Temporal resolution of birth rate analysis in zooplankton and its implications for identifying strong interactions in ecology

Polishchuk, L.V.; Kasparson, A.A.

Авторы: Polishchuk Leonard V., Kasparson Anna A.
Журнал: Ecology and evolution
Том: 13
Номер: 7
Год издания: 2023
Издательство: Blackwell Pub. Ltd.
Местоположение издательства: [Oxford], England
Номер статьи: e10341
DOI: 10.1002/ece3.10341
Аннотация: Аннотация на русском языке: Развивая классическое определение экологии по Геккелю, экологию можно определить как науку о сильных и слабых взаимодействиях между организмами и средой; поэтому задача выявления сильных (по-другому, управляющих) взаимодействий является одной из важнейших в экологии. Сильных взаимодействий немного и даже, исходя из правила минимума Либиха, возможно, только одно, однако найти его удается далеко не всегда. Одной из причин этих трудностей может быть характерная для экологических систем временная динамика, когда на одном временном отрезке сильно действует один фактор, а на следующем - уже другой. Если методам, с помощью которых мы пытаемся найти сильные взаимодействия, не хватает разрешающей способности, т.е. они применяются к слишком длинным (точнее, недостаточно коротким) интервалам, то происходит неизбежное усреднение по времени, и сильное взаимодействие выявить не удается. В результате возникает расхожее - и, согласно правилу Либиха, неверное! - представление, что "все зависит от всего". Приведенное рассуждение показывает, что для выявления сильных взаимодействий необходимо исследовать разрешающую способность метода. В качестве частного примера решения этой общей задачи в настоящей работе изучен один конкретный метод - анализ вкладов в рождаемость, предназначенный для выявления эффектов хищников и пищи в популяциях зоопланктона, прежде всего ветвистоусых ракообразных. Метод применен к популяции рачка босмины, населяющей небольшое озеро в окрестностях ББС МГУ. В озере практически нет хищников-планктофагов, так что разрешающую способность метода оценивали в ситуации эффекта пищи. Путем сравнения результатов анализа рождаемости в изученной популяции с результатами, которые были получены ранее в контролируемых лабораторных экспериментах, показано, что разрешающая способность метода примерно равна времени генерации босмины, а последняя, по-видимому, соответствует «времени жизни» сильного взаимодействия. Таким образом, метод позволяет выявить эффект пищи «на лету», «поймать» его в течение интервала времени, когда он действительно существует. Высказано предположение, что указанное свойство, разрешающая способность метода примерно равная времени жизни сильного взаимодействия, является желательным для любого метода, предназначенного для выявления сильных взаимодействий. Ключом к выявлению сильных взаимодействий и тем самым решению одной из важнейших задач экологии может быть адекватная разрешающая способность применяемых методов. Expanding on Haeckel’s classical definition, ecology can be defined as the study of strong and weak interactions between the organism and the environment; hence the need for identifying strong interactions as major drivers of population and community dynamics. The solution to this problem is facilitated by the fact that the frequency distribution of interaction strengths is highly skewed, resulting in few or, according to Liebig’s law of the minimum, just one strong interaction. However, a single strong interaction often remains elusive. One of the reasons may be that, due to the ever-present dynamics of ecological systems, a single strong interaction is likely to exist only on relatively short time intervals, so methods with sufficient temporal resolution are required. In this paper, we study the temporal resolution of contribution analysis of birth rate in zooplankton, a method to assess the relative strength of bottom-up (food) versus top-down (predation) effects. Birth rate is estimated by the Edmondson-Paloheimo model. Our test system is a population of the cladoceran Bosmina longirostris inhabiting a small northern lake with few planktivorous predators, and thus likely controlled by food. We find that the method’s temporal resolution in detecting bottom-up effects corresponds well to the species’ generation time, and the latter seems comparable to the lifetime of a single strong interaction. This enables one to capture a single strong interaction “on the fly”, right during its time of existence. We suggest that this feature, the temporal resolution of about the lifetime of a single strong interaction, may be a generally desirable property for any method, not only the one studied here, intended to identify and assess strong interactions. Success in disentangling strong interactions in ecological communities, and thus solving one of the key issues in ecology, may critically depend on the temporal resolution of the methods used.
Добавил в систему: Полищук Леонард Владимирович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных

Temporal resolution of birth rate analysis in zooplankton and its implications for identifying strong interactions in ecologyстатья Исследовательская статья

Прикрепленные файлы