Эндемизм

Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Колодец Монтесумы в долине Верде в Аризоне содержит как минимум пять эндемичных видов, обитающих исключительно в воронке.

Эндемизм - это состояние вида, являющегося коренным для одного определенного географического местоположения, такого как остров, штат, нация, страна или другая определенная зона; организмы , которые являются коренными на место не эндемические к нему , если они также находятся в другом месте. [1] Например, капская сахарная птица обитает исключительно на юго-западе Южной Африки и поэтому считается эндемиком этой конкретной части мира. [2] Крайняя противоположность эндемичного вида - это вид с космополитическим распространением , имеющий глобальный или широко распространенный ареал. [1]

Редкий альтернативный термин для вида, который является эндемиком, - «ограничительный», который применяется к видам (и другим таксономическим уровням), которые ограничены определенной географической зоной. [3]

Этимология [ править ]

Слово эндемический от Новой Латинской endēmicus , от греческого ενδήμος, endēmos , «родной». Endēmos образовано из en, что означает «в», и dēmos, что означает «люди». [4] Это слово вошло в английский язык как заимствованное из французского endémique , и первоначально, кажется, использовалось для обозначения болезней, которые постоянно встречаются в стране, в отличие от эпидемических заболеваний, число которых резко увеличивается. . Это слово было использовано в биологии в 1872 году для обозначения вида, ограниченного определенным местом Чарльзом Дарвином . [5]

Некоторые энтомологи использовали более необычный термин «прецедент» как эквивалент «эндемизма». [3] [5] [6] Precinctive был придуман в 1900 году Дэвидом Шарпом при описании гавайских насекомых, поскольку ему было неудобно использовать слово « эндемичный » в медицинском смысле. [7] Это слово впервые было использовано в ботанике Воаном МакКоги на Гавайях в 1917 году. [8]

Обзор [ править ]

Chorus cicada ( Amphipsalta zelandica ), вид, эндемичный для Новой Зеландии.

Эндемизм в целом исключает образцы, хранящиеся людьми в ботанических садах или зоологических парках , а также популяции, интродуцированные за пределами их естественных ареалов. [ необходима цитата ] Хуан Дж. Морроне заявляет, что вид может быть эндемичным для любого конкретного географического региона, независимо от размера, таким образом, пума является эндемиком Америки, [1]однако эндемизм обычно используется только там, где есть значительные ограничения в области распространения. Не все виды являются эндемиками, некоторые виды могут быть космополитами. Не все эндемики обязательно редки - некоторые могут быть обычными там, где они встречаются. Все редкие виды не обязательно являются эндемиками, некоторые могут иметь большой ареал, но редки во всем этом ареале. [9]

Эндемизм вызван историческими и экологическими факторами. Викариантные события, вызванные дрейфующими континентами, рассеянием и исчезновением, являются некоторыми возможными историческими факторами. Экологические факторы могут объяснить нынешние ограничения на распространение. [1] Эндемичные виды особенно склонны к развитию на географически и биологически изолированных территориях, таких как острова и отдаленные островные группы, включая Гавайи , Галапагосские острова и Сокотру , [10] из-за возможности изоляции и, следовательно, эволюции посредством аллопатрического видообразования . Зяблики Дарвина на архипелаге Галапагосские острова являются примерами видов, эндемичных для островов. [необходимая цитата ]Аналогичным образом, изолированные горные районы, такие какЭфиопское нагорье,[11]или большие водоемы вдали от других озер, такие какозеро Байкал, также могут иметь высокий уровень эндемизма.[12]

Стабильность климата региона и среды обитания во времени также может способствовать высокому уровню эндемизма (особенно палеоэндемизма ), выступая в качестве убежища для видов во времена изменения климата, например, ледниковых периодов . Эти изменения могли привести к тому, что виды неоднократно ограничивали свои ареалы в этих убежищах, что приводило к появлению регионов с множеством мелких видов. [13] Во многих случаях биологические факторы, такие как низкая скорость расселения или возвращение в район нереста ( филопатрия ), могут вызывать высокую скорость видообразования у определенной группы организмов и, следовательно, у многих эндемичных видов. например, цихлиды в Восточноафриканских рифтовых озерахдиверсифицировались на гораздо больше эндемичных видов, чем другие семейства рыб в тех же озерах, возможно, из-за таких факторов. [12] Растения, которые становятся эндемичными на изолированных островах, часто имеют высокую скорость распространения и могут достигать таких островов, будучи распространенными птицами. [14]

Традиционно считалось, что микроорганизмы не являются эндемиками. Гипотеза «все повсюду», впервые высказанная на голландском языке Луренсом Г.М. Баасом Бекингом в 1934 году, описывает теорию о том, что распространение организмов размером менее 2 мм является космополитическим там, где встречаются среды обитания, поддерживающие их рост. [15]

Подтипы [ править ]

Первые подкатегории были впервые введены Клодом П.Е. Фавагером и Жюльетт Контандриопулис в 1961 году: шизоэндемики, апоэндемики и патроэндемики. [9] [16] Используя эту работу, Ледьярд Стеббинс и Джек Мейджор затем в 1965 году представили концепции неоэндемиков и палеоэндемиков для описания эндемиков Калифорнии . [17] Эндемичные таксоны также можно разделить на автохтонные, аллохтонные, таксономические реликты и биогеографические реликты. [1]

Палеоэндемизм относится к видам, которые ранее были широко распространены, но теперь ограничены меньшей территорией. Неоэндемизм относится к видам, которые возникли недавно, например, в результате дивергенции и репродуктивной изоляции [12] или в результате гибридизации [ необходима цитата ] и полиплоидии у растений [18], и не распространились за пределы ограниченного диапазона. [12]

Палеоэндемизм более или менее синонимичен понятию « реликтовый вид »: популяция или таксон организмов, которые были более широко распространены или более разнообразны в прошлом. «Реликтовая популяция» - это популяция, которая в настоящее время встречается на ограниченной территории, но первоначальный ареал которой был намного шире в предыдущую геологическую эпоху . Точно так же «реликтовый таксон» - это таксон (например, вид или другая линия), который является единственным выжившим представителем ранее разнообразной группы. [19]

Шизоэндемики, апоэндемии и патроэндемии могут быть классифицированы как типы неоэндемиков. Шизоэндемия возникает из более широко распространенного таксона, который стал репродуктивно изолированным, не становясь (потенциально) генетически изолированным - шизоэндемия имеет то же количество хромосом, что и родительский таксон, из которого она произошла. Апоэндемик - это полиплоид родительского таксона (или таксонов в случае аллополиплоидов ), тогда как патроэндемик имеет меньшее количество диплоидных хромосом, чем родственный, более широко распространенный полиплоидный таксон. [14] [18] Микио Оно ввел термин «аневэндемии» в 1991 году для обозначения видов, которые имеют больше или меньше хромосом, чем их родственники из-за анеуплоидии .[14]

Псевдоэндемии - это таксоны, которые, возможно, недавно возникли в результате мутации. Холоэндемики - это концепция, введенная Ричардсоном в 1978 году для описания таксонов, которые оставались эндемичными для ограниченного распространения в течение очень долгого времени. [9]

В статье 2000 года Майерс и де Грав предприняли дальнейшие попытки переопределить концепцию. По их мнению, все эндемично, даже космополитические виды являются эндемиками Земли, и более ранние определения, ограничивающие эндемики конкретными местами, неверны. Таким образом, подразделение неоэндемиков и палеоэндемиков не заслуживает внимания с точки зрения изучения распространения, потому что эти концепции предполагают, что эндемик имеет распространение, ограниченное одним местом. Вместо этого они предлагают четыре разные категории: холоэндемики, эвриэндемы, стеноэндемии и роэндемии. В их схеме криптоэндемики и евендемики являются дополнительными подразделениями рэндемиков. По их мнению, холоэндемик - это космополитический вид. Стеноэндемики, также известные как местные эндемики, [9]имеют ограниченное распространение и являются синонимами слова «эндемики» в традиционном смысле, тогда как эвриэндемики имеют более широкое распространение - оба они имеют более или менее непрерывное распространение. Рэндемик имеет дизъюнктивное распространение.. Если это разобщенное распределение вызвано викариантностью, то в евендемике викариантность была геологической по своей природе, например, движение тектонических плит, но в криптоэндемике дизъюнктивное распределение было связано с вымиранием промежуточных популяций. Существует еще одна возможная ситуация, которая может вызвать разделенное распространение, когда вид может колонизировать новые территории, пересекая участки неподходящей среды обитания, такие как растения, колонизирующие остров - эту ситуацию они отвергают как крайне редкую и не придумывают названия. за. Традиционно ни одна из категорий Майерса и де Граве не считалась эндемиками, за исключением стеноэндемий. [15] [20]

Почва [ править ]

Красные холмы недалеко от округа Туоламн, Калифорния: серпантинные луга

Змеевидные почвы действуют как « эдафические острова» с низким плодородием, и эти почвы приводят к высокому уровню эндемизма. [21] [22] Эти почвы встречаются на Балканском полуострове, в Турции, Альпах, на Кубе, в Новой Каледонии, в Североамериканских Аппалачах, а также на разбросанных территориях в Калифорнии, Орегоне, Вашингтоне и других местах. [23] Например, Mayer и Солтис считается широко распространенным подвидом Steptanthus glandulosus subsp. glandulosus, который растет на нормальных почвах, является палеоэндемиком, тогда как близкородственные эндемичные формы S. glandulosus, встречающиеся на участках серпентиновой почвы, являются неоэндемиками, которые недавно произошли от subsp. glandulosus .[22]

Острова [ править ]

На изолированных островах обычно развивается ряд эндемиков. [14] [24]

Горы [ править ]

Горы можно рассматривать как « небесные острова »: убежища эндемиков, потому что виды, обитающие в прохладном климате горных вершин, географически изолированы. Например, в департаменте Приморские Альпы во Франции Saxifraga florulenta - эндемичное растение, которое могло развиться в позднем миоцене и когда-то могло быть широко распространено в Средиземноморском бассейне . [25]

Сохранение [ править ]

Эндемикам будет легче оказаться под угрозой исчезновения или исчезнуть, поскольку их распространение уже ограничено. [26] Некоторые ученые утверждают, что присутствие эндемичных видов на территории является хорошим методом поиска географических регионов, которые можно считать приоритетными для сохранения. [1] [27] Таким образом, эндемизм можно изучать в качестве косвенного показателя для измерения биоразнообразия региона. [28]

Концепция поиска эндемичных видов, обитающих в одном регионе, для обозначения «горячих точек эндемизма» была впервые предложена Полем Мюллером в книге 1973 года. По его словам, это возможно только в том случае, если: 1.) таксономия рассматриваемого вида не оспаривается; 2.) распространение вида точно известно; и 3.) виды имеют относительно небольшие ареалы. [29] [30]

В статье 2000 года Myers et al . использовали стандарт, согласно которому более 0,5% мировых видов растений являются эндемиками региона, чтобы обозначить 25 географических областей мира как « горячие точки биоразнообразия ». [27]

В ответ на вышесказанное Всемирный фонд дикой природы разделил мир на несколько сотен географических « экорегионов ». Они были разработаны таким образом, чтобы включать как можно больше видов, которые встречаются только в одном экорегионе, и, таким образом, эти виды являются «эндемиками» этих экорегионов. [12]

Другие ученые утверждали, что эндемизм не является подходящей мерой биоразнообразия , потому что уровни угрозы или биоразнообразия на самом деле не связаны с районами высокого эндемизма. При использовании в качестве примера видов птиц было обнаружено, что только 2,5% очагов биоразнообразия связаны с эндемизмом и находящейся под угрозой природой географического региона. [1] [31] Подобная закономерность была обнаружена ранее в отношении млекопитающих, пчел Lasioglossum , бабочек Plusiinae и бабочек-парусников в Северной Америке: эти разные группы таксонов не коррелировали географически друг с другом в отношении эндемизма и разнообразия видов. Особенно использование млекопитающих в качестве флагманского видаоказалась неэффективной системой выявления и защиты районов с высоким биоразнообразием беспозвоночных. [32] В ответ на это, другие ученые снова защитили концепцию, используя экорегионы WWF и рептилий, обнаружив, что большинство эндемиков рептилий встречается в экорегионах WWF с высоким биоразнообразием. [28]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г Morrone, Juan J. (2008). Энциклопедия экологии . 3 (2-е изд.). Эльзевир. С. 81–86. DOI : 10.1016 / B978-0-444-63768-0.00786-1 .
  2. Райли, Адам (13 декабря 2011 г.). «Эндемичные птицы Южной Африки» . 10000 птиц . Адам Райли . Дата обращения 9 декабря 2020 .
  3. ^ а б Энциклопедия энтомологии . Дордрехт: Спрингер. 2004. DOI : 10.1007 / 0-306-48380-7_3391 . ISBN 978-0-306-48380-6.
  4. ^ "Эндемик" . Reference.com . Проверено 6 декабря 2014.
  5. ^ а б Франк, JH; Маккой, Эд (март 1990 г.). «Эндемии и эпидемии шибболетов и прочего, порождающего хаос» . Энтомолог из Флориды . 73 (1): 1–9. JSTOR 3495327 . 
  6. ^ Франк, JH; Маккой, Эд (март 1995 г.). «Виды насекомых-вредителей Флориды» . Энтомолог из Флориды . 78 (1): 21–35. DOI : 10.2307 / 3495663 . JSTOR 3495663 . 
  7. Sharp, Дэвид (1900). «Жесткокрылые. I. Coleoptera Phytophaga». Fauna Hawaiiensis, будучи наземной фауной Гавайских островов . 2, часть 3. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 91–116. Я использую слово «охраняемые» в смысле «ограниченные обсуждаемой областью» ... «охраняемые формы» означают те формы, которые ограничены указанной областью.
  8. ^ MacCaughey, Vaughan (август 1917). «Обзор гавайской наземной флоры». Ботанический вестник . LXIV , (2): 92. DOI : 10,1086 / 332097 . S2CID 83629816 . 
  9. ^ a b c d Бхан, Прекша. «Эндемики: типы, характеры и теории» . Дата обращения 9 декабря 2020 .
  10. ^ Кир G, Крефт Н, Ли ТМ, Jetz Вт, Ibisch PL, Новицки С, Mutke Дж, Barthlott Вт (июнь 2009 г.). «Глобальная оценка эндемизма и богатства видов в островных и континентальных регионах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (23): 9322–7. Bibcode : 2009PNAS..106.9322K . DOI : 10.1073 / pnas.0810306106 . PMC 2685248 . PMID 19470638 .  
  11. ^ Steinbauer MJ, Field R, Grytnes JA, Trigas P, Ah-Peng C, Attorre F и др. (2016). «Изоляция, обусловленная топографией, видообразование и глобальный рост эндемизма с высотой» (PDF) . Глобальная экология и биогеография . 25 (9): 1097–1107. DOI : 10.1111 / geb.12469 .
  12. ^ a b c d e Martens, K .; Сегерс, Х. (2009). «Эндемизм в водных экосистемах». Энциклопедия внутренних вод . Академическая пресса. С. 423–430. DOI : 10.1016 / B978-012370626-3.00211-8 . ISBN 9780123706263.
  13. Harrison S, Noss R (январь 2017 г.). «Горячие точки эндемизма связаны со стабильными климатическими рефугиумами» . Летопись ботаники . 119 (2): 207–214. DOI : 10.1093 / Aob / mcw248 . PMC 5321063 . PMID 28064195 .  
  14. ^ a b c d Оно, Микио (1991). «Флора островов Бонин (Огасавара): эндемизм и режимы распространения» . Алисо . 13 (1): 95–105. DOI : 10.5642 / aliso.19911301.04 . Проверено 10 декабря 2020 .
  15. ^ a b Уильямс, Дэвид (январь 2011 г.). «Историческая биогеография, микробный эндемизм и роль классификации: все эндемично» . В Фонтането, Диего (ред.). Биогеография микроорганизмов. Везде все мелкое? . Издательство Кембриджского университета. С. 11–32. DOI : 10.1017 / CBO9780511974878.003 . ISBN 9780511974878.
  16. ^ Contandriopoulos, J .; Кардона и Флорит, Милениак А. (1984). "Caractère original de la flore endémique des Baléares" . Botanica Helvetica (на французском языке). 94 (1): 101–132. ISSN 0253-1453 . Проверено 27 ноября 2020 года . 
  17. ^ Стеббинс, Г. Ледьярд; Майор, Джек (1965). «Эндемизм и видообразование во флоре Калифорнии». Экологические монографии . 35 (1): 2–35. DOI : 10.2307 / 1942216 . JSTOR 1942216 . 
  18. ^ а б «Эндемизм» . Альпеколь . Цюрихский университет , географический факультет. 29 августа 2011г . Дата обращения 9 декабря 2020 .
  19. ^ Habel, Ян С .; Ассманн, Торстен; Шмитт, Томас; Avise, Джон С. (2010). «Реликтовые виды: из прошлого в будущее» . В Хабель, Ян Кристиан; Ассманн, Торстен (ред.). Реликтовые виды: филогеография и биология сохранения . Берлин: Springer-Verlag. С. 1–5. ISBN 9783540921608.
  20. ^ Майерс, Алан А .; де Грав, Сэмми (декабрь 2000 г.). «Эндемизм: истоки и последствия» . Vie et Milieu . 50 (4): 195–204 . Проверено 10 декабря 2020 .
  21. ^ Anacker, Brian L. (февраль 2014). «Природа змеевидного эндемизма». Американский журнал ботаники . 101 (2): 219–224. DOI : 10,3732 / ajb.1300349 . PMID 24509800 . 
  22. ^ а б Майер, Майкл С .; Солтис, Памела С. (октябрь 1994 г.). "Эволюция змеиных эндемиков: филогения хлоропластной ДНК комплекса Streptanthus glandulosus (Cruciferae)". Систематическая ботаника . 19 (4): 557–74. DOI : 10.2307 / 2419777 . JSTOR 2419777 . 
  23. ^ Kruckeberg, Arthur R (2002). Геология и растительный мир: влияние форм рельефа и типов горных пород на растения . Сиэтл: Вашингтонский университет Press. ISBN 978-0-295-98203-8. OCLC  475373672 .[ требуется страница ]
  24. ^ Карлквист, Шервин (1974). Островная биология . Нью-Йорк: Колумбийский университет. С. 19, 34, 35 . Проверено 10 декабря 2020 .
  25. Приходит, Ганс Петер (1 сентября 2004 г.). «Средиземноморский регион - точка биогеографических исследований растений». Новый фитолог . 164 (1): 11–14. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01194.x .
  26. ^ Fritz, SA; Бининда-Эмондс, ORP; Первис, А. (15 мая 2009 г.). «Географические вариации предикторов риска исчезновения млекопитающих: большой - это плохо, но только в тропиках» . Письма об экологии . 12 (6): 538–549. DOI : 10.1111 / j.1461-0248.2009.01307.x . PMID 19392714 . 
  27. ^ a b Майерс, Норман; Mittermeier, Russell A .; Mittermeier, Cristina G .; да Фонсека, Густаво А.Б.; Кент, Дженнифер (февраль 2000 г.). «Горячие точки биоразнообразия для приоритетов сохранения». Природа . 403 (6772): 853–858. Bibcode : 2000Natur.403..853M . DOI : 10.1038 / 35002501 . PMID 10706275 . S2CID 4414279 .  
  28. ^ a b Медоуз, Робин (29 июля 2008 г.). «Эндемизм как суррогат биоразнообразия» . Сохранение . Вашингтонский университет . Проверено 21 марта 2019 .
  29. Мюллер, Пауль (11 октября 1973). Центры расселения наземных позвоночных в неотропической области: исследование эволюции неотропической биоты и ее природных ландшафтов . Гаага: W. Junk.
  30. ^ Морроне, Хуан Дж. (1994). «О выявлении ареалов эндемизма» (PDF) . Систематическая биология . 43 (3): 438–441. DOI : 10.1093 / sysbio / 43.3.438 . Архивировано из оригинального (PDF) на 2012-04-03 . Проверено 30 августа 2010 .
  31. ^ Орм, К. Дэвид Л .; Ричард Г., Дэвис; Берджесс, Малькольм; Эйгенброд, Феликс; Пикап, Никола; Олсон, Валери А .; и другие. (Август 2005 г.). «Глобальные горячие точки разнообразия видов несовместимы с эндемизмом или угрозой». Природа . 436 (7053): 1016–1019. Bibcode : 2005Natur.436.1016O . DOI : 10,1038 / природа03850 . PMID 16107848 . S2CID 4414787 .  
  32. ^ Керр, Джереми Т. (октябрь 1997 г.). «Видовое богатство, эндемизм и выбор территорий для сохранения» (PDF) . Биология сохранения . 11 (55): 1094–1100. DOI : 10.1046 / j.1523-1739.1997.96089.x . JSTOR 2387391 . Архивировано из оригинального (PDF) 09.08.2017 . Проверено 30 августа 2010 .  

Внешние ссылки [ править ]