존재론적 틈새 이동

Ontogenetic niche shift
개구리에서 나타나는 변형은 존재론적 틈새 이동의 많은 예들 중 하나이다.

존재론적 틈새 이동(약칭 ONS)[1]은 생물(대개 동물)이 존재론적(개발) 과정에서 식생활이나 서식지를 바꾸는 생태적 현상이다.[2] 존재론적 틈새의 이동 동안에 개인의 생태학적 틈새의 넓이와 위치가 바뀐다.[3] TAXON의 복수의 개체 생성에 대한 틈새 이동의 몇가지 종류를 보여 주는 것 알려진 가장 유명한 대표들 생선(소위 민물 바다 물회 유어류의 소금물, 민물의 breeding[2]을 목적으로 예를 들어 이동)곤충,( 다른 삶의 단계 사이에 애벌레, 번데기 그리고 imago[2] 같은 예를 들어 변태.), 양서류 올챙이에서(예:변태. ad에초개구리[2]([4]초개구리. 틈새 이동은 유전적으로 결정되는 동시에 되돌릴 수 없는 것으로 생각된다.[5] ONS의 중요한 측면은 인구의 다른 단계(예: 다양한 연령 또는 크기의)의 개인이 다른 종류의 자원 및 서식지를 이용한다는 사실이다.[6][7] 이 용어는 생물학자 얼 이에 의해 1984년 논문에서 소개되었다. 베르너와 제임스 F. 길리암.[1][8]

특성.

존재론적 틈새 변화는 유전적으로 결정되는 동시에 되돌릴 수 없는 것으로 생각된다.[5] 복잡한 자연 시스템에서 ONS는 개인의 일생 동안 여러 번 발생한다(일부 예에서는 존재론적 틈새 이동이 지속적으로 발생할 수 있다).[4] 존재론적 틈새 변화는 종에 따라 다양하다; 어떤 종에서는 거의 눈에 띄지 않고 점진적으로 변화한다(예를 들어 포유류와 파충류에서 식생활의 변화나 크기의 변화), 다른 종에서는 명백하고 갑작스럽다(곤충의 변이, 종종 서식지, 식생활 및 다른 생태적 조건을 변화시킨다).[5][9] 연구들 중 하나는 종에 걸친 ONS의 차이가 종의 다양한 특성과 기능적 역할에 의해 (적어도 어느 정도) 설명될 수 있다는 것을 시사한다. 결과적으로 존재론적 틈새 이동의 차이는 일반적인 패턴을 따르는 것으로 생각된다.[10]

중요도

커뮤니티용

같은 종의 인구를 뚜렷한 생활사 단계로 나누는 ONS는 공동체의 먹이 그물에 영향을 줄 수 있다.

거의 모든 유기체가 일종의 존재유전적 틈새 변화를 보여준다고 생각된다. ONS는 같은 종의 개인들 사이에서 눈에 띄는 표현형 변이를 일으키는 책임을 맡고 있으며, 공동체를 구조화하고 그들의 내부 역학관계에 영향을 미치는 데 중요한 역할을 한다.[4] 어떤 경우에, ONS를 겪고 있는 개인은 그들의 서식지를 바꾸는 경우, (예를 들어 에너지, 물질, 영양소의 흐름을 통해) 서로 다른 두 공동체 사이의 (이동식) 연결고리가 된다.[11] 인구의 단계 구조는 공동체의 다른 대표자와 상호작용하거나 심지어 다른 공동체의 개인과 상호작용하는 다양한 단계를 초래할 수 있으며,[2][12] 따라서 동일한 모집단의 다른 생명-역사적 단계와는 뚜렷한 생태학적 역할을 갖는다.[13] 공동체가 단계 구조화된 이론적 모델은 연구된 유기체의 존재론적 틈새 이동이 전체 공동체(특히 그 복원력과 교란 반응)에 영향을 미치고 있음을 제안한다.[4]

모집단용

존재론적 틈새 이동의 가장 명백한 결과는 동일한 인구의 다른 단계들 사이의 경쟁의 감소다. ONS 때문에 나이나 크기가 다른 개인들은 음식, 재료 그리고 다른 서식지 자원을 얻기 위해 경쟁하지 않는다.[6] 같은 인구의 다른 단계들도 공동체의 먹이 그물에 다른 영양적 영향을 미친다.[7] 뚜렷한 생활사 단계에서 인구의 분열이 유용하고, 한 단계에 대한 자원이 부족할 때(예: 청소년이 스스로 충분한 자원을 얻지 못할 때) 명백하다. 그럴 경우 부족한 단계는 사망률이 더 높을 것이다.[6]

ONS는 인구의 생존에 매우 중요하다. 연구자들은 많은 종들이 다양한 시기에 존재론적 틈새 이동을 보이고 있으며 많은 예에서 ONS가 다양한 생물학적, 생물학적 환경적 요인에 대한 반응으로 발생했다는 것을 알아냈다. 존재론적 틈새 이동은 개인의 서식지의 변화하는 환경에 적응하는 대응일 수 있다. 생명사 이론의 저자들은 유기체가 존재론적 틈새 이동 시간에 영향을 줄 수 있다고 예측했다. 좋은 환경에서 사는 개인들은 대개 ONS를 연속적인 생태적 틈새로 늦출 수 있지만, 열악한 환경의 틈새에서 사는 유기체들은 전형적으로 더 많은 틈새로 발전한다.[2]

생물다양성과 생태계가 기능하는 것을 연구할 때 다른 종에서의 존재론적 틈새 이동과 그것이 공동체 전체에 미치는 영향을 이해하는 것은 중요하다.[4] 인공적인 교란과[4][13] 환경 변화에 의해 위협받는 인구를 다룰 때 유용하다고 생각된다.[10][13]

대표 택사

극단적인 ONS는 보통 서식지의 변화, 식생활, 그리고 다른 생태학적 조건에 영향을 미치는 변태를 수행하는 곤충들 사이에서 볼 수 있다. 위 사진에는 로팔로미아솔라디니스의 번데기와 이미지가 나와 있다.

존재론적 틈새 이동의 발생이 널리 분포되어 있다고 생각되지만, ONS가 광범위하게 연구된 대표적인 세자는 곤충과 척추동물의 몇 집단, 특히 어류와 양서류로, 개인은 종종 그들의 서식지와 개발자 동안 틈새의 많은 다른 측면들을 변화시킨다.t. 개체 발생적 틈새 이동은 서식지가 동일하게 유지되는 다른 많은 타사에서 볼 수 있다. 일반적으로 같은 종의 유기체들이 사용하는 자원을 볼 때, 다양한 연령이나 크기 등급의 유기체들에 의해 사용되는 자원을 볼 때, 그러한 종들의 ONS는 명백하다.[2]

무척추동물

극심한 서식지 변화와 연관된 존재론적 틈새 이동은 곤충들 사이에서 볼 수 있다.[2] 태손 곤충의 개인은 다양한 종류의 변성 중 하나를 보이는 것으로 알려져 있는데, 가장 잘 연구된 것은 헤미메타볼리즘(곤충이 세 가지 생명 단계를 통과하는 곳, 알, 님프, 이마고)과 홀로메타볼리즘(곤충의 네 가지 생명 단계로 특징지어지는 곳, 알, 애벌레, 번데기, 이미고)이다.[14] 곤충의 변형은 많은 알려진 존재유전적 틈새 변화들 중 하나이다.[2] 영양학적 틈새와 온톨로지 발생 중 그 이동은 동물의 안정적인 동위원소 서명을 사용하여 정확하게 측정할 수 있다.[15][16] 그러한 방법은 필드 슬러그와 같은 위장에서 ONS를 연구하는 데 사용되어 왔다.[15]

척추동물

곤충 중 ONS와 비슷한 ONS는 개구리로 가장 잘 알려진 [2]양서류 태아에서 발생하는데, 개구리는 알에서 시작해서 올챙이라고 불리는 애벌레 단계로 부화한다.[17] 올챙이는 개구리의 어른 단계와 구별되는 많은 차이를 보인다; 대부분의 종의 올챙이는 수생 동물이며, 주로 외부 아가미를 가지고 있고 주로 식물 재료로 먹이를 먹는다. (죽은 동물의 살이나 혼합 식단을 소비하는 몇몇 예외도 있다.)[18] ONS의 또 다른 잘 연구된 예는 물고기에서 발생하는데, 이는 편광성 행동을 나타낸다. 바다(염수)에서 강(담수)으로, 그리고 그 반대로 바다(담수)로 여행을 떠날 때, 디아드롬 어종은 그들의 서식지를 급격히 바꾼다.[2] 많은 민물고기 종들이 플랑크톤을 먹는 것에서 벤티보리를 하는 것으로 전환했을 때 그들의 식단에서 ONS를 보여준다.[5]

ONS는 비록 이 척추동물들이 그것을 이용하지만, 파충류에서 그렇게 보이지 않을 수 있다. 개체 발생적 틈새 이동은 미국 악어(Alligator mississippensis)에서 연구되었는데, 이는 개체군에서 많은 뚜렷한 크기 단계 때문에 ONS의 생태학적 측면을 연구하는데 이상적이다. 악어들은 서식지를 수문학적으로 고립된 계절 습지와 리버라인 시스템으로 바꾸고 있었다. 이 연구는 리버라인 시스템이 주로 성인과 성별의 하위 성인들로 채워져 있고, 이 지역을 비둥지 서식지로 사용했다는 것을 보여주었다. 반면 계절 습지에서는 청소년과 성인 암컷이 발견돼 각각 보육원과 보금자리 역할을 했다.[11]

태평양 연어(Oncorhyncus)는 급격한 서식지 틈새 변화를 보이는 무채색 어종이다.

조류에서 ONS의 좋은 예로는 알바트로스와 같은 큰 바닷새들이 있는데, 알바트로스는 그들의 시간의 일부를 완전히 해양 조류로 보내고 성적으로 성숙하기 시작할 때 번식지를 방문하기 시작한다. 미성숙한 청소년들은 대개 아열대 수역에 머무르는데, 아열대 수역은 높은 영양수준을 차지한다. 연구원들은 어린 새들이 성적인 성숙기에 가까워질 때 영양가가 낮은 위치를 향해 점진적으로 나아간다는 것을 알아챘다. 시간이 흐른 후에 그들은 어른 새의 동위원소 틈새를 맡는다.[19]

존재론적 틈새 이동은 고생물학과 고생물학에서 널리 연구된 개념이다. 대형 비조류 공룡들은 알에서 부화하여 온톨로지 발생 시 큰 규모의 변화를 겪어야 하는 등 가장 집약적인 온톨로지학적 틈새 이동을 보인 것으로 알려져 있다.[20] 중생대 공룡 동물원의 이해와 관련된 문제들 중 하나는 소위 중사막의 부족이었다. 육식공룡은 작은 부화에서 시작해 성체 크기로 발전하는 동시에 서로 다른 부화들을 차지하고 영양종의 다양성을 제한하기 때문에 존재론적 틈새 이동이 해결책이 될 것으로 예측된다. 메가마테로포드의 청소년 개인들은 메소카르니보어 틈새시장을 점유하고 있는 것으로 생각된다.[21]

식물

존재론적 틈새 이동은 주로 동물에서 연구되지만, 식물에서 ONS를 다루는 연구도 있다.[3][22][23] 식물에서 연구된 ONS 중 하나는 재생 틈새의 변화다. 이 논문의 저자들은 존재론 발생 동안 Acer opalus의 재생 틈새가 줄어들었다는 것을 알아챘다. 그러한 존재론적 틈새 변화는 주로 초식, 쓰레기 층의 깊이, 그리고 다른 식물(특히 성인 나무와 관목)의 존재의 결과라고 생각된다.[23]

참고 항목

참조

  1. ^ Jump up to: a b Fokkema, Wimke; van der Jeugd, Henk P.; Lameris, Thomas K.; Dokter, Adriaan M.; Ebbinge, Barwolt S.; de Roos, André M.; Nolet, Bart A.; Piersma, Theunis; Olff, Han (2020-06-01). "Ontogenetic niche shifts as a driver of seasonal migration". Oecologia. 193 (2): 285–297. doi:10.1007/s00442-020-04682-0. ISSN 1432-1939. PMC 7320946. PMID 32529317.
  2. ^ Jump up to: a b c d e f g h i j k Takimoto, Gaku (2003). "Adaptive Plasticity in Ontogenetic Niche Shifts Stabilizes Consumer‐Resource Dynamics". The American Naturalist. 162 (1): 93–109. doi:10.1086/375540. ISSN 0003-0147.
  3. ^ Jump up to: a b Eriksson, Ove (2011-02-02). "Ontogenetic niche shifts and their implications for recruitment in three clonal Vaccinium shrubs: Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea, and Vaccinium oxycoccos". Canadian Journal of Botany. doi:10.1139/b02-044.
  4. ^ Jump up to: a b c d e f Nakazawa, Takefumi (2015). "Ontogenetic niche shifts matter in community ecology: a review and future perspectives". Population Ecology. 57 (2): 347–354. doi:10.1007/s10144-014-0448-z. ISSN 1438-390X.
  5. ^ Jump up to: a b c d Claessen, D.; Dieckmann, U. (2001). "Ontogenetic Niche Shifts and Evolutionary Branching in Size-Structured Populations". pure.iiasa.ac.at. Retrieved 2021-08-17.
  6. ^ Jump up to: a b c Lindmark, Elin (2021). Habitat availability and ontogenetic niche shifts : The effects on adult size of lake-living brown trout (Salmo trutta).
  7. ^ Jump up to: a b Nakazawa, Takefumi (2011-02-08). "Alternative Stable States Generated by Ontogenetic Niche Shift in the Presence of Multiple Resource Use". PLOS ONE. 6 (2): e14667. doi:10.1371/journal.pone.0014667. ISSN 1932-6203. PMC 3035614. PMID 21346805.
  8. ^ Werner, E E; Gilliam, J F (1984-11-01). "The Ontogenetic Niche and Species Interactions in Size-Structured Populations". Annual Review of Ecology and Systematics. 15 (1): 393–425. doi:10.1146/annurev.es.15.110184.002141. ISSN 0066-4162.
  9. ^ Bassar, Ronald D.; Travis, Joseph; Coulson, Tim (2017-03-22). "Predicting Coexistence in Species with Continuous Ontogenetic Niche Shifts and Competitive Asymmetry". bioRxiv: 119446. doi:10.1101/119446.
  10. ^ Jump up to: a b Rudolf, Volker H. W. (2020). "A multivariate approach reveals diversity of ontogenetic niche shifts across taxonomic and functional groups". Freshwater Biology. 65 (4): 745–756. doi:10.1111/fwb.13463. ISSN 1365-2427.
  11. ^ Jump up to: a b "Ontogenetic niche shifts in the American Alligator establish functional connectivity between aquatic systems". Biological Conservation. 142 (7): 1507–1514. 2009-07-01. doi:10.1016/j.biocon.2009.02.019. ISSN 0006-3207.
  12. ^ "Events: Ecological and evolutionary consequences of ontogenetic niche and habitat shifts Santa Fe Institute". www.santafe.edu. Retrieved 2021-08-18.
  13. ^ Jump up to: a b c "NSF Award Search: Award # 1256860 - Linking ontogenetic niche shifts and functional diversity: Consequences for community dynamics and biodiversity loss". www.nsf.gov. Retrieved 2021-08-18.
  14. ^ "(PDF) Comparative transcriptomics of hemimetabolan and holometabolan metamorphosis". ResearchGate. Retrieved 2021-08-17.
  15. ^ Jump up to: a b Bonkowski, Michael; Kappes, Heike (2018-02-01). "Niche partitioning and indication of ontogenetic niche shifts in forest slugs according to stable isotopes". Journal of Molluscan Studies. 84 (1): 111–112. doi:10.1093/mollus/eyx042. ISSN 0260-1230.
  16. ^ Hammerschlag-Peyer, Caroline M.; Yeager, Lauren A.; Araújo, Márcio S.; Layman, Craig A. (2011-11-03). "A Hypothesis-Testing Framework for Studies Investigating Ontogenetic Niche Shifts Using Stable Isotope Ratios". PLoS ONE. 6 (11): e27104. doi:10.1371/journal.pone.0027104. ISSN 1932-6203. PMC 3207812.
  17. ^ "Tadpole to frog: development stages & metamorphosis - Saga". www.saga.co.uk. Retrieved 2021-08-17.
  18. ^ "AMPHIBIANS". Manual of Exotic Pet Practice: 73–111. 2009-01-01. doi:10.1016/B978-141600119-5.50008-1.
  19. ^ Carravieri, Alice; Weimerskirch, Henri; Bustamante, Paco; Cherel, Yves. "Progressive ontogenetic niche shift over the prolonged immaturity period of wandering albatrosses". Royal Society Open Science. 4 (10): 171039. doi:10.1098/rsos.171039. PMC 5666281. PMID 29134098.
  20. ^ Codron, Daryl; Carbone, C.; Müller, D. W. H.; Clauss, Marcus (2012). "Ontogenetic niche shifts in dinosaurs influenced size, diversity and extinction in terrestrial vertebrates". Biology Letters. 8 (4): 620–623. doi:10.1098/rsbl.2012.0240. ISSN 1744-9561. PMC 3391484. PMID 22513279.
  21. ^ Schroeder, Katlin; Lyons, S. Kathleen; Smith, Felisa A. (2021-02-26). "The influence of juvenile dinosaurs on community structure and diversity". Science. 371 (6532): 941–944. doi:10.1126/science.abd9220. ISSN 0036-8075. PMID 33632845.
  22. ^ Cameron, Fiona (2014-08-19). Ontogenetic Niche Shifts Within Floodplain Meadow Species (mphil thesis). The Open University.
  23. ^ Jump up to: a b Quero, José L; Gómez-Aparicio, Lorena; Zamora, Regino; Maestre, Fernando T. (2008). "Shifts in the regeneration niche of an endangered tree (Acer opalus ssp. granatense) during ontogeny: Using an ecological concept for application". Basic and Applied Ecology. 9 (6): 635–644. doi:10.1016/j.baae.2007.06.012. hdl:10261/47981. ISSN 1439-1791.