Ecomorphology - Ecomorphology - Wikipedia

Ecomorphology nebo ekologická morfologie je studium vztahu mezi ekologická role jednotlivce a jeho morfologické úpravy.[1] Termín „morfologický“ je zde v anatomický kontext. Jak morfologie, tak i ekologie vystavené organismem jsou přímo nebo nepřímo ovlivňovány jejich prostředím a ecomorphology si klade za cíl identifikovat rozdíly [2] Současný výzkum klade důraz na propojení morfologie a ekologický výklenek měřením výkonu vlastností (tj. rychlosti sprintu, síly skusu atd.) souvisejícího chování a zdatnost výsledky vztahů.

Současný ekomorfologický výzkum se zaměřuje na funkční přístup a aplikaci ve vědě. Rozšíření této oblasti vítá další výzkum v debatě týkající se rozdílů mezi ekologickým a morfologickým složením organismus.

Vývoj ekomorfologie

Kořeny ecomorphology sahají do konce 19. století.[3] Poté popis a srovnání morfologické formy, primárně pro použití v ptačí klasifikace, byl ústředním bodem morfologického výzkumu. Během třicátých a čtyřicátých let se však morfologie pole zmenšila. To bylo pravděpodobně způsobeno vznikem nových oblastí biologického výzkumu umožněných novými technikami. Padesátá léta přinesla nejen změnu v přístupu morfologických studií, která vyústila ve vývoj evoluční morfologie ve formě teoretických otázek a obnovení zájmu o tuto oblast.[4] Vysokorychlostní kinematografie a rentgenová kinematografie začala umožňovat pozorování pohybů částí, zatímco elektromyografie umožněno pozorování integrace svalových aktivit. Společně tyto metodiky umožnily morfologům lépe se ponořit do složitosti jejich studia. Tehdy, v 50. a 60. letech, začali ekologové používat morfologická opatření ke studiu evolučních a ekologických otázek. To vyvrcholilo tím, že Karr a James vytvořili v roce 1975 termín „ecomorphology“.[5] Následující rok vazby mezi obratlovců morfologie a ekologie byly nakonec založeny a vytvářely základy moderní ekomorfologie.[6][7]

Ecomorphology

Ekomorfologie a funkční morfologie

Černá crappie (P. nigromaculatus)
Byly prokázány ekomorfologické vztahy mezi strukturou čelisti a biologií krmení Sunfish.

Funkční morfologie se od ekomorfologie liší tím, že se zabývá vlastnostmi vyplývajícími z formy na různých úrovních organizace.[8] Ecomorphology, na druhé straně, se odkazuje na ty rysy, které lze prokázat, že pocházejí z ekologie obklopující tento druh. Jinými slovy, funkční morfologie se silně zaměřuje na vztah mezi formou a funkcí, zatímco ekomorfologie se zajímá o formu a vlivy, z nichž vychází. Funkční morfologické studie často zkoumají vztahy mezi formou Kosterní sval a fyzikální vlastnosti, jako je vytváření sil a pohyblivost kloubů.[9] To znamená, že funkční morfologické experimenty lze provádět v laboratorních podmínkách, zatímco ekomorfologické experimenty nemusí. Samotné studie funkční morfologie navíc neposkytují dostatečné údaje, z nichž lze vyvodit závěry ohledně environmentálních adaptací druhu. Údaje poskytnuté z těchto studií však mohou podpořit a obohatit porozumění ekomorfologickým adaptacím druhů.[3] Byl zkoumán například vztah mezi organizací systému čelistní páky a paže, velikostí tlamy a generováním síly čelistního svalu a krmivovým chováním slunečnice.[10] Práce této odrůdy poskytuje vědeckou podporu zdánlivě intuitivním konceptům. Například zvětšení velikosti úst odpovídá zvětšení velikosti kořisti. Existují však i méně zjevné trendy. Zdá se, že velikost kořisti ryb nekoreluje natolik s velikostí těla, jako s charakteristikami krmného zařízení.

Behaviorální studie

Výše uvedená práce je pouze jedním příkladem behaviorální studie založené na ekomorfologii. Studie této odrůdy jsou v této oblasti stále důležitější. Behaviorální studie vzájemně souvisejí s funkční a eko-morfologií. Funkce jako lokomotiva Studie tohoto typu prokázaly, že schopnost pást se ptáky ovlivňuje stravovací preference.[11] Studie chování jsou zvláště běžné v rybolov a při studiu ptáků.[12] Další studie se pokoušejí spojit ekomorfologické nálezy s stravovacími návyky druhů. Griffen a Mosblack (2011) zkoumali rozdíly ve stravě a míře spotřeby jako funkce střevo ekomorfologie.[13] Bylo zjištěno, že objem střev pozitivně koreluje se zvyšující se rychlostí metabolismu. Ekomorfologické studie lze často použít k určení přítomnosti parazitů v daném časoprostorovém kontextu jako parazit přítomnost může změnit hostitele místo výskytu použití.[14]

Další současná práce v rámci ekomorfologie se zaměřuje na rozšíření znalostní základny, aby bylo možné do ekomorfologických studií začlenit širší škálu stanoviště, taxony a systémy. Hodně současné práce se také zaměřuje na integraci ecomorphology s jinými srovnávacími obory, jako je fylogenetika a ontogenetika abychom lépe porozuměli evoluční morfologii.[15]

Aplikace ekomorfologie

Zjednodušené znázornění ekologického výklenku.
Zjednodušené znázornění ekologického výklenku, kde A a B ukazují základní výklenky druhů 1 a 2. Z realizovaná nika druhů 2 a X se nika překrývá, kde dochází ke konkurenci mezi druhy.

Při zkoumání původu a důvodů je nutné porozumět ekomorfologii biologická rozmanitost v rámci druh. Ecomorphology je zásadní pro pochopení změn v morfologie a druh ve kterých podmnožiny zabírají různé ekologické výklenky, předvádějí různé reprodukční techniky a mají různé smyslové modality.[15][16] Studie provedené dne druh s vysokou biologická rozmanitost často zkoumají, do jaké míry je morfologie druhů ovlivněna jejich ekologií. Kostnaté ryby jsou často používány ke studiu ekomorfologie kvůli jejich dlouhé evoluční historii, vysoké biologická rozmanitost a vícestupňový životní cyklus.[15] Studie morfologické rozmanitosti Afriky cichlidy provedené Fryerem a Ilesem byly jedny z prvních, které prokázaly ekomorfologii,. To je do značné míry způsobeno tím, že cichlidy mají skvělé biologická rozmanitost, široká distribuce, schopnost obsadit různé ekologické výklenky a zjevné morfologické rozdíly.[17] Ecomorphology je také často používán ke studiu paleohabitat druhu a / nebo jeho evoluční morfologie.

Stanovení paleohabitatů z ekomorfologie

Z historie toho, jak druh prošel morfologickými úpravami, aby lépe vyhovovaly jeho ekologické roli, lze vyvodit závěry o jeho druhu paleohabitat. Morfologie paleodruhů nalezených na určitém místě pomáhají vyvodit závěry o předchozím vzhledu a vlastnostech daného stanoviště. Výzkum využívající tento přístup byl široce prováděn pomocí bovid fosilie kvůli jejich velkým kostrám a rozsáhlým druhové záření.[18] Plummer a Bishop provedli studii využívající existující africké bovidy k prozkoumání paleoenvironmentu zvířete na základě jejich preferencí stanovišť.[19] Byla nalezena silná korelace mezi bovidem fylogeneze a preference stanovišť naznačují, že propojení morfologie a stanoviště je taxon závislý. Důkazy také naznačují, že další studium ekomorfologie dříve existujících stanovišť může být užitečné při určování fylogenetického rizika spojeného s druhy žijícími v určitém stanovišti.[18]

Evoluční morfologie

Studium evoluční morfologie se týká změn morfologie druhů v průběhu času, aby se lépe přizpůsobily jejich prostředí.[3][16] Tyto studie se provádějí porovnáním vlastností skupin druhů, aby bylo možné poskytnout historický příběh o změnách morfologie pozorovaných se změnami v přirozeném prostředí. Historie pozadí druhových rysů a homologie musí být nejprve známo, než lze pozorovat historii evoluční morfologie. Tato oblast biologie slouží pouze k poskytnutí nominálního vysvětlení evoluční biologie, protože k důkladnému vysvětlení evoluce v rámci druhu je zapotřebí podrobnější vysvětlení historie druhu.

Ecomorphology versus habitat preference

Byly učiněny návrhy, že korelace mezi biologickou rozmanitostí druhů a konkrétním prostředím nemusí být nutně způsobena ekomorfologií, ale spíše vědomým rozhodnutím druhů přemístit se do ekosystému, k němuž se jejich morfologie lépe hodí. V současné době však neexistují žádné studie, které by poskytly konkrétní důkazy na podporu této teorie. Byly provedeny studie předpovídající preference rybích stanovišť na základě morfologie těla, ale nelze definitivně rozlišovat mezi korelací a příčinami preference rybího stanoviště.[20]

Reference

  1. ^ "Ecomorphology". About.com. Archivovány od originál dne 2013-05-14. Citováno 2013-05-21.
  2. ^ Norton, Stephen. „Role ekomorfologických studií ve srovnávací biologii ryb“ (PDF). University of South Florida.
  3. ^ A b C Bock, W. J. 1994. Koncepty a metody v ekomorfologii. Journal of Biosciences 19: 403–413. [1]
  4. ^ Beer, G. 1954. Archaeopteryx a evoluce. Pokrok vědy 11: 160–170. [2]
  5. ^ Karr, J.R. a James, F.C. 1975. Eko-morfologické konfigurace a konvergentní vývoj druhů a společenstev; in Ecology and Evolution of Communities (eds). M.L. Cody a J. M. Diamond. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press. 258–291
  6. ^ Bock, W. 1977. Směrem k ekologické morfologii. Vogelwarte 29: 127–135
  7. ^ Leisler, B. 1977. Morfologické aspekty ekologických specializací u ptačích rodů. Americký zoolog 19 (3): 1014–1014.[3]
  8. ^ Bock, W. Van Walhert, J. 1965. Role adaptivních mechanismů při vzniku vyšších úrovní organizace. Systematic Biology 14 (4): 272–287. [4]
  9. ^ Bock, W., G. Lanzavecchia a R. Valvassori. 1991. Úrovně složitosti a organizace organismu. Vybraná sympozia a monografie UZI. Svazek 5 181–212. [5]
  10. ^ Wainwright, P. C. (1996). „Ekologické vysvětlení prostřednictvím funkční morfologie: Biologie krmení Sunfishes“. Ekologie. 77 (5): 1336–1343. doi:10.2307/2265531. JSTOR  2265531.
  11. ^ Moermond, T. a J. Denslow. 1983. Výběr ovoce u neotropických ptáků: účinky druhu ovoce a přístupnosti na selektivitu. The Journal of Animal Ecology 52 (2): 407–420. [6]
  12. ^ Sibbing, F., L. Nagelkerke a J. Osse. 1994. Ecomorphology as a tool in fisheries-Identification and ecotyping of Lake Tana Barbs (Barbus-Intermedius COmplex), Ethiopia. Nizozemsko Journal of Agricultural Science 42: 77–85. Royal Netherlands Soc Agr Sci.[7]
  13. ^ Griffen, B. D. a H. Mosblack. 2011. Predikce rozdílů ve stravě a spotřebě mezi druhy a v rámci druhů pomocí střevní ekomorfologie. The Journal of animal ecology 80: 854–63.[8]
  14. ^ Goodman, B. A. a P. T. J. Johnson. 2011. Ekomorfologie a nemoci: kryptické účinky parazitismu na používání stanovišť hostitele, termoregulaci a vyhýbání se predátorům. Ekologie 92: 542–548.[9]
  15. ^ A b C Norton, S. F., J. J. Luczkovich a P. J. Motta. 1995. Role ekomorfologických studií ve srovnávací biologii ryb. Environmentální biologie ryb 44: 287–304.[10]
  16. ^ A b Moreno-Arias, Rafael A .; Bloor, Paul; Calderón-Espinosa, Martha L. (2020). „Vývoj ekologické struktury komunit anole v tropických deštných pralesích ze severozápadní Jižní Ameriky“. Zoologický žurnál Linneanské společnosti. 190 (1): 298–313. doi:10.1093 / zoolinnean / zlaa006.
  17. ^ Fryer, G. T. a Iles, T. D. Cichlidové ryby velkých afrických jezer: jejich biologie a vývoj. 1972. Oliver a Boyd, Cornell University.[11]
  18. ^ A b Scott, R. S. a W. A. ​​Barr. 2014. Ekomorfologické a fylogenetické riziko: Důsledky pro rekonstrukci stanovišť pomocí fosilních bovidů. Journal of human evolution 73: 47–57 [12]
  19. ^ Plummer, T. W., Bishop, L. C., Hertel, F. 2008. Preference stanovišť existujících afrických bovidů na základě morfologie astragalus: operacionalizující ekomorfologie pro rekonstrukci paleoenvironmentu. Journal of Archaeological Science 35 (11): 3016–3027 [13]
  20. ^ Chan, M. D. 2001. Ekomorfologie ryb: předpovídání preferencí stanovišť potokových ryb z jejich tvaru těla. Polytechnický institut ve Virginii a Státní univerzita.[14]

Betz, O. (2006), Ecomorphology: Integrace formy, funkce a ekologie při analýze morfologických struktur, Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie 15, 409-416.