Sziget biogeográfia
miért fordul elő sokkal több madárfaj Új-Guinea szigetén, mint Bali szigetén? Az egyik válasz az, hogy Új-Guinea területe több mint ötvenszerese Bali területének, és a fajok száma általában növekszik a rendelkezésre álló hely függvényében. Ez azonban nem magyarázza meg, hogy a társadalom-szigetek (Tahiti, Moorea, Bora Bora stb.), amelyek együttesen körülbelül ugyanolyan területűek, mint az új-guineai Louisiade-szigetcsoport szigetei, sokkal kevesebb fajnak adnak otthont, vagy miért a Hawaii-szigeteken, a Louisiades területének tízszerese, kevesebb őshonos madár is van.
két kiváló ökológus, a néhai Robert MacArthur A Princeton Egyetemen és E. 0. Wilson, Harvard, kidolgozta a “szigeti biogeográfia” elméletét az ilyen egyenetlen eloszlások magyarázatára. Azt javasolták, hogy bármely szigeten a fajok száma tükrözze az egyensúlyt az új fajok kolonizációjának üteme és a kialakult fajok populációinak kihalási sebessége között. Ha egy új vulkáni sziget emelkedne ki az óceánból egy 100 madárfaj által lakott szárazföld partjainál, néhány madár elkezdene vándorolni a résen, és populációkat hozna létre az üres, de lakható szigeten. Ezeknek a bevándorló fajoknak a letelepedésének üteme azonban elkerülhetetlenül csökken, mivel minden olyan faj, amely sikeresen behatolt a szigetre, eggyel csökkentené a lehetséges jövőbeli betolakodók számát (ugyanaz a 100 faj továbbra is a szárazföldön él, de azok, amelyek már a sziget lakóivá váltak, már nem sorolhatók potenciális betolakodók).
ugyanígy az a sebesség, amellyel a fajok kihalhatnak a szigeten, összefüggésbe hozható a lakosok számával. Amikor egy sziget majdnem üres, a kihalási Arány szükségszerűen alacsony, mert kevés faj áll rendelkezésre a kihaláshoz. És mivel egy sziget erőforrásai korlátozottak, ahogy a honos fajok száma növekszik, az egyes populációik kisebbek és hajlamosabbak a kihalásra. A további fajok populációinak aránya magas lesz, amikor a sziget viszonylag üres, és a lakó populációk kihalásának aránya magas lesz, amikor a sziget viszonylag tele van. Így kell lennie egy pontnak 0 és 100 faj között (a szárazföldön lévő szám), ahol a két arány egyenlő-ahol a bevándorlásból származó input egyensúlyba hozza a kihalás kimenetelét. A fajok egyensúlyi száma várhatóan állandó marad mindaddig, amíg a két arányt meghatározó tényezők nem változnak. De a jelen lévő pontos fajoknak folyamatosan változniuk kell, amikor egyes fajok kihalnak, mások pedig behatolnak (beleértve azokat is, amelyek korábban kihaltak), így az állatvilág összetételében folyamatos a forgalom.
ez a lényege a MacArthur-Wilson egyensúlyi elmélet sziget biogeográfia. Mennyire magyarázza meg, amit valójában megfigyelünk a természetben? Az elmélet egyik híres “tesztjét” 1883-ban egy katasztrofális vulkáni robbanás szolgáltatta, amely elpusztította Krakatoa szigetét, amely Szumátra és Jáva szigetei között található. Maradékának és két szomszédos szigetének növény-és állatvilága teljesen kiirtásra került, mégis 25 éven belül (1908) tizenhárom madárfaj rekolonizálta a sziget maradékát. 1919-21-re huszonnyolc madárfaj volt jelen, 1932-34-re pedig huszonkilenc. A robbanás és 1934 között harmincnégy faj jött létre, de öt közülük kihalt. 1951-52-re harminchárom faj volt jelen, 1984-85-re pedig harmincöt faj. Ebben a fél évszázadban (1934-1985) további tizennégy faj jött létre, nyolc pedig kihalt. Ahogy az elmélet megjósolta, a növekedés üteme csökkent, mivel egyre több faj gyarmatosította a szigetet. Ezenkívül az egyensúly megközelítésekor volt némi forgalom. A szereplők száma nagyjából ugyanaz maradt, míg a színészek fokozatosan megváltoztak.
az elmélet más dolgokat is megjósol. Például, ha minden más egyenlő, a távoli szigeteken alacsonyabb lesz a bevándorlási arány, mint a szárazföld közelében, és az egyensúly kevesebb fajjal alakul ki a távoli szigeteken. A közeli szigetek magas bevándorlási rátával rendelkeznek, és több fajt támogatnak. Hasonló érvelés szerint a nagy szigeteken, ahol alacsonyabb a kihalási arány, több faj lesz, mint a kicsiben-ismét minden más egyenlő (ami gyakran nem az, mivel a nagyobb szigeteken gyakran nagyobb az élőhelyek sokfélesége és több faj van emiatt).
a sziget biogeográfiai elméletét sokféle problémára alkalmazták, beleértve a korábban folyamatos élőhely széttöredezése által okozott fauna-változások előrejelzését. Például az Egyesült Államok keleti részének nagy részén csak az egykor nagy lombhullató erdő foltjai maradtak meg, és sok énekesmadárfaj eltűnik ezekről a foltokról. Az elmélet szerint a madarak csökkenésének egyik oka az, hogy a töredezettség alacsonyabb bevándorlási arányhoz vezet (a töredékek közötti réseket nem lehet könnyen átlépni) és magasabb kihalási arányhoz (a kevesebb terület kevesebb fajt támogat).
a fajok összetételének ilyen változásaira utaló jeleket találtak az élőhelyek töredezettsége során 1953 és 1976 között egy connecticuti 16 hektáros természetvédelmi területen, ahol egy erdő újjáalakult. Ebben az időszakban a fejlődés növelte a távolságot a rezervátum és más erdők között. Ahogy az erdő visszanőtt, az olyan fajok, mint az amerikai Vöröskövek, amelyek fiatal erdőben élnek, gyarmatosították a területet, és az olyan madarak, mint a mezei veréb, amelyek inkább a nyílt cserjéket részesítik előnyben, szűkösek vagy eltűntek. Annak ellenére, hogy az egymást követő tendencia felé nagy fák, azonban, két madárfaj általában megtalálható Érett erdőben szenvedett populáció csökkenése, és öt ilyen faj kihalt a tartalék. Úgy gondolják, hogy a kihalások a természetvédelmi terület növekvő elszigeteltsége és a külvárosi élőhelyekre jellemző hat betolakodó faj versenyének csökkenése miatt következtek be.
az angliai Surrey-ben egy tölgyfa madárközösség hosszú távú tanulmányai szintén alátámasztják azt a nézetet, hogy az elszigeteltség befolyásolhatja az élőhely-szigetek madárvilágát. Ebben a közösségben nagyjából 32 tenyészfajt találtak egyensúlyban, amelyek forgalma évente három kiegészítést és három kihalást jelent. Az előrejelzések szerint, ha a fa annyira elszigetelt lenne, mint egy óceáni sziget, akkor csak öt fajt tartana fenn hosszabb ideig-két mellfajt (ugyanaz a nemzetség, mint a titmice), egy ökörfarkkórót és két rigót (az angol vörösbegy és a feketerigó).
a sziget biogeográfiai elmélete nagy segítség lehet az élőhelyek széttöredezettségének hatásainak megértésében. Nem foglalkozik azonban más olyan tényezőkkel, amelyek nagyban befolyásolhatják, hogy mely madarak tartózkodnak egy töredékben. Ezek egy része magában foglalja, hogy a fészekrabló fajok olyan bőségben vannak-e jelen, hogy megakadályozhatják bizonyos betolakodók letelepedését, hogy a töredék elég nagy-e ahhoz, hogy a potenciális lakosok medencéjének egyes tagjai által megkövetelt méretű területet tartalmazzon, vagy hogy az adott medencében a fajok egyéb élőhelyi követelményei kielégíthetők-e. Hogy egy szélsőséges példa az utóbbi, a fűvel borított, fátlan élőhely Kaliforniában nem lenne gyarmatosítani makk, Nuttall, molyhos, vagy Szőrös Harkályok, még akkor is, ha nagy lenne, és mind a négy harkály megtalálható a szomszédos erdőkben. Az ökológiai elmélet célja, hogy segítsen nekünk gondolkodni a valós világban, de ez nem helyettesíti a természet módjainak bensőséges ismeretét.
lásd: a keleti énekesmadarak hanyatlása; élőhely-kiválasztás.