть использовано для описания того, как изменения, внесенные одним индивидуумом, могут повлиять на эволюционный путь последующих поколений. Эта ситуация также может означать, что эволюция других видов в контексте измененной ниши также будет подвержена влиянию. Этот процесс также затронет те организмы, которые непосредственно взаимодействуют с конструкторами ниши, что является мутуализмом. Исследования показали, что существа, подвергающиеся построению ниши, могут переопределять внешние источники отбора для создания других эволюционных путей. Эти пути могут привести к непредвиденным последствиям. Популяции, которые наследуют измененные места обитания, могут либо продолжать эволюционировать, либо адаптироваться аналогичным образом к своим предкам, отсутствие какой-либо идентифицируемой эволюционной реакции на естественный отбор в течение нескольких поколений, либо проявлять внезапную реакцию на новый измененный отбор.
Текущее состояние
Концепция строительства ниши все еще остается спорной. Скептики утверждают, что аспекты теории построения ниши (NCT) исследовались в течение многих десятилетий до появления этого термина и что к тем же предсказаниям можно прийти, используя стандартную эволюционную теорию. Скептики далее утверждают, что это явление не является отдельной эволюционной теорией. Сторонники NCT предлагают расширенный эволюционный синтез. Лаубихлер и Юрген, 2015 утверждают, что NCT предусматривает изучение более широкого спектра эволюционных явлений.
