Definition af biologiske invasioner (af arter)

Lissette Cardenas Hinojosa | jun. 2022
Ph.d. i biologi og anvendt økologi

Først og fremmest er det nødvendigt at specificere nogle væsentlige begreber for at forstå invasionsprocessen. Vi vil på den anden side kalde de arter, der bebor et givet territorium for hjemmehørende arter, når de flytter fra deres udbredelsesområde af oprindelig udbredelse til andre levesteder, vil vi kalde dem ikke-hjemmehørende arter (med synonymer: 'fremmed', 'eksotisk' eller 'indført'). Biologiske invasioner forekommer ofte, men kun en lille procentdel af dem er vellykkede. Når en ikke-hjemmehørende art formår at etablere reproduktive populationer i flere livscyklusser i de invaderede områder, udvide deres udbredelsesområde og forblive i lange perioder på disse steder, bliver de arter invasiv.

Biologiske invasioner og interaktioner mellem eksotiske og hjemmehørende arter har været af stor interesse for økologer, der har udviklet forskellige hypotese at forklare dette fænomen og dets virkninger på økosystemer.

faktorer og hypotese Darwin og Elton

Den kendte naturforsker Charles Darwin var en af ​​pionererne i at registrere de økologiske interaktioner mellem arter under invasionsprocessen og det var ham, der foreslog den såkaldte Darwins naturaliseringshypotese, hvor han etablerer et forhold mellem konkurrenceintensitet og det fylogenetiske forhold mellem hjemmehørende og eksotiske arter.

År senere foreslog Charles Elton, der er anerkendt som grundlæggeren af ​​studiet af invasionsøkologi, Biotisk resistenshypotese, som betragter mangfoldighed af arter som en afgørende faktor under invasionsprocessen, hvilket fastslår, at samfundene mere forskelligartede har en lavere grad af modtagelighed for at blive invaderet, da de forbruger alle midler tilgængelig i miljøet, hvilket begrænser adgangen til eksotiske arter.

En anden afgørende faktor for biologiske invasioner er fraværet af naturlige fjender såsom rovdyr, planteædere og patogener på de invaderede steder (hypotese om fjendens frigivelse). På denne måde omfordeler fremmede arter ressourcer (Energi), som de bruger i forsvaret til at favorisere relevante fysiologiske processer såsom vækst og reproduktion, der fremmer en stigning i den biologiske tilpasning af disse arter (hypotese om evne øget konkurrenceevne), hvilket vil være mere effektivt til at udvide deres distributionsområde.

Adskillige undersøgelser har vist udviklingen af ​​adaptive fordele ved eksotiske arter i invaderede områder. For eksempel er der både i planter og i invasive alger registreret stigninger i koncentrationerne af sekundære metabolitter såsom alkaloider og forbindelser. allelopatiske i forhold til deres native congenere (hypotese om nye våben), idet de er klar over, at det biokemiske potentiale kan være af stor relevans, når de invaderer nye territorier.

Hvordan foregår invasionsprocessen?

Biologiske invasioner er blevet beskrevet for forskellige taksonomiske grupper som f.eks bakterie, planter, dyr og svampe, både fra terrestriske og marine miljøer. Invasionsprocessen består af fire faser; spredning, etablering, naturalisation og ekspansion. Det hele begynder med transport eller bevægelse (spredning) af arten fra dens oprindelige habitat til ankomsten til nye territorier. Allerede i nye områder skal ikke-hjemmehørende arter kunne etablere sig i disse hidtil ukendte territorier. Til dette skal de modstå de herskende miljøforhold og få adgang til de nødvendige ressourcer (mad, plads) til at leve. Derudover er et enkelt individ ikke i stand til at invadere et område, derfor skal det finde en partner til at reproducere og fortsætte invasionsprocessen.

Når først de er etableret, begynder en stor udfordring for ikke-hjemmehørende arter, naturaliseringsstadiet, som afhænger hovedsageligt af en række karakteristiske egenskaber ved disse, der giver dem mulighed for at overvinde de nye abiotiske tilstande og biotiske. Det anerkendes, at en art er naturaliseret, når den er i stand til at opstå reproduktive populationer i flere livscyklusser i nye territorier, som endelig giver dem mulighed for at udvide deres udbredelsesområde i de invaderede områder og forblive i lange perioder og blive arter invasiv.

Under biologiske invasioner forekommer forskellige økologiske interaktioner mellem ikke-hjemmehørende arter og det invaderede samfund. For eksempel er facilitering en mekanisme, der genererer stigninger i overlevelse og befolkningsvækst for invasive arter. På den anden side er konkurrence en af ​​de vigtigste mekanismer involveret i invasionsprocessen, og det kan begrænse, samt favorisere etablering, naturalisering og udvidelse af invasive arter i nye områder geografiske.

Hvad definerer artens invasionssucces?

Ikke-hjemmehørende arters evne til at etablere sig i nye territorier afhænger af abiotiske faktorer såsom ressourcetilgængelighed og fremherskende miljøforhold, samt af biotiske faktorer såsom lav planteædende forekomst i tilfælde af plantearter og lavt konkurrencedygtigt samspil mellem ikke-hjemmehørende arter og hjemmehørende arter i samfundet invaderet I denne sammenhæng vil succesen med invasionen af ​​eksotiske arter hovedsageligt afhænge af to økologiske faktorer, nemlig invasivitet af de invasive arter (invasivitet på engelsk) og invasivitet af det modtagende samfund (invasivitet på engelsk). Engelsk).

Invasivitet er defineret som et sæt af karakteristiske egenskaber ved invasive arter, der tillader deres kolonisering i nye levesteder, såsom hurtig vækst, strategier for aseksuel reproduktion, høje spredningshastigheder og tryk af propagula i tilfælde af plantearter og høj fænotypisk plasticitet for at reagere på miljømæssige variationer i områderne invaderet. På den anden side svarer invasibilitet til de karakteristiske træk ved modtagersamfundene, som f.eks struktur og evolutionær historie og netværket af interaktioner mellem disse såsom konkurrence, facilitering, planteædende og prædation På den måde kan samfund være modstandsdygtige eller modtagelige for invasion, hvilket også kan reguleres af miljøfaktorer som f.eks. tilgængeligheden af ​​ressourcer og niveauet af forstyrrelser af naturlig eller menneskeskabt oprindelse, som kan begrænse eller fremme succesen med invasionen af ​​arten ikke indfødt.

Virkninger af biologiske invasioner på økosystemer

I de seneste årtier er introduktionen af ​​ikke-hjemmehørende arter steget betydeligt ved heldigvis formår en lav procentdel af disse arter at udvide sig til nye områder geografiske. I terrestriske miljøer er de vigtigste introduktionsveje brugen af ​​arter til prydformål dyrehandel, udsætning af kæledyr, blandt andet, mens der i havmiljøet, søtrafik og det afgrøde af kommercielt vigtige arter er de mest almindelige spredningsvektorer.

I øjeblikket er biologiske invasioner en af ​​hovedårsagerne til tab af biodiversitet på lokalt og globalt plan, pga. som ændrer udbredelsesmønstre, overflod og rigdom af hjemmehørende arter, hvilket påvirker sammensætningen af ​​samfund containere. På den anden side er der andre effekter, såsom ændring af næringsstofkredsløb, som ændrer abiotiske forhold i økosystemerne, og som på længere sigt genererer negative påvirkninger af arten hjemmehørende. Derudover kan tilstedeværelsen og udvidelsen af ​​invasive arter producere biotisk homogenisering, ændrer sig drastisk de invaderede områders landskabelige struktur, hvilket påvirker for eksempel aktiviteter som f.eks sightseeing.

Alt beskrevet ovenfor har en direkte indvirkning på de økosystemtjenester, der leveres af terrestriske og marine økosystemer, betydelig skade på de menneskelige bosættelser, der lever i nærheden af ​​invaderede samfund, endda forårsage skade på sundheden for det befolkning. Dette bør få os til at reflektere over vigtigheden af ​​at bevare naturlige økosystemer og ikke udføre uansvarlige handlinger såsom udsætning af kæledyr. På den anden side haster det, at myndighederne i de forskellige lande gennemfører tiltag for at kontrollere invasive arter, såsom at designe og implementere forvaltning og udryddelse af disse arter, anvendelse af løsninger baseret på naturen eller udvikling af bioteknologiske værktøjer til brug af arter invasiv.