Building food webs-simple or complex?
viimeisessä viestissäni selitin, miksi ratkaisulla on merkitystä elintarvikeverkkoihin. En kuitenkaan koskaan kunnolla esitellyt, mikä on ruokaverkko ja miten niitä rakennetaan.
ravintoverkko on graafinen esitys saalistaja-saalis-suhteista, toisin sanoen “Kuka syö ketä”. Se on myös ruokaketjun käsitteen yleistys. Sen lisäksi, että edustamme energiavirtaa yhdestä alkutuottajasta suurpetoon, edustamme myös yhteisön jokaista elintarvikeketjua. Ainakin teoriassa ruokaverkko pyritään rakentamaan mahdollisimman täydelliseksi. Käytännössä jokaisen lajin ja niiden vuorovaikutuksen seuranta ekosysteemissä on haastavaa ellei mahdotonta. Ruokaverkoilla on graafisesti pitkä historia. Ensimmäinen kirjallisuudessa kerrottu tällainen esitys on vuodelta 1880. Camerano (1880) edusti kovakuoriaisten välisiä suhteita; mitä hän kutsui “heidän vihollisikseen” (eli heidän saalistajikseen) ja näiden vihollisten vihollisiksi (Kuva. 1). Esitys oli melko yksinkertainen: viivat, jotka yhdistävät kovakuoriaisen saalistajaan, joka olisi yhteydessä toiseen saalistajaan ja niin edelleen; jokainen rivi edusti ravintoketjua, jossa tämä kuoriainen oli mukana.
.png)
tuohon aikaan ravintoverkko oli ainoa esitys lajien välisistä suhteista. Jouduimme odottamaan Charles Eltonin työtä (1927) lähes 50 vuotta, jotta ruokaverkoista tulisi käytännöllisempi työkalu. Hän pyrki edustamaan jokaista lajia ja jokaista niiden suhdetta niin sanotuissa “ravintojaksoissa”. Lähes 100 vuotta myöhemmin tavat analysoida ravintoverkkoja ovat saattaneet muuttua, mutta vanha Diagrammi on yhä olemassa…sen osuus kysymyksiä: “Miten tehdä täydellinen ruoka webs?”ja jos se ei ole mahdollista,” miten tehdä niistä mallin mitä pitäisi olla niiden tyhjentävä kollegansa?”Täysruokaverkkojen edustamiseksi on tunnistettava yhteisön jokainen laji (eli lajikoostumus) sekä” kuka syö ketä ” (eli niiden troofiset linkit). Vaikka tehtävä voi tuntua yksinkertaiselta, mitä enemmän lajeja, sitä enemmän mahdollista vuorovaikutusta.
tehdään vähän yksinkertaista matematiikkaa. Ensinnäkin tarkastelemme seuraavia ehtoja:
(1) lajista toiseen tapahtuva saalistaminen (eli laji A, joka syö lajeja B, B, jotka syövät lajeja A, ja A ja B, jotka ruokkivat itseään);
(2) Ei keskinäistä saalistusta (eli jätämme B: n ruokinnan A: n ulkopuolelle ensimmäisestä ehdosta)
(3) ei kannibalismia (ts. laji, joka syö itseään, a-ruokinta)
näissä olosuhteissa, vain 10 lajilla on 45 mahdollista yhteisvaikutusta. Jos unohdamme edellä poissulkemiset, olisi olemassa 100 mahdollista vuorovaikutusta. Nyt ollaan järkevämpiä: ekosysteemissä on paljon enemmän kuin 10 lajia. Esimerkiksi Barentsinmeren food web esitin aiemmin, sisälsi noin 233 trophospecies (Olivier ja Planque 2017). Annoin sinun istua mukavaan nojatuoliin ja laskea. Kyllä. Täsmälleen. Siinä on paljon mahdollisia vuorovaikutuksia!
NOTA BENE:
yhteisvaikutusten määrän laskemiseksi on ensin otettava huomioon, että on olemassa korkeintaan S2-mahdollisia yhteisvaikutuksia (esim.kahdella lajilla A ja B on 4 mahdollista yhteisvaikutusta: A-Rehu B, B-rehu A, A-Rehu A ja B-rehu b). S edustaa lajien lukumäärää. Jos suljemme pois kannibalismin, suljemme pois S vuorovaikutus. Jos emme ota huomioon keskinäistä saalistusta, niin vain puolet vuorovaikutuksista otetaan huomioon (eli A ruokkii B: tä ja jätämme B: n syötteet pois A: sta). Meillä on jäljellä seuraava yhtälö: (S2-S) / 2. Yksinkertaista.
troofiset linkit voidaan kerätä kahdella pääasiallisella tavalla: joko tarkkailet näitä vuorovaikutuksia itse tai löydät jonkun, joka teki. Toisin sanoen (1) voimme kerätä lajien troofisia vuorovaikutuksia ruokintaekologisista tutkimuksista (esim.vatsan sisällön analyysi kuvassa 2., ruoka etusija kokeet); tai (2) kirjallisuudesta, joka perustuu täällä-edellä tietoa ruokinta ekologia. Itse tein molemmat. Ensin mainittu vaatii vahvaa osaamista yhteisöstä löytyvistä eliöistä. Tämän vuoksi keskitymme yleensä yhteen tiettyyn lajiin (esim.Clupea harengus) tai lajiryhmään (esim. kalat), mutta emme yleensä ole yhteisön kaikkien lajien asiantuntijoita.
tämän seurauksena ruokaverkon tutkijat luottavat vertaistensa asiantuntemukseen. Suuri osa ruokaverkon rakentamisesta piilee laajan kirjallisuuskatsauksen tekemisessä realisoituneiden ja mahdollisten yhteyksien tunnistamiseksi. Joskus linkit puuttuvat. Tietoja ei ole vielä kerätty, ja ne voivat vaatia pääteltävää lajiruokavaliota; tai mikä pahempaa, niputtaa lajit yhteen riippumatta siitä, onko niillä täsmälleen sama ruokavalio vai ei (Jordán 2003). Puutteelliset ravintoverkot ovat kuitenkin edelleen välttämättömiä: jos ne on rakennettu oikein, ne antavat ensimmäisen käsityksen yhteisön toiminnasta. Ne voivat auttaa esimerkiksi 1) tunnistamaan keystone-lajeja tai 2) seuraamaan myrkyllisiä kemikaaleja ja mikromuoveja lajista toiseen. Yksinkertaista? Monimutkainen? Ravintoverkkojen rakentaminen perustuu monien melko yksinkertaisten tehtävien moninkertaistumiseen. Mitä täydellisempi, sen haastavampi. Tulos on kuitenkin aina palkitseva.
Camerano, L. 1880. Dell ‘ equilibrio dei viventi mercé la recipacea distruzione. Accademia delle Scienze di Torino 15: 393-414.
Elton, K. 1927. Eläinekologia. – Sidwick ja Jackson.
Jordán, F. 2003. Vertailtavuus: avain food web-tutkimuksen soveltuvuuteen. – Appl. Ecol. Env. Res. 1: 1-18.
Olivier, P. ja Planque, s. 2017. Monimutkaisuus ja rakenteelliset ominaisuudet elintarvikkeiden webs Barentsinmerellä. – Oikos 126: 1339-1346.
