Миграция (биология)

Миграция - это концепция для описания перемещений организмов за пределы определенного диапазона (зависящего от вида и масштаба). В случае видов животных обычно проводится различие между более или менее повседневными моделями движений, которые происходят в пространстве или территории действия и которые в первую очередь служат для поиска и получения пищи или поиска партнеров для спаривания, и движениями, которые идут За пределами этого, которое животное находится далеко за пределами своего пространства действия, миграции - это всего лишь движения, ведущие за пределы пространства действия. Эти перемещения не являются чисто случайными, как было бы в случае, если бы организмы дрейфовали во время сильного шторма, но обычно предопределяются морфологическими и поведенческими адаптациями и значимы и необходимы в жизненном цикле и структуре популяции соответствующих видов. В зависимости от характеристик и биологического значения эти двигательные процессы классифицируются по-разному:

  • Миграции в более узком смысле - это направленные миграции, в основном к месту назначения и обратно в исходную среду обитания, которые осуществляются целыми популяциями, обычно синхронно (см. Также: миграции животных ). Одни и те же особи могут мигрировать туда и обратно (например, миграция птиц, миграции копытных в африканской саванне , миграция китов между тропическими и арктическими морями) или их потомство (в основном насекомые, например виды тлей, меняющих хозяина ).
  • Процессы размножения или рассеивания (англ.: Расселение ; иногда называемое высвобождением ) - это направленные миграции из традиционной среды обитания, обычно с целью заселения новых мест обитания (колонизация). Каждый биологический вид должен, по крайней мере, до некоторой степени быть способным к таким процессам расселения, иначе он немедленно вымрет при любых изменениях условий жизни в первоначальной среде обитания . Распространение может варьироваться в зависимости от вида, от перемещений в сантиметровом диапазоне до перемещений по континентам. Многие виды имеют особые жизненные фазы или стадии, которые специально предназначены для их распространения.

Как разграничение этих процессов друг от друга, так и от «нормальных» моделей движения в зоне действия размывается. Есть, например, виды животных, у которых вообще нет постоянного определенного пространства для действий, их называют «кочевыми» видами. Миграции во втором смысле ( дисперсия ) затрагивают все типы организмов, например Б. также растения, грибы и микроорганизмы. В зависимости от типа, оба типа миграции могут всегда (обязательно) или только в особых случаях и условиях (например, нехватка продуктов питания) (необязательно) происходить на определенном этапе жизни.

При рассмотрении миграций бок о бок существуют два уровня наблюдения, оба из которых имеют давние традиции, но редко связаны друг с другом:

  • Уровень личности. Здесь рассматриваются индивидуальные адаптации соответствующего организма к миграционным процессам, например Б. Поведенческие корректировки.
  • Уровень населения. Основное внимание здесь уделяется влиянию миграционных процессов на экологию и распространение популяций и видов. Типичный подход, например, Б. теория метапопуляций .

Уровень генов одинаково важен для обоих уровней, но пока изучен лишь в ограниченной степени. Чтобы распространение было адаптивным , оно должно иметь генетическую основу. В исследованиях это рассматривается на описательном уровне (посредством анализа наследственности , например, поведения) и причинно-следственной связи (посредством прямого анализа генов, определяющих поведение). Процессы только начали решаться.

Виды и формы миграции

Существует множество подходов к типизации миграций рядом друг с другом. Они имеют разные преимущества в зависимости от уровня и вопроса. Подходы к обработке птиц, млекопитающих, насекомых и морских организмов также традиционно несколько различаются.

Согласно схеме пространственного движения, например Б. следующие случаи:

  • Внешняя и обратная миграции. Это классический случай, который был сформирован, прежде всего, в результате изучения миграции птиц . Когда птицы мигрируют, одни и те же особи часто перемещаются между летними и зимними местами обитания. Другие хорошо изученные случаи включают: Б. летучие мыши или киты. Популяция серых китов восточной части Тихого океана мигрирует между Беринговым морем и Калифорнийским заливом каждый год, при этом отдельные киты преодолевают более 18 000 километров в год. Для каждой из этих групп исходящий и обратный маршруты могут быть разными, создавая петлю. Особенно с насекомыми, но и z. B. В случае мигрирующих видов рыб, таких как лосось и угри , не сами особи, а их потомство начинают обратную миграцию. Ежедневные миграции в толще воды вверх и вниз, которые могут достигать нескольких сотен метров, характерны для многочисленных представителей морского планктона .
  • направленные миграции. У многих видов в жизненном цикле есть обязательная миграционная фаза. У многих групп животных это личиночная стадия. В случае с летающими насекомыми (Pterygota) молодые взрослые животные (Vollkerfe, Imagines) обычно совершают так называемые полеты рассеивания . Фаза расширения прочно интегрирована в жизненный цикл. Созревание гонад обычно задерживается и происходит только после фазы миграции, что было систематизировано как «синдром оогенеза бегства». Многочисленные виды насекомых сосуществуют с нелетающими (длиннокрылыми или крупнокрылыми ) и нелетающими (короткокрылыми или бескрылыми, брахиптерами или аптерами) особями. Этот диморфизм очень часто имеет генетическую основу: как правило, у голометаболических насекомых (с полным метаморфозом) ответственным является единственный аллель, у которого длиннокрылая форма рецессивна, а короткокрылая форма доминирует. Реже встречается реальная морфа распространения, вызванная влиянием окружающей среды, как в случае перелетной саранчи . Виды, которые мигрируют туда и обратно, обычно также совершают направленные миграции, часто на другом этапе жизни. Есть и половые различия у летучих мышей: самцы чаще мигрируют туда и обратно, самки - чаще. (В терминологии исследователей позвоночных термин миграция не всегда применяется к этим направленным движениям.)

Большинство миграций происходит регулярно; Б. ежегодно (ежегодно) или сезонно (сезонно). Для большинства регулярно мигрирующих видов разработаны специальные таймеры, которые определяют миграционное поведение, даже если основная причина - экологическая (например, недостаток пищи). Это потому, что начинать поход только тогда, когда наступит ухудшение состояния, рискованно. Степень и продолжительность миграции также часто являются наследственными. Такие виды не прекращают миграцию, если на своем пути попадают в среду обитания с благоприятными условиями. Нерегулярные и несезонные миграции также называются икрытиями . Обычно они возникают непосредственно из-за ухудшения жилищных условий. Миграции водных организмов между пресноводными и солеными средами обитания называются диадромными миграциями. Помимо мигрирующих рыб, они также встречаются у беспозвоночных (например, у шерстистого краба ). Миграции со средой, то есть через потоки воздуха или воды, часто называют дрейфом .

Эволюция миграционного поведения

Миграция связана со значительными усилиями вовлеченных организмов. Важен не только расход энергии на движение. Даже обладание такими органами передвижения, как крылья и необходимые мышцы, связано с расходом энергии. У видов насекомых с короткокрылыми и длиннокрылыми особями (диморфизм крыла) короткокрылые обычно могут отложить больше яиц или завершить свое развитие раньше. Если миграция является адаптивной функцией, которой способствует эволюция, эти усилия должны быть компенсированы соответствующими выгодами. Для отдельного организма существует проблема оптимизации : если он не мигрирует, он находится в среде обитания с условиями окружающей среды, которые, по крайней мере, были достаточно хорошими для того, чтобы он мог успешно завершить свое собственное развитие. С другой стороны, условия могут (случайно или предсказуемо) ухудшиться. Места обитания, недавно заселенные мигрантами, служат буфером риска от случайного исчезновения в результате стихийных бедствий. Кроме того, конкуренция со стороны сородичей, вероятно, будет меньше или даже отсутствует в недавно колонизированной среде обитания. Сразу очевидно, что виды, которые живут в средах обитания, которые существуют только в течение короткого времени (эфемерные), или в средах обитания с сильно меняющимися условиями, должны вкладывать больше средств в миграцию, чем виды в стабильных средах обитания с предсказуемыми условиями. (В качестве альтернативы миграции, однако, устойчивые постоянные стадии также могут служить: покой .) Поскольку уже может быть слишком поздно, когда условия действительно ухудшаются, эволюция таймеров (таких как фотопериод) или эндогенных ритмов может быть стимулирована. Некоторые определения миграции допускают изменение местоположения только из-за таких факторов. Если мигрирующим особям удастся создать новые популяции, следует ожидать, что в этой новой популяции доля мобильных особей, желающих мигрировать, изначально будет очень высокой (поскольку все они происходят от таких особей). Если эта среда обитания является стабильной и долгоживущей (исходя из периода развития рассматриваемого вида), бескрылые особи имеют здесь преимущество из-за более высокой скорости воспроизводства. Так что ваша доля должна быстро увеличиваться. Если скорость заселения новых местообитаний слишком низка, способность к миграции может быть полностью утрачена, что в долгосрочной перспективе приведет к значительному увеличению риска исчезновения (исследовано, например, на жужелицах и долгоносиках ).

опухать

  • Хью Дингл (1996): Миграция: биология жизни в движении . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.
  • Хью Дингл и Алистер Дрейк: Что такое миграция? . В: Био-наука . 57, No. 2, 2007, pp. 113-121. DOI : 10.1641 / B570206 .
  • Дерек А. Рофф и Дафна Дж. Фэйрберн (2007): Эволюция и генетика миграции насекомых . BioScience Vol. 57, No. 2: 155-164.

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Уильям Генри Берт (1943): Территориальность и концепции домашнего ареала применительно к млекопитающим. Журнал маммологии Том 24, вып. 3: 346-352.
  2. ↑ Мелисса С. Боулин, Изабель-Энн Биссон, Джуди Шамун-Баранес, Джонатан Д. Райхард, Нир Сапир, Питер П. Марра, Томас Х. Кунц, Дэвид С. Уилков, Андерс Хеденстрем, Кристофер Г. Гульельмо, Сюзанна Акессон, Мэрилин Раменовски, Мартин Викельски (2010): Большие проблемы в биологии миграции. Интегративная и сравнительная биология, Vol. 50, No. 3: 261-279. DOI : 10,1093 / ICB / icq013
  3. ^ Теодор Х. Флеминг и Пегги Эби: Экология миграции летучих мышей. В: Томас Х. Кунц и М. Брок Фентон (редакторы): Экология летучих мышей. Издательство Чикагского университета 2006.
  4. ↑ Сесил Джордж Джонсон (1969): Миграция и распространение насекомых путем полета. Лондон (Метуэн).
  5. ^ TRE Southwood (1962): Миграция наземных членистоногих по отношению к среде обитания. Биологические обзоры 37: 171-211. DOI : 10.1111 / j.1469-185X.1962.tb01609.x
  6. ↑ П.Дж. ден Бур: Сила рассеивания и выживание: жужелицы в возделанной сельской местности. Разные документы (Landbouwhogeschool Wageningen) 14 (1977). 190pp.
  7. ↑ PJ den Boer (1990): Пределы плотности и выживаемость местных популяций у 64 видов жужелиц с разной способностью к расселению. Журнал эволюционной биологии 3 (1/2): 19–48 (Базель)
  8. ↑ VW Stein (1977): Взаимосвязь между возрастом биотопа и появлением короткокрылости в популяциях диморфных видов долгоносиков (Col., Curculionidae). Журнал прикладной энтомологии 83: 37-39. DOI : 10.1111 / j.1439-0418.1977.tb02372.x