Frugtbare langelever • Alexey Opaev • Populære videnskabsopgaver på "Elements" • Biologi

Prolific langliver

opgave

Fuglearterne i tropiske og tempererede breddegrader adskiller sig i en række funktioner i livscyklusen. I troperne er levetiden længere, og koblingens størrelse er mindre i forhold til de nordlige halvkugles tempererede breddegrader. Darwinfinker, der bor på Galapagosøerne nær ækvator, er præget af en original kombination: stor murværkstørrelse og længere levetid. Det er kendt, at Galapagos er påvirket af El Nino. Dette fører til, at tørre og våde år veksler her uregelmæssigt. I våde år foder til ruller og deres kyllinger, selvfølgelig mere. hvordan El-Nino fænomen og ø livsstil fører til disse træk af finches?


hjælpe

Overvej hvordan levestandarden for fugle i troperne og tempererede breddegrader er forskellige, og hvordan disse betingelser er "kombineret" i Galapagos.


beslutning

Før du specifikt svarer på problemet (se særskilt afsnit nedenfor), skal du overveje de yderligere data, der er nødvendige for en bedre forståelse af løsningen.

Forskelle i livscyklusserne for tropiske fugle og tempererede breddegrader

I mange tropiske biocenoser er der tørre og våde perioder.I troperne på den nordlige halvkugle varer den våde periode fra maj til november. Ved ækvator er der to tørre og våde årstider om året. På trods af dette er der foder til fugle året rundt. Derfor er tropiske fugle hovedsagelig afgjort. Undtagelserne er nogle fruktoyady begår små migreringer. Da der er tilstrækkelig mad i mange perioder af året, er fugleperioden for tropiske fugle meget lang. Ikke desto mindre er det i frugtspopulationer oftest begrænset til tørsæsonen og i insektende arter til en våd. I disse perioder svarer den tilsvarende mad mest. Disse og nogle andre træk fører til, at tropiske arter og fugle af tempererede breddegrader på den nordlige halvkugle afviger. Der er tre hovedforskelle i livscyklusen:

1. Høje hævning reden. I troperne er der ofte observeret rede for rovdyr. Ofte dør 80% eller mere af reden på denne måde. I tempererede breddegrader er denne indikator ikke så høj og udgør normalt 40-50% (figur 1). Det er normalt, at disse forskelle skyldes det faktum, at der i troperne er flere mangfoldigheds- og rovdyrnumre.

Fig. 1. Hyppigheden af ​​nestgræsning af rovdyr i tropiske arter og tempererede breddegrader. Kun 25 arter.Billede fra bogen: B.J.M. Stutchbury, E.S. Morton, 2001. Gedragsøkologi af tropiske fugle

2. Høj overlevelsesrate for voksne fugle. Overlevelse – i dette tilfælde sandsynligheden for at overleve indtil næste år – er højere i troperne. Ofte er det 0,8-0,9, hvilket fører til lang levetid. Mange fugle her lever op til 10 år eller mere. Og i tempererede breddegrader er disse tal næsten to gange mindre, og levetiden er kun få år. Og det gælder også relaterede arter. For eksempel, data analyse af genstridninger af slægten Turdus viste, at i tropiske arter er overlevelsesraten 0,76-0,85, og i nordlige former er det kun 0,56 (R. Ricklefs, 1997. Sammenligningsdemografi af verdensbefolkningen). Høj overlevelse i troperne er sandsynligvis forbundet med en stillesiddende livsstil. Tilbringe en betydelig del af tiden inden for et velkendt område med et mere eller mindre konstant klima, tropiske fugle udsættes ikke for farerne ved migration og / eller foder i den kolde årstid.

3. Murstørrelse. Det hyppigste lægning af tropiske fugle er 2 æg. Og i tempererede breddegrader på den nordlige halvkugle – normalt 4-6 æg. Vi taler om åbne nestende arter. I fugle, der ligger i huse (huler, huller), er æg sædvanligvis noget større, men tendensen fortsætter stadig. En tendens er også afsløret, når man sammenligner nært beslægtede arter, som f.eks. Tilhører samme familie eller slægt (fig. 2).Skønt forskellene i koblingsstørrelse sandsynligvis skyldes flere faktorer, er en af ​​de vigtigste faktorer manglen på mad. Selv om mad er tilgængelig i troperne hele året rundt, er mængden mindre end det sker i foråret i tempererede breddegrader. Især fodrer tropiske arter deres kyllinger sjældnere (sammenlignet med fugle af tempererede breddegrader). Dette bestemmer den langsomme vækst af tropiske kyllinger. Så tropiske fugle kan ofte ikke foder flere kyllinger.

Fig. 2. Forholdet mellem murstørrelse og breddegrad af arter fra Tyrann-familien (Tyrannidae) og havregrynssegmentet (Emberiza). Billede fra bogen: B.J.M. Stutchbury, E.S. Morton, 2001. Gedragsøkologi af tropiske fugle

Klimaet i Galapagosøerne

Galapagosøerne (figur 3) er placeret i Stillehavet nær ækvator. På sydamerikas kyst er Ecuador nærmest dem. De er under påvirkning af den peruanske strøm, der bærer koldt vand fra syd langs sydvestkysten af ​​Sydamerika. I Peru, i nærheden af ​​ækvator, vender strømmen mod vest. På grund af koldstrømmen i dette område observeres opvelling, det vil sige stigningen af ​​koldt dybt vand beriget med næringsstoffer. Dette bestemmer produktiviteten af ​​lokale marine økosystemer. Fisk fangster ud for Perus kyst, for eksempel er blandt de rigeste i verden.Men en gang om få år er der et fænomen kaldet El Niño. I årene med El Nino skifter regionen af ​​opvarmede nær-overfladevand mod øst, og opvejen går langsommere. Dette afspejles i klimaet. Den største indflydelse ved en sådan lokal opvarmning af vand er, at fordampningen stiger, og derfor falder mere nedbør. Derfor er årene med El Nino i Galapagos våde.

Fig. 3. Udsigt over øen Daphne. Det var her, at Grant-parret samlede det materiale, der blev betragtet som svar på problemet. Billeder fra jetsytravels.com

Generelt er klimaet i Galapagos tørt. I årene La Nina (modsat El Nino) er der lidt grøn vegetation. Få planter bærer frugt, nogle blomster og frugter og dermed insekter. Alt ændrer sig med ankomsten af ​​El Nino.

Galapagos Reels

Darwin finches (figur 4) er flere slægter og omkring to dusin fuglearter, der befinder sig i Galapagosøerne. Blandt evolutionære biologer er de almindeligt kendt. For det første er det et af de klassiske eksempler på adaptiv stråling på øerne. Han blev brugt i hans værker af Charles Darwin, disse synspunkter blev derefter detaljeret af David Lack.Og senere blev Darwin finches genstand for mange års forskning af ægtefællerne Peter og Rosemary Grant, som formåede at finde ud af mange spændende spørgsmål om udviklingen af ​​disse fugle. Nogle resultater kan læses på "Elements" (det genetiske grundlag for den hurtige evolutionære forandring i Darwins hjulets størrelse, 04/25/2016; de evolutionære og økologiske processer kan forekomme lige hurtigt og påvirke hinanden den 08.02.2011; Darwin-rullernes mangfoldighed reduceres på grund af for interspecifik hybridisering, 03/24/2014; Speciation på forskellige øer følger parallelle stier, 15. marts 2007).

Fig. 4. Kaktusmænd (Geospiza skandiner, venstre) og midten (G. fortisa) grundruller Billeder fra timeshighereducation.com og mangoverde.com

Men tilbage til indflydelsen af ​​Galapagos klima på livet af finches. Frø udgør den vigtigste mad hos voksne fugle i den ikke-avlsperiode. I nesteperioden, som falder sammen med den aktive vækstsæson, forbruger finkene frivilligt insekter. De fodrer deres kyllinger. Det er derfor ikke overraskende, at nestingen er tæt forbundet med regnperioden og som regel stimuleres af dets udbrud.

Årene El Nino og La Nino skifter dramatisk i mængden af ​​nedbør.De registrerede lows og højder er som følger: I 1988 (La Nino) på Daphne Island (Daphne Major, Galapagos Islands) faldt kun 1 mm regn, og i 1983 (El Nino) – 1359 mm!

Ruller reden ikke hvert år, men primært i årene af El Nino. Så 40 års observationer på øen Daphne gav sådanne resultater. I 10 sæsoner blev 40 udlejninger slet ikke optaget. Og i 44% af alle årstider levede ikke en enkelt ung hjuls (hvis mindst en af ​​dem var født) indtil næste år. Dette er årene med La Nino. Og i årene med El Nino formår nogle par at vokse op til 8 brød pr. År! Forbindelsen af ​​avlssuccesen for to arter af finches på Daphne Island med årlig nedbør er illustreret i fig. 5 og 6.

Fig. 5. Antallet af nestende individer gennemsnit (Geospiza fortis) og kaktus (G. scandens) Jordfinker på Daphne Island (Galapagosøerne) i 1976-1991. Billede fra bogen: P. R. Grant, R. Grant, 2014. 40 års evolution. Darwin Finches på Daphne Major Island

Svaret på problemet

Så hvad er de usædvanlige træk ved livscykluserne for darwinistisk finch? Faktum er, at nogle egenskaber i Galapagos økologisk ligner tempererede breddegrader, og andre – troperne. Hvordan det påvirker finches vil blive forklaret nedenfor.

1. Stor murværk størrelse. I årene La Nino har få ynglepar små koblinger – 2-3 æg.Og i løbet af El Niño, når alle eller de fleste af fuglene yngler i murværket er normalt mindst 4-5 æg (fig. 6). Det er det samme som i fugle med tempererede breddegrader. Dette skyldes, at maden er dramatisk rigelig, og du kan fodre mange kyllinger. Dette er hvad der sker i tempererede breddegrader i foråret, når lokale fugle reden. Og det er ikke tilfældet i troperne, hvor de årlige variationer er små. Hvorfor fører abrupte udsving i fødevarens overflod til det midlertidige overskud? Fordi den samlede befolkning generelt er sådan, at den kan overleve med et fald i fødevareressourcer, hvilket helt sikkert sker snart. I de stabile troper er dette ikke observeret. Således er de skarpe inter-årlige udsving i den overflod af mad (sammen med hjemmehørende fugle) tillader finker til at holde i gode år et stort murværk. Og i den ugunstige, når lægningen er lille, næsten ingen reder. Så store koblinger er typiske for disse fugle.

Fig. 6. Forholdet mellem antallet af kød (per kvindelige) og koblingens størrelse med den gennemsnitlige årlige nedbør (Geospiza fortis) og kaktus (G. scandens) Earthen finches på Daphne Island (Galapagos Islands). Årene El Nino er vist grøn. Billede fra bogen: P. R. Grant, R. Grant, 2014.40 års evolution. Darwin Finches på Daphne Major Island

2. Større voksen overlevelse. Levevilkårene i Galapagosøerne er tættere på troperne – og på nogle måder endnu bedre. For det første er fincherne afgjort. Dette eliminerer mulig død under vanskelige migreringer. Og for det andet, som det generelt er karakteristisk for mange øer, er der overraskende få rovdyr i Galapagos. Begge disse træk fører til en stigning i overlevelsen af ​​voksne (og den anden også til en lav hyppighed af redenen). Som følge heraf er det ikke så svært at møde en 10-årig finch (figur 7). Det vil sige, forventet levealder – som i troperne. Og i tempererede breddegrader lever fugler af samme størrelse (ca. fra en spurv) ofte kun få år (2-3 år). Således er ca. halvdelen af ​​avlsfuglene i befolkninger af små forbigående af tempererede breddegrader normalt individer i det sidste år af fødslen (en-årig).

Fig. 7. Overlevelse af forskellige kohorter (fugle født i forskellige år: 1978, 1983 og 1987) af en gennemsnitlig jordfinne på Daphne Island. Billede fra bogen: P. R. Grant, R. Grant, 2014. 40 års evolution. Darwin Finches på Daphne Major Island


efterskrift

Ovenfor talte vi om at sammenligne troperne og tempererede breddegrader på den nordlige halvkugle. Men der er moderate breddegrader og syd for ækvator. Dette er den sydlige del af Sydamerika og Australien.Hvordan går det derhen? Det viser sig, at fuglene der bor der generelt ligner tropiske i deres livscyklus. De lever også længe og har små koblinger. Forklaringen af ​​dette tilsyneladende paradoksale fænomen ligger i klimatiske træk.

Faktum er, at de vigtigste dele af landmassen af ​​kontinenter Sydamerika og Australien ligger i eller nær det tropiske bælte. Dette reducerer det kontinentale klima dramatisk. Som følge heraf er forskellene i årstiderne ikke så lyse her som i de samme breddegrader på den nordlige halvkugle. Betingelserne er mere stabile end og ligner troperne. Men selvfølgelig kun i et vist omfang. Især vandrer mange fugle fra det sydlige Australien til vinteren nordpå, hvor det er varmere. Men migranter er ikke meget lange, både i tid og i afstand. Og ikke sammenlignelige med de lange fly af vores fugle.

Alle givne data tillader en konklusion. Faktisk er funktionerne hos fugle på den nordlige halvkugle, bedst studeret, ikke normen for denne gruppe. A er den norm, der er typisk for tropiske fugle og dem der bor på den sydlige halvkugle.

kilder:
1) Peter R. Grant & B. Rosemary Grant. 40 års evolution.Darwin Finches på Daphne Major Island // Princeton: Princeton University Press. 2014. 400 s.
2) Bridget J.M. Stutchbury og Eugene S. Morton. Adfærdsmæssige økologi af tropiske fugle // San Diego (Californien): Academic Press. 2001 165 s.
3) Thomas E. Martin. Temperate birds: hvad ved vi virkelig? // Journal of avian biology. 1996. V. 27. nr. 4. s. 263-272.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: