معلومة

انخفاض معدل الهجرة في Papadopoulou وآخرون. (2008)


في الورقة البحثية "الانتواع والرموز الشريطية للحمض النووي: اختبار تأثيرات التشتت على تكوين مجموعات متسلسلة منفصلة" بقلم Papadopoulou et al. (2008) ، هل هناك تفسير لسبب محاكاة المؤلفين لمعدلات هجرة منخفضة جدًا ($ m $ بين $ 10 ^ {- 8} -5 times 10 ^ {- 5} $)؟ كان عدد السكان 160،000 ، والذي ينتج Nm $ بين 0.0001-0.5. هذا أقل بكثير من مهاجر واحد لكل جيل.

أي فكرة ستكون محل تقدير كبير.


بعد بحث سريع ، لا يبدو أنهم يعلقون كثيرًا على اختيار المعلمة هذا للأسف. ها هي أفكاري السريعة.

إنهم يتعاملون مع أنواع شبه معزولة. لقد استكشفوا مجموعة من القيم وأود أن أفترض أنها تأكدت من أن القيم المتطرفة لن تؤدي إلى نتائج مختلفة بشكل جذري.

يمكن أن تكون عمليات المحاكاة هذه مكثفة للغاية من الناحية الحسابية ، ومن الممكن أن يكونوا قد اعتبروا أن $ Nm $ هو الإحصاء المهم ، لكنهم يفترضون أن النتائج يمكن أن ترتفع وتنخفض لقيم مختلفة $ N $ و $ m $. في الواقع ، يشيرون بشكل منهجي تقريبًا إلى معدل هجرتهم على أنه Nm $.


معدلات هجرة الأشجار: تضييق الفجوة بين معدلات ما بعد الجليدية المستنبطة والمعدلات المتوقعة

الانتماءات معهد سينكينبرج للأبحاث ومتحف التاريخ الطبيعي والتنوع البيولوجي ومركز أبحاث المناخ ، فرانكفورت ، ألمانيا ، الأكاديمية الرومانية "إميل راكوفيتش" معهد علم الكهوف ، كلوج نابوكا ، رومانيا

الانتماءات قسم الجغرافيا ، الجامعة المفتوحة ، ميلتون كينز ، المملكة المتحدة ، كلية الجغرافيا والبيئة ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة ، مختبر البيئة طويل الأجل ، معهد التنوع البيولوجي ، قسم علم الحيوان ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة ، معهد التنوع البيولوجي ، معهد أكسفورد مارتن ، قسم علم الحيوان ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة

الانتماءات معمل الإيكولوجيا طويل الأمد ، معهد التنوع البيولوجي ، قسم علم الحيوان ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة ، معهد التنوع البيولوجي ، معهد أكسفورد مارتن ، قسم علم الحيوان ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة ، قسم علم الأحياء ، جامعة بيرغن ، بيرغن ، النرويج

الانتماءات قسم الجغرافيا ، الجامعة المفتوحة ، ميلتون كينز ، المملكة المتحدة ، قسم علم الأحياء ، جامعة بيرغن ، بيرغن ، النرويج ، مركز أبحاث التغيير البيئي ، كلية لندن الجامعية ، لندن ، المملكة المتحدة

علم البيئة الكلي الديناميكي ، ديناميكيات المناظر الطبيعية ، المعهد الفيدرالي السويسري لأبحاث الغابات والثلوج والمناظر الطبيعية WSL ، بيرمنسدورف ، سويسرا

الانتماءات معهد Senckenberg للأبحاث ومتحف التاريخ الطبيعي والتنوع البيولوجي ومركز أبحاث المناخ ، فرانكفورت ، ألمانيا ، مركز أبحاث التنوع البيولوجي والمناخ وجامعة Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung وجامعة Goethe ، فرانكفورت أم ماين ، ألمانيا


البحوث الأصلية المادة

أورلي ر.تايلور جونيور 1 & # x0002A ، جون إم بلزانتس 2 ، رالف جرونديل 3 ، صموئيل دي بيكورارو 3 ، جيمس ب. لوفيت 4 و آن رايان 4
  • 1 قسم علم البيئة وعلم الأحياء التطوري ، جامعة كانساس ، لورانس ، كانساس ، الولايات المتحدة
  • 2 قسم الإيكولوجيا والتطور وبيولوجيا الكائن الحي ، جامعة ولاية آيوا ، أميس ، أي أي ، الولايات المتحدة
  • 3 هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، مركز علوم البحيرات العظمى ، تشيستيرتون ، إنديانا ، الولايات المتحدة
  • 4 مونارك ووتش ، مسح كنساس البيولوجي ، جامعة كانساس ، لورانس ، كانساس ، الولايات المتحدة

يُعزى الانخفاض في عدد سكان شرق أمريكا الشمالية من عشبة الفراشة الملكية منذ أواخر التسعينيات إلى فقدان الصقلاب خلال موسم التكاثر الصيفي وما يترتب على ذلك من انخفاض في حجم العشائر الصيفية التي تهاجر إلى وسط المكسيك لتنتهي في الشتاء (عشب الصقلاب) فرضية التقييد). ومع ذلك ، في بعض الدراسات ، لم يتم العثور على حجم السكان الصيفي في الانخفاض ولم يكن مرتبطًا بحجم السكان الذين يعيشون في الشتاء. خلص مؤلفو هذه الدراسات إلى أن الحد من الصقلاب لا يمكن أن يفسر انخفاض عدد السكان في الشتاء. افترضوا أن زيادة الوفيات أثناء الهجرة الخريفية كانت مسؤولة (فرضية وفيات الهجرة). استخدمنا بيانات من برنامج وضع العلامات الملكي طويل الأجل ، الذي تديره Monarch Watch ، لفحص ثلاثة تنبؤات لفرضية وفيات الهجرة: (1) أن حجم السكان في الصيف غير مرتبط بحجم السكان في فصل الشتاء ، (2) نجاح الهجرة هذا هو المحدد الرئيسي لحجم السكان في الشتاء ، و (3) أن نجاح الهجرة قد انخفض على مدى العقدين الماضيين. كمؤشر لحجم السكان في الصيف ، استخدمنا عدد الأفراد المهاجرون الذين تم اصطيادهم في البرية والذين تم وضع علامة عليهم في الغرب الأوسط الأمريكي من عام 1998 إلى عام 2015. كمؤشر لنجاح الهجرة ، استخدمنا معدل استرداد أفراد الغرب الأوسط الموسوم في المكسيك. فيما يتعلق بالتنبؤات الثلاثة: (1) عدد الأفراد المميزين في الغرب الأوسط ، أوضح 74 ٪ من التباين في حجم السكان الذين يقضون فصل الشتاء. ارتبطت المقاييس الأخرى لحجم السكان في الصيف أيضًا بحجم السكان الذين يعيشون في الشتاء. وبالتالي ، لا يوجد فصل بين أحجام السكان في أواخر الصيف والشتاء. (2) لم يكن نجاح الهجرة مرتبطًا بشكل كبير بحجم السكان في الشتاء ، و (3) لم ينخفض ​​نجاح الهجرة خلال هذه الفترة. ارتبط نجاح الهجرة بمستوى خضرة المنطقة في جنوب الولايات المتحدة المستخدمة للرحيق عن طريق هجرة الفراشات. وبالتالي ، فإن المحدد الرئيسي للاختلاف السنوي في حجم السكان الذين يعيشون في الشتاء هو حجم السكان في الصيف مع نجاح الهجرة كعامل ثانوي. وبالتالي ، فإن زيادة موائل الصقلاب ، والتي لديها القدرة على زيادة أعداد الأسرة المالكة في الصيف ، هي إجراء الحفظ الذي سيكون له أكبر الأثر.


المواد والأساليب

دراسة الأنواع

كلا نوعي الدراسة هما مشتتات جيدة نسبيًا ، ويقومان حاليًا بتوسيع نطاقهما شمالًا في بريطانيا (الشكل 1). Melanargia galathea تم تسجيله في 66 ٪ أكثر من 10 كم مربعات خلال التعداد السكاني في 1995-1999 مقارنة بإحصاء سابق في 1970-1982 (Asher وآخرون. 2001) ، وزاد عدد المربعات الشبكية المسجلة بنسبة 37 ٪ في T. سيلفستريس خلال نفس الفترة الزمنية (Asher وآخرون. 2001). تتغذى اليرقات من كلا النوعين على الأعشاب. في شمال إنجلترا ، م يقتصر بشكل أساسي على الطباشير والأراضي العشبية من الحجر الجيري غير المحسنة ، فإن كل من الجيولوجيا والنباتات شبه الطبيعية المتبقية متقطعة ، لذلك قد نتوقع أن الحواجز التي تحول دون التشتت يمكن أن تقطع التوسع شمالًا لهذا النوع. Thymelicus sylvestris أقل تقييدًا بنوع معين من الموائل ، والنبات الرئيسي اليرقات المضيف هو هولكوس لاناتوس، نوع عشبي شائع وواسع الانتشار ، بما في ذلك على حواف الطرق والموائل الهامشية الأخرى. لذلك ، فإن القضية بالنسبة لهذا النوع هي ما إذا كان التشتت سريعًا بما يكفي لمواكبة التغير المناخي. من بين عدد من الأنواع المرشحة المحتملة ، تم اختيار نوعي الدراسة بشكل أساسي لأن كلاهما يتغذيان على نباتات مضيفة واسعة الانتشار (أعشاب) وتوجد في الموائل التي تحدث أيضًا في شمال التوزيعات الحالية للأنواع ، لذلك من المعقول افتراض ذلك يمكن أن يكون المناخ عاملاً يحد من توزيعاتها.

توسيع نطاق حديث لـ (أ) م وب) T. سيلفستريس في المملكة المتحدة بدقة شبكة تبلغ 10 كيلومترات. التوزيعات المسجلة للأنواع مأخوذة من آشر وآخرون. (2001). تمثل الدوائر المجوفة مربعات الشبكة غير المشغولة ، وتمثل الدوائر السوداء مربعات الشبكة المشغولة حديثًا في 1995-1999 والدوائر الرمادية تشير إلى مربعات الشبكة المشغولة بين عامي 1970 و 1982. مواقع التقديم في Wingate Quarry Co. ، Durham for م و Kyloe Quarry ، Northumbria لـ T. سيلفستريس تم وضع علامة عليها.

مجالات ملاءمة المناخ خارج هوامش المدى

استخدمنا نماذج سطح الاستجابة المناخية لتناسب توزيعات الأنواع في جميع أنحاء أوروبا لثلاثة متغيرات مناخية (متوسط ​​درجة الحرارة في الشهر الأكثر برودة ، مجموع درجات الحرارة السنوية بدرجات اليوم و 5 درجات مئوية ، توفر الرطوبة) باستخدام الطرق الموضحة بالتفصيل في المعلومات الداعمة و في مكان آخر (Hill وآخرون. 1999 هنتلي وآخرون. 2008). قمنا بعد ذلك بتطبيق النماذج على بريطانيا العظمى للتنبؤ بخلايا شبكية بطول 10 كيلومترات تتجاوز هوامش نطاق الأنواع التي بدت مناسبة مناخيًا (احتمالية الحدوث المحاكاة أكبر من قيمة العتبة ، باتباع Hill وآخرون. 1999) ، لكنها ظلت شاغرة. أشار ناتج النموذج إلى أن المناطق المناسبة مناخيًا ولكنها غير مأهولة تحدث في مناطق محدودة من شمال إنجلترا ، واسكتلندا الساحلية وشمال غرب ويلز T. سيلفستريس، وفي شرق وجنوب غرب إنجلترا والمناطق الساحلية لويلز وشمال إنجلترا م. جالاثيا (الشكل S1).

مقدمة من م. جالاثيا و T. سيلفستريس خارج نطاقهم الحالي

لاختبار ما إذا كانت مناطق المناخ المناسب ظاهريًا خارج نطاقات الأنواع الحالية يمكن أن تدعم مجموعات من النوعين ، تم إجراء مقدمات منفصلة لكل نوع خارج نطاق النطاق الشمالي الخاص بهما. لكلا النوعين ، تم جمع البالغين (نسبة الجنس 1: 1) من مواقع في شمال يوركشاير ونقلهم إما إلى Wingate Quarry Local Nature Reserve ، Co. Durham (م مرجع شبكة نظام التشغيل NZ3737 الشكل 1 أ) ، أو إلى Kyloe Quarry ، Northumberland (T. سيلفستريس مرجع شبكة OS NU0440 الشكل 1B). كان كلا موقعي الإطلاق عبارة عن محاجر مهجورة ، تحتوي على الكثير من موائل التكاثر ، وتم اختيارهما بعد مناقشة مع خبراء محليين. وفقًا لنماذج سطح الاستجابة ، كان كلا الموقعين في مناطق ذات مناخ مناسب ظاهريًا (تجاوز احتمالية الحدوث قيمة العتبة في كلتا الحالتين). ما يقرب من 500 فرد من م. جالاثيا تم نقلهم في أوائل يوليو 2000. ما يقرب من 400 فرد من T. سيلفستريس تم نقلهم في أواخر يوليو أو أوائل أغسطس في عام 1999 وتم الإفراج عن 200 شخص آخر في أواخر يوليو 2000. تم القبض على الأفراد الذين يسافرون بحرية في مجموعات المانحين ، ووضعوا في أقفاص ، ونقلوا إلى مواقع إطلاق سراحهم ، وأفرج عنهم في نقطة واحدة في اليوم التالي .

مراقبة السكان الذين تم إدخالهم

خلال فترات طيران النوعين ، قمنا بمراقبة استمرار كل نوع من خلال البحث عن البالغين. سجلنا حدوث الأفراد داخل وخارج مواقع الإطلاق كل عام من 2001 إلى 2006 ، وإجراء عمليات بحث مكثفة لمنطقة الإطلاق بأكملها وجميع الموائل المناسبة في نطاق يتراوح من 3 إلى 4 كيلومترات من الإطلاق ، مع تسجيل موقع الأفراد الذين يستخدمون مسجلات GPS المحمولة. داخل المنطقة المباشرة لمواقع الإصدار ، أجرينا عمليات بحث في مناطق مختلفة بشكل متزامن لتقليل التسجيل المتعدد للأفراد. وقد زودنا ذلك بإحصاء "إجمالي" للسكان في كل يوم مسح في مناطق الإصدار. من هذه البيانات ، قمنا أيضًا بحساب وظائف التشتت لكلا النوعين في هوامش نطاقهما المناخي ومقارنتها بوظائف مماثلة تم تقديرها من توسعات النطاق الطبيعي الأخيرة. استخدمنا أيضًا هذه البيانات لحساب مضلعات النطاق السكاني ونواة السكان لفحص التغييرات في حجم النطاق وهيكله على مدار 6 سنوات. تم تقدير مدى السكان لكل عام باستخدام التربية على حقوق الإنسان: امتداد النطاق المنزلي لبرنامج ArcView (Rodgers & Carr 1998). قمنا بحساب مضلعات النواة للكثافة السكانية باستخدام المعلمات الافتراضية (كفاف حجم مع عامل تجانس 1 وتجانس ثابت) في Rodgers & Carr (1998). تم جمع بيانات تعداد محدودة لعامي 2007 و 2008.

قمنا بمراقبة سكان م كل بضعة أيام خلال فترة الرحلة الرئيسية كل عام. ل T. سيلفستريس، لم نجمع البيانات في كثير من الأحيان ولكننا ما زلنا نستطلع السكان عدة مرات خلال فترة الرحلة الرئيسية لكل عام (باستثناء عام 2005 ، عندما تمت زيارة واحدة فقط).

ل م، قمنا أيضًا بإجراء عمليات مسح منتظمة كل 3-4 أيام خلال فترة الرحلة باستخدام طرق مخطط مراقبة الفراشة الموحدة (Pollard & Yates 1993). أنشأنا مقطعًا مقطعيًا طوله 1550 مترًا مقسمًا إلى 11 قسمًا لحساب التغيرات في الكثافة خلال السنوات وفيما بينها. قارنا النمو السكاني في الموقع الذي تم تقديمه مع سبعة مواقع UKBMS المستعمرة حديثًا (مخطط مراقبة الفراشات في المملكة المتحدة http://www.ukbms.org). قمنا أيضًا بتضمين موقع UKBMS إضافي (Waterperry ، مرجع شبكة المملكة المتحدة SP0069) في هذا التحليل الذي كان عدد سكانه م التي تراجعت إلى شبه الانقراض في عام 1982 (ذروة تعداد شخصين) قبل أن تتعافى. من بين هذه المواقع الثمانية ، أظهرت أربعة مواقع نموًا سكانيًا (من الانحدار الخطي لل [logه- الكثافة السكانية المحولة مقابل الوقت) في الموائل عالية الجودة مع عدم إظهار الباقي أي دليل على النمو أو الأرقام المتغيرة في الموائل دون المثالية. قدمنا م إلى موطن مناسب للغاية ظاهريًا ، ولذا قمنا بمقارنة النمو السكاني مع نمو المواقع المستعمرة في الموائل عالية الجودة في أقصى الجنوب (انظر الشكل 3 لمواقع هذه المواقع المستعمرة). قدرنا معدل النمو الهندسي لكل مجموعة من منحدر علاقة (logه-التحول) مؤشر السكان UKBMS (http://www.ukbms.org) مقابل سنوات منذ الاستعمار / المقدمة. قمنا بمقارنة الاختلافات في نمو المجموعات المستعمرة والمقدمة من مصطلح التفاعل "الموقع × السنة" لنموذج خطي معمم ، ودمج السنة ومؤشر السكان كمتغيرات والموقع كعامل.

التغييرات في الرقم القياسي التقديري للسكان م في (Wingate - المربعات الرمادية) والمواقع المستعمرة بشكل طبيعي (Barnack ، المملكة المتحدة المرجع الشبكي TF0704 - الدوائر المملوءة Waterperry ، SP0069 - مثلثات Woodwalton Farm ، TL2181 - المربعات المفتوحة Oxwich ، SS4986 - الدوائر المفتوحة). تعتبر الخطوط الأكثر ملاءمة المرسومة كلها مهمة (ص & lt 0.05) ولا يوجد فرق معنوي في المنحدرات.


مناقشة

تشير نتائجنا إلى وجود حاجز وراثي قوي بين وسط إنجلترا وشمال ويلز والغياب الفعلي للحاجز بين وسط إنجلترا وفريزلاند. يجب أن تشمل أي محاولة لشرح هذه النتائج من حيث التاريخ الديموغرافي والهجرة كل من هذه النتائج بشكل مرض. لا يمكن تفسير حاجز وسط إنجلترا وشمال ويلز على أنه مجرد ظاهرة عزلة بسيطة لأنها تتناقض بشدة مع عدم وجود دليل على وجود سلسلة بين المدن الإنجليزية الخمس المتفرقة على نطاق واسع. النتائج التي توصلنا إليها مذهلة بشكل خاص ، بالنظر إلى الدقة العالية ومعدل التحور السريع للأنماط الفردانية لكروموسوم Y التي تستند إليها. هذه تسمح بتحديد الحواجز الجينية ، إن وجدت ، بوضوح.

أفضل تفسير لنتائجنا هو أن التحول الثقافي الأنجلو ساكسوني في وسط إنجلترا تزامن مع هجرة جماعية من القارة. مثل هذا الحدث من شأنه أن يفسر في نفس الوقت التقارب العالي بين اللغة الإنجليزية الفريزية والتقارب المنخفض بين الإنجليزية الوسطى والشمالية الويلزية. إذا استخدمنا معدل 0.1٪ ، كما لوحظ على مدار الـ 25 عامًا الماضية ، لتمثيل قيمة عالية للغاية للهجرة الخلفية المستمرة بين وسط إنجلترا وأوروبا القارية ، فإننا نقدر أن حدث هجرة أنجلو ساكسوني يؤثر على 50٪ - 100٪ مطلوب من تجمع الجينات الذكورية الإنجليزية المركزية في ذلك الوقت. ومع ذلك ، نلاحظ أن بياناتنا لا تسمح لنا بتمييز حدث أضاف ببساطة إلى مجموعة الجينات الذكورية الأصلية للغة الإنجليزية المركزية من حدث تم فيه تهجير الذكور الأصليين في مكان آخر أو حدث تم فيه تقليل عدد الذكور الأصليين. علاوة على ذلك ، على الرغم من أن نماذجنا تفترض حدث ترحيل فوري واحد ، إلا أننا نتوقع أيضًا عملية أكثر تدريجيًا تستمر لعدة أجيال ولكنها لا تزال تؤدي إلى نفس الدرجة من الاختلاط (صورة قد تناسب البيانات التاريخية بشكل أفضل [Härke 2002]) لإنتاج الكثير جدًا. أنماط وراثية مماثلة.

نحن نقبل أن بياناتنا لا تثبت بشكل قاطع وقوع حدث هجرة جماعية أنجلو ساكسونية. إذا تم السماح بمعدل هجرة خلفية بنسبة 0.3٪ بين وسط إنجلترا وفريزلاند ، فستختفي الحاجة إلى حدث الهجرة الجماعية. ومع ذلك ، نلاحظ أن هذا معدل مرتفع للغاية حتى بالمعايير الحديثة ويجب الحفاظ عليه باستمرار على مدى آلاف السنين. إن معدل الهجرة في الخلفية البالغ 0.3٪ يعني أن واحدًا من كل ستة من الذكور الإنجليز المركزيين اليوم ينحدر من الفريزيين (أو السكان المتطابقين مع الفريزيين) الذين هاجروا إلى إنجلترا بعد الفترة الأنجلوسكسونية وأن نسبة متساوية من الفريزيين اليوم ينحدرون من اللغة الإنجليزية في نفس المنوال. نلاحظ أيضًا أنه في ظل نموذج تدفق الجينات أحادي الاتجاه الذي يتضمن الهجرة إلى وسط إنجلترا فقط ، يجب أن يتضاعف معدل الهجرة الخلفية ليبلغ 0.6 ٪ على الأقل على أساس مستمر.

من الصحيح أيضًا أن حدث هجرة جماعية كان من الممكن أن يحدث خارج فترة الهجرة الأنجلو ساكسونية لأن فاصل الثقة 95 ٪ للانقسام الإنجليزي - الفريزي المركزي يمتد إلى 425 قبل الميلاد. (إذا سمح أحدهم بمعدل ترحيل للخلفية يبلغ 0.1٪ ووقت جيل 25 عامًا). تتحد علم الآثار وشهادة قيصر لتوحي بهجرة البلجاي ، قبيلة سلتيك من شمال بلاد الغال ، إلى وسط جنوب إنجلترا (هامبشاير وغرب ساسكس) بين 100 و 80 قبل الميلاد. (هوكس 1968 كونليف 1988 ، ص 147 - 149 كونليف 1991 ، ص 108 - 110). علاوة على ذلك ، على الرغم من أن فريزلاند كانت تقع خارج أقصى حدود الإمبراطورية الرومانية ، فقد جند الرومان أعدادًا صغيرة من المرتزقة الفريزيين وتمركزوا في أقصى الشمال مثل جدار هادريان (بريز ودوبسون 1978 ، ص 139-140 كولينجوود ، رايت ، وتوملين 1995 ، ص .501). ومع ذلك ، فإن معظم المؤرخين سيرون هذه الحركات ، إذا اعترفوا بها على الإطلاق ، كمقدمة لهجرة ما بعد الرومان الأنجلو سكسونية ، وسيكون من الغريب بالفعل إنكار هذه الأخيرة مع تخصيص حالة هجرة جماعية كبيرة للغاية في نفس الوقت إلى السابق.

أخيرًا ، نقبل أن استنتاجاتنا تستند إلى التحليلات الجينية السكانية التي تفترض نموذجًا معينًا لتطور الأقمار الصناعية الصغيرة في ظل الحياد والنمو الانتقائي وأن الابتعاد عن هذه الافتراضات قد يؤثر على نتائجنا. ومع ذلك ، نلاحظ أن دقة نموذج الطفرة تتضاءل من حيث الأهمية بسبب العدد الصغير من الأجيال التي من شأنها أن تسمح للطفرات الجديدة بالتراكم منذ العصر الأنجلو ساكسوني وأيضًا أن أي عمليات مسح انتقائية يجب أن تكون حديثة جدًا من أجل لقد أثرت في استنتاجاتنا بشكل كبير ، خاصةً لأن تأثيرات مثل هذه الكاسحات سيتم استيعابها جزئيًا بواسطة نموذجنا للنمو السكاني المتسارع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التقديرات التي قدمتها BATWING لأحجام السكان الفعالة في وقت حدث الهجرة الأنجلو ساكسونية صغيرة جدًا (الجدول 1). وبالتالي ، فإن قدرًا كبيرًا من الخطأ الناجم عن الانجراف مسموح به بالفعل من خلال تحليلات احتمالية BATWING و Monte Carlo. نحن لا نفترض وجود تطابق دقيق بين ديناميكيات حجم السكان الحقيقية والفعالة أو بين تاريخ السكان الحقيقي في إنجلترا ، التي شهدت العديد من التغييرات المختلفة في الحجم ، ونموذجنا البسيط للنمو الأسي. ومع ذلك ، نلاحظ أن الوضع اللاحق لمعدل النمو السكاني الفعال لكل جيل الذي قدمته BATWING (6.0٪) يطابق تمامًا متوسط ​​معدل النمو السكاني الحقيقي المقدر على مدار 1500 عام الماضية (Hatcher 1977، pp. 1348–1530 Wrigley and Schofield) 1989، pp. 1541–1871 Härke 2002) ، بينما يغطي الفاصل الزمني الموثوق به 95٪ لدينا كلا من متوسط ​​معدلات النمو المنخفضة للإعلان 500-1750 (حوالي 3٪ لكل 25 سنة ، وإن كان ذلك مع تقلبات كبيرة) ومتوسط ​​معدلات النمو الأعلى من م. 1750-2000 (حوالي 23٪ لكل 25 سنة).

ظهرت المستوطنات والثقافة الأنجلو ساكسونية في جميع أنحاء إنجلترا ، ولكن الأهم من ذلك أنها لم تمتد إلى شمال ويلز ، حيث يُعتقد أن العديد من البريطانيين السلتيين الأصليين الذين يعيشون في إنجلترا قد فروا (Kearney 1989 Davies 1993 ، 1999). استمر الصراع بين الممالك الويلزية والأنجلو سكسونية على مدى فترة طويلة. تم بناء أوفا دايك (حاجز ترابي بطول 240 كم) كاليفورنيا. ميلادي. 790 وقدمت حدودًا واضحة المعالم بين إنجلترا وويلز. استمر الفصل اللغوي والثقافي والسياسي بين المنطقتين على الأقل حتى م. 1282 عندما هزم إدوارد الأول ملك إنجلترا الملك الويلزي ليلين الثاني (ديفيز 1993). تشير نتائجنا إلى أن هذا الفصل قد حد أيضًا من تدفق الجينات الذكرية بين المنطقتين على مدار 1500 عام الماضية تقريبًا.

لا تكشف المقارنات بين الأنماط الفردانية الإنجليزية الوسطى والنرويجية عن أي دليل على أنماط الفردانية المميزة للتوقيع المشترك والتي تشير إلى أصل الفايكنج ، على عكس المقارنات الأوركادية والنرويجية (ويلسون وآخرون ، 2001). ومع ذلك ، يُعتقد أن الفايكنج الذين ربما استقروا في إيست أنجليا وميدلاندز كانوا في الغالب من الدنمارك ، وليس النرويج (Richards 2000). تشير البيانات المنشورة سابقًا إلى أن الدنماركيين لديهم تقارب وراثي أكبر لكروموسوم Y مع اللغة الإنجليزية مقارنة بالنرويجيين (Malaspina وآخرون 2000 Rosser وآخرون 2000). ومع ذلك ، يُعتقد أن الحدود الدنماركية الألمانية هي موقع مصدر آخر للأنجلو ساكسون (Kearney 1989 Davies 1999) ، لذلك قد يكون من الصعب تمييز أي تأثير للفايكنج الدنماركي على تجمع الجينات الإنجليزية عن التأثير الأنجلو ساكسوني. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات داخل الدول الاسكندنافية وأماكن أخرى لحل هذه المشكلة.

تُظهر هذه الدراسة أن الحدود الويلزية كانت بمثابة حاجز جيني لتدفق الجينات الأنجلو ساكسونية Y أكثر من بحر الشمال. بشكل ملحوظ ، وجدنا أن التمايز الجيني الناتج لا يزال واضحًا في يومنا هذا. تشير هذه النتائج إلى أن الحدود السياسية يمكن أن تكون أكثر أهمية من الحد الجيوفيزيائي في الهيكلة الجينية للسكان وأن الأنماط الإعلامية للتمايز الجيني يمكن أن تنتج عن أحداث الهجرة التي تحدث في العصور التاريخية.

إدوارد هولمز ، محرر المراجعة

كلا المؤلفين ساهموا بالتساوي في هذا العمل

الكلمات الرئيسية: كروموسوم Y حدث فريد من نوعه تعدد الأشكال الأنماط الفردية للأقمار الصناعية الدقيقة تاريخ السكان البريطانيين الأنثروبولوجيا الجينية النماذج الوراثية السكانية


كيف ترتبط التفاوتات الهيكلية ، والمحددات الاجتماعية للصحة ، والمساواة الصحية

عدم المساواة الصحية هي اختلافات منهجية في مجموعات الفرص التي يجب أن تحققها المجموعات الصحية المثلى ، مما يؤدي إلى اختلافات غير عادلة ويمكن تجنبها في النتائج الصحية (Braveman، 2006 WHO، 2011). تشمل أبعاد الهوية الاجتماعية والموقع الذي ينظم أو & # x0201cstructure & # x0201d الوصول التفاضلي لفرص الصحة العرق والعرق والجنس والتوظيف والحالة الاجتماعية والاقتصادية والإعاقة وحالة الهجرة والجغرافيا والمزيد. عدم المساواة الهيكلية هي الدوافع الشخصية والشخصية والمؤسسية والنظامية & # x02014 مثل العنصرية والتمييز على أساس الجنس والطبقية والقدرة على النزاهة وكراهية الأجانب ورهاب المثلية الجنسية & # x02014 التي تجعل هذه الهويات بارزة في التوزيع العادل للفرص والنتائج الصحية. السياسات التي تعزز عدم المساواة على جميع المستويات (من منظمة إلى المجتمع إلى المقاطعة والولاية والأمة) هي محركات حاسمة لعدم المساواة الهيكلية. ال المحددات الاجتماعية والبيئية والاقتصادية والثقافية للصحة هي المجال الذي ينتج فيه التفاوتات الهيكلية تفاوتات صحية. هذه المحددات المتعددة هي الظروف التي يعيش فيها الناس ، بما في ذلك الحصول على طعام جيد ، والمياه ، ونوعية المدارس وأماكن العمل والأحياء وتكوين الشبكات الاجتماعية وطبيعة العلاقات الاجتماعية.

لذلك ، على سبيل المثال ، فإن تأثير التحيزات الشخصية والمؤسسية والمنهجية في السياسات والممارسات (عدم المساواة الهيكلية) هو & # x0201csorting & # x0201d الأشخاص في الأحياء الغنية بالموارد أو الفقيرة بالموارد و K & # x0201312 المدارس (التعليم نفسه يجري أحد المحددات الرئيسية للصحة (وولف وآخرون ، 2007) على أساس العرق والوضع الاجتماعي والاقتصادي إلى حد كبير. نظرًا لأن جودة الأحياء والمدارس تشكل بشكل كبير مسار الحياة وصحة البالغين والأطفال ، فإن العرق والطبقة متمايزة يعد الوصول إلى الأحياء والمدارس النظيفة والآمنة والغنية بالموارد عاملاً مهمًا في إنتاج عدم المساواة الصحية. تؤدي مثل هذه التفاوتات الهيكلية إلى اختلافات كبيرة ويمكن الوقاية منها في المقاييس الصحية مثل متوسط ​​العمر المتوقع ، حيث تشير الأبحاث إلى أن الرمز البريدي للفرد هو أكثر أهمية الصحة من الشفرة الجينية للفرد (RWJF ، 2009).

يتبع تأثير التفاوتات الهيكلية الأفراد & # x0201c من الرحم إلى القبر. & # x0201d على سبيل المثال ، من المرجح أن تلد النساء الأميركيات من أصول أفريقية أطفالًا منخفضي الوزن عند الولادة ، ويعاني أطفالهم حديثي الولادة من معدلات وفيات أعلى للرضع غير مرتبطة بأي بيولوجي. الاختلافات ، حتى بعد حساب العوامل الاجتماعية والاقتصادية (Braveman، 2008 Hamilton et al.، 2016 Mathews et al.، 2015). على الرغم من أن العلم لا يزال يتطور ، فمن المفترض أن الإجهاد المزمن المرتبط بعلاج مختلف من قبل المجتمع هو المسؤول عن نتائج الولادة التفاضلية المستمرة (Christian، 2012 El-Sayed et al.، 2015 Strutz et al.، 2014 Witt et al. . ، 2015). في المدرسة الابتدائية ، توجد اختلافات مستمرة عبر التقسيمات العرقية والإثنية في معدلات الانضباط ومستويات التحصيل في القراءة ، وهي معدلات لا ترتبط بأي اختلافات في مقاييس الذكاء (Howard، 2010 Losen et al.، 2015 Reardon et al.، 2012 Skiba وآخرون ، 2011 سميث وهاربر ، 2015). هناك أيضًا اختلافات عرقية وطبقية في تجارب الطفولة السلبية والإجهاد والصدمات المزمنة ، والتي من المعروف أنها تؤثر على القدرة على التعلم والأداء المدرسي ، فضلاً عن التفاوتات الهيكلية في التعرض البيئي ، مثل الرصاص ، والتي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى اختلافات في حاصل الذكاء (معدل الذكاء) (Aizer et al.، 2015 Bethell et al.، 2014 Jimenez et al.، 2016 Levy et al.، 2016). يعد التخرج من المدرسة الثانوية أحد أقوى العوامل التي تنبئ بمتوسط ​​العمر المتوقع ، والتي تختلف بشكل كبير باختلاف الفصل والعرق والانقسام العرقي ، كما هو الحال بالنسبة لمعدلات المشاركة في الكلية والمدارس المهنية & # x02014 والتي تشكل جميعها التوظيف والدخل والثروة الفردية ومتعددة الأجيال (Olshansky وآخرون ، 2012). تؤثر عدم المساواة الهيكلية على سياسات التوظيف ، مع وجود تحيزات ضمنية وصريحة تخلق فرصًا متباينة على طول الانقسامات العرقية والجنسية والقدرة البدنية. تستمر سياسات الإقراض في خلق اختلافات في ملكية المنازل ، وتطوير الأعمال الصغيرة ، وتطوير الأصول الأخرى (Pager and Shepherd ، 2008). إن عدم المساواة الهيكلية تخلق اختلافات في القدرة على المشاركة ويكون لها صوت في صنع القرار السياسي والسياسي ، وحتى المشاركة في أكثر الجوانب الجوهرية في ديمقراطيتنا ، وهو التصويت (Blakely et al.، 2001 Carter and Reardon، 2014). وتخلق التحيزات الضمنية عروض خدمات الرعاية الصحية التفاضلية وتقديمها وتؤثر على فعالية الرعاية المقدمة ، بما في ذلك الافتقار إلى الكفاءة الثقافية (IOM and NRC، 2003 Sabin et al.، 2009).

بالنسبة للعديد من الأشخاص ، تحد التحديات التي تفرضها حالات عدم المساواة الهيكلية من نطاق الفرص المتاحة لهم للوصول إلى إمكاناتهم الصحية الكاملة. تعتمد صحة المجتمعات على محددات الصحة.


مقدمة

يتم تحديد التوزيع المكاني للكائنات الحية في المحيط - من أصغر العوالق إلى أكبر الحيوانات المفترسة - من خلال التفاعلات بين سلوك الكائن الحي والهيكل الفيزيائي لعلوم المحيطات والعمليات. ترتبط الأهمية النسبية للهياكل والعمليات الفيزيائية في قيادة توزيع الكائن الحي ، وبالتالي التشتت ، ارتباطًا مباشرًا بقدرات السباحة والسلوك للفرد أو الأنواع. على الرغم من أنه من الواضح أن الحيوانات المفترسة الكبيرة مثل أسماك القرش والثدييات البحرية والأسماك الكبيرة يمكن أن تتكيف مع التغيرات في بيئتها السائلة بسهولة نسبية ، إلا أن العوالق لا تستطيع ذلك. تتضمن الحياة في العوالق توازنًا بين السلوك وبيئة الكائنات الحية. تتكون العوالق من الفيروسات والبكتيريا والعوالق النباتية والعوالق الحيوانية ويرقات السطح للعديد من اللافقاريات البحرية والأسماك. تعرض هذه المجموعة نطاقًا واسعًا من القدرات السلوكية التي تربط الانتقال من جسيم سلبي إلى القدرة على تحديد الوضع الرأسي والأفقي في المحيط (الشكل 1). غالبًا ما يحدث هذا الانتقال الخاص بالأنواع على مستويات أصغر بكثير مما هو معروف تقليديًا بسبب قدرة الكائنات الحية على الاستجابة لهيكل المحيط وعملياته.

في هذه المساهمة ، نستعرض بإيجاز الخصائص الفيزيائية وديناميكيات المحيط من وجهة نظر الكائن الحي. ثم نراجع المقاييس المعروفة للتفاعل بين العوالق والعمليات الفيزيائية ، وكيف تؤدي هذه التفاعلات إلى أنماط ملحوظة في البيئة. تُستخدم سمتان أوقيانوغرافية محددتان - التجمعات في جبهات المحيط الثابتة والتجمعات في الطبقات الرقيقة تحت السطحية - كأمثلة للتفاعلات بين سلوك الكائن الحي والهيكل الفيزيائي لعلوم المحيطات والعمليات. ثم نصف كيف تؤثر هذه التجمعات على توزيع الكائنات الحية ، والتشتت المحيطي ، وفي بعض الحالات ، تجنيد اليرقات. أخيرًا ، نناقش النماذج البيولوجية والفيزيائية المقترنة المستخدمة لوصف هذه التفاعلات وبعض السمات الثابتة التي نلاحظها في البحر.


تكاليف وحدود اللدونة في بيئة متغيرة

اللدونة في البيئات القاسية

يفترض النموذج الموجود في المربع 2 معيار رد فعل خطي ، مما يعني أن مقدارًا معينًا من التغيير البيئي ينتج دائمًا نفس التغيير المظهري البلاستيكي. تتم دراسة اللدونة بشكل عام في سياق البيئات التي تختلف في الفضاء أو تتقلب في الوقت المناسب مع توزيع ثابت ، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن الاستجابات البلاستيكية خارج النطاق المعتاد للاختلاف. قد تؤدي البيئات القاسية إلى تعطيل الاستجابة البلاستيكية ، بحيث يتخذ معيار التفاعل أي شكل في البيئات التي نادرًا ما تمت مواجهتها من قبل [57]. تستند هذه الحجة إلى نظرية تطور معيار التفاعل في البيئات غير المتجانسة ، بافتراض وجود قيود جينية قليلة على شكل معيار التفاعل. ومع ذلك ، من المرجح أن تكون أشكال معيار التفاعل مقيدة وراثيا. بالنسبة للعديد من السمات ، يجب أن تصل الاستجابات المظهرية البلاستيكية إلى حد فسيولوجي و "تشبع" في البيئات القاسية [58]. على سبيل المثال ، من الواضح أن حجم الجسم أو معدل الأيض لا يمكن أن يزيد أو ينقص إلى أجل غير مسمى في ظل تغير بيئي مستدام. بالنسبة للسمات الأخرى ، قد يتسبب اضطراب التوازن الداخلي في تضخيم استجابة البلاستيك في البيئات القاسية. يمكن أن تولد كلتا الآليتين منحنيات تحمل منحرفة مثل تلك التي لوحظت للاستجابة لدرجة الحرارة ، حتى عندما يكون اختيار النمط الظاهري متماثلًا (المربع 3).

تكاليف اللدونة والمقايضة العامة مقابل الاختصاصي

قد تستلزم اللدونة المظهرية عدة أنواع من تكاليف اللياقة على الكائن الحي بغض النظر عن النمط الظاهري المعبر عنه [59]. هنا ، سنميز فقط نوعين من تكاليف اللدونة: التأسيسية والمستحثة. تقلل التكلفة التأسيسية من اللياقة الفردية اعتمادًا على درجة اللدونة فقط. يتضمن ذلك تكلفة صيانة الآلات الفسيولوجية التي تسمح بمرونة النمط الظاهري أو الحصول على معلومات حول البيئة [59]. يركز النموذج في المربع 2 على هذه التكاليف. على النقيض من ذلك ، فإن التكلفة المستحثة هي انخفاض في الملاءمة التي تعتمد على مقدار التغيير الظاهري للبلاستيك. This kind of cost is physiological and can be understood in terms of constraints on energy allocation. It applies mainly to labile traits that may change repeatedly during the lifetime of an individual, such as breeding date for birds [60].

In the literature on tolerance curves, the cost of plasticity is generally expressed as a trade-off between tolerance breadth and fitness in the optimum environment, corresponding to the intuitive idea that the “Jack-of-all-trades is a master of none.” This has been modelled [61],[62], but the empirical evidence is still controversial [56],[63] and based mainly on comparative data among taxa rather than on within-species variation (but see [64]). We propose that this trade-off may be a consequence of the cost of plasticity for an underlying phenotypic trait (Box 3, Figure 1).

In the model of Box 2 and Figure 2, we show how a constitutive cost of plasticity can limit the critical rate of environmental change for population persistence. An induced cost would yield a similar result in this model since the environment changes at a constant rate. The cost of plasticity may thus limit population persistence in a changing environment, yet little is known about its importance in natural populations. A recent review showed that such costs may be widespread but weak [65]. Further research is needed to measure costs of plasticity for organisms with long generations (such as large mammals and trees) or with life cycles that depend on seasonal timing (e.g., interaction of temperature and photoperiod [66]), which rely most on plasticity to persist in a rapidly changing environment.

The maximum rate of environmental change allowing long-term persistence of a population, ηج, is plotted against plasticity ب, for several values of the cost of plasticity. For a given plasticity ب, the cost increases with decreasing ωب. لكل ωب, rates of environmental change higher than the corresponding line cause population extinction. Parameters: صالأعلى = 0.140, تي = 1, γ = 1/51, ب = 2, σ 2 = 1, and ح 2 = 0.5.


الملخص

The spatial spread of the highly pathogenic avian influenza virus H5N1 and its long-term persistence in Asia have resulted in avian influenza panzootics and enormous economic losses in the poultry sector. However, an understanding of the regional long-distance transmission and seasonal patterns of the virus is still lacking. In this study, we present a phylogeographic approach to reconstruct the viral migration network. We show that within each wild fowl migratory flyway, the timing of H5N1 outbreaks and viral migrations are closely associated, but little viral transmission was observed between the flyways. The bird migration network is shown to better reflect the observed viral gene sequence data than other networks and contributes to seasonal H5N1 epidemics in local regions and its large-scale transmission along flyways. These findings have potentially far-reaching consequences, improving our understanding of how bird migration drives the periodic reemergence of H5N1 in Asia.

Migratory birds play important roles in the geographic spread of various zoonotic agents (1). Among these agents, the avian influenza viruses (AIVs) have been shown to be transmitted over long distances during the seasonal migration of birds (2, 3). Wild waterfowl, in particular, are considered the natural reservoir of low-pathogenic avian influenza (LPAI) viruses and have been shown to spread LPAI viruses along migratory flyways in Asia, Africa, and the Americas (4 ⇓ ⇓ –7). However, one of the fundamental unknowns remaining is the role played by wild birds in the regional spread of AIV (8 ⇓ ⇓ –11).

Highly pathogenic avian influenza (HPAI) H5N1 first appeared in Asia in 1996 (12), and subsequently spread to Europe, the Middle East, and Africa, causing many human casualties and major economic loss in the booming Asian poultry sector. Despite the low transmissibility of HPAI H5N1 from birds to humans and from humans to humans, the high fatality rate reported in humans after the onset of the epidemic and the potential for H5N1 to become pandemic through migratory bird flyways raised serious concerns (13). The Qinghai lineage of H5N1, in particular, expanded from Qinghai to Eurasia and into the Indian subcontinent and northern and central Africa along migratory flyways. It was also shown experimentally that some species of birds shed the virus before the onset of clinical signs or with no clinical signs (14, 15). This suggests that the large-scale transmission of H5N1 by migratory birds could potentially go undetected. Using satellite telemetry, Gaidet et al. reported that one infected white-faced whistling duck (Dendrocygna viduata) survived HPAI H5N2 infection and was able to migrate for at least 655 km, when tracked with a satellite transmitter for 47 d (16). Other studies have shown that the direction of the geographic spread of HPAI H5N1 is consistent with the major bird migration routes (17, 18). A number of studies have also suggested that long-distance migration may lead to immunosuppression in birds and migratory performance is negatively affected by viral infections (19 ⇓ –21). However, it should be noted that HPAI H5N1 is rarely reported in living and healthy wild birds (22 ⇓ –24).

Recently, HPAI H5N1 clade 2.3.2, the dominant subclade in Asia, was detected in migratory birds during their migration in Mongolia, South Korea, and Japan, and was shown to be associated with wild waterfowl infections (25 ⇓ –27). Furthermore, an isolate of HPAI H5N1 from a common buzzard (Buteo buteo) in Bulgaria showed close genetic proximity to clade 2.3.2.1 isolates from wild birds in the Tyva Republic and Mongolia, suggesting that the HPAI H5N1 viruses of clade 2.3.2 have spread westward and pose a public health threat (28). These numerous studies have directed our attention to the roles played by migratory birds in the spread of HPAI H5N1 viruses in the last decade.

In this study, we constructed networks of bird and viral gene migrations to evaluate the roles of migratory birds in the spread of HPAI H5N1 clades 2.3.2 before 2007, and 2.3.2.1 on and after 2007 (clade 2.3.2 for abbreviation) in Asia. We assembled a unique database of satellite tracking data on wild bird migration patterns, records of HPAI H5N1 outbreaks, and both the viral hemagglutinin (HA) gene and whole-genome nucleotide sequences over the period 2003–2012. The objective of this study was to analyze the association between the networks of bird migration, the networks of viral gene flow, and the timing of HPAI H5N1 outbreaks at different geographic locations.


45.4 Population Dynamics and Regulation

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • Give examples of how the carrying capacity of a habitat may change
  • Compare and contrast density-dependent growth regulation and density-independent growth regulation, giving examples
  • Give examples of exponential and logistic growth in wild animal populations
  • Describe how natural selection and environmental adaptation leads to the evolution of particular life-history patterns

The logistic model of population growth, while valid in many natural populations and a useful model, is a simplification of real-world population dynamics. Implicit in the model is that the carrying capacity of the environment does not change, which is not the case. The carrying capacity varies annually: for example, some summers are hot and dry whereas others are cold and wet. In many areas, the carrying capacity during the winter is much lower than it is during the summer. Also, natural events such as earthquakes, volcanoes, and fires can alter an environment and hence its carrying capacity. Additionally, populations do not usually exist in isolation. They engage in interspecific competition : that is, they share the environment with other species competing for the same resources. These factors are also important to understanding how a specific population will grow.

Nature regulates population growth in a variety of ways. These are grouped into density-dependent factors, in which the density of the population at a given time affects growth rate and mortality, and density-independent factors, which influence mortality in a population regardless of population density. Note that in the former, the effect of the factor on the population depends on the density of the population at onset. Conservation biologists want to understand both types because this helps them manage populations and prevent extinction or overpopulation.

Density-Dependent Regulation

Most density-dependent factors are biological in nature (biotic), and include predation, inter- and intraspecific competition, accumulation of waste, and diseases such as those caused by parasites. عادة ، كلما كان عدد السكان أكثر كثافة ، زاد معدل الوفيات. For example, during intra- and interspecific competition, the reproductive rates of the individuals will usually be lower, reducing their population’s rate of growth. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كثافة الفريسة المنخفضة تزيد من معدل وفيات مفترسها لأنها تواجه صعوبة أكبر في تحديد مصدرها الغذائي.

An example of density-dependent regulation is shown in Figure 45.11 with results from a study focusing on the giant intestinal roundworm (Ascaris lumbricoides), a parasite of humans and other mammals. 3 Denser populations of the parasite exhibited lower fecundity: they contained fewer eggs. One possible explanation for this is that females would be smaller in more dense populations (due to limited resources) and that smaller females would have fewer eggs. This hypothesis was tested and disproved in a 2009 study which showed that female weight had no influence. 4 The actual cause of the density-dependence of fecundity in this organism is still unclear and awaiting further investigation.

Density-Independent Regulation and Interaction with Density-Dependent Factors

Many factors, typically physical or chemical in nature (abiotic), influence the mortality of a population regardless of its density, including weather, natural disasters, and pollution. An individual deer may be killed in a forest fire regardless of how many deer happen to be in that area. فرص بقائها هي نفسها سواء كانت الكثافة السكانية عالية أو منخفضة. وينطبق الشيء نفسه على طقس الشتاء البارد.

في مواقف الحياة الواقعية ، يكون تنظيم السكان معقدًا للغاية ويمكن أن تتفاعل العوامل المعتمدة على الكثافة والمستقلة. A dense population that is reduced in a density-independent manner by some environmental factor(s) will be able to recover differently than a sparse population. على سبيل المثال ، سوف تتعافى مجموعة الغزلان المتأثرة بفصل الشتاء القاسي بشكل أسرع إذا كان هناك المزيد من الغزلان المتبقية للتكاثر.

اتصال التطور

Why Did the Woolly Mammoth Go Extinct?

It's easy to get lost in the discussion about why dinosaurs went extinct 65 million years ago. Was it due to a meteor slamming into Earth near the coast of modern-day Mexico, or was it from some long-term weather cycle that is not yet understood? Scientists are continually exploring these and other theories.

Woolly mammoths began to go extinct much more recently, when they shared the Earth with humans who were no different anatomically than humans today (Figure 45.12). Mammoths survived in isolated island populations as recently as 1700 BC. We know a lot about these animals from carcasses found frozen in the ice of Siberia and other regions of the north. Scientists have sequenced at least 50 percent of its genome and believe mammoths are between 98 and 99 percent identical to modern elephants.

It is commonly thought that climate change and human hunting led to their extinction. A 2008 study estimated that climate change reduced the mammoth’s range from 3,000,000 square miles 42,000 years ago to 310,000 square miles 6,000 years ago. 6 It is also well documented that humans hunted these animals. A 2012 study showed that no single factor was exclusively responsible for the extinction of these magnificent creatures. 7 In addition to human hunting, climate change, and reduction of habitat, these scientists demonstrated another important factor in the mammoth’s extinction was the migration of humans across the Bering Strait to North America during the last ice age 20,000 years ago.

The maintenance of stable populations was and is very complex, with many interacting factors determining the outcome. It is important to remember that humans are also part of nature. We once contributed to a species’ decline using only primitive hunting technology.

Life Histories of ك-selected and ص-selected Species

While reproductive strategies play a key role in life histories, they do not account for important factors like limited resources and competition. The regulation of population growth by these factors can be used to introduce a classical concept in population biology, that of ك-selected versus ص- الأنواع المختارة.

The concept relates to a species’ reproductive strategies, habitat, and behavior, especially in the way that they obtain resources and care for their young. It includes length of life and survivorship factors as well. Population biologists have grouped species into the two large categories—ك-selected and ص-selected—although the categories are really two ends of a continuum.

ك-selected species are species selected by stable, predictable environments. سكان ك-selected species tend to exist close to their carrying capacity (hence the term ك-selected) where intraspecific competition is high. These species have few, large offspring, a long gestation period, and often give long-term care to their offspring (Table 45.2). While larger in size when born, the offspring are relatively helpless and immature at birth. By the time they reach adulthood, they must develop skills to compete for natural resources. In plants, scientists think of parental care more broadly: how long fruit takes to develop or how long it remains on the plant are determining factors in the time to the next reproductive event. أمثلة على ك-selected species are primates (including humans), elephants, and plants such as oak trees (Figure 45.13a).

Oak trees grow very slowly and take, on average, 20 years to produce their first seeds, known as acorns. As many as 50,000 acorns can be produced by an individual tree, but the germination rate is low as many of these rot or are eaten by animals such as squirrels. In some years, oaks may produce an exceptionally large number of acorns, and these years may be on a two- or three-year cycle depending on the species of oak (ص-اختيار).

As oak trees grow to a large size and for many years before they begin to produce acorns, they devote a large percentage of their energy budget to growth and maintenance. The tree’s height and size allow it to dominate other plants in the competition for sunlight, the oak’s primary energy resource. Furthermore, when it does reproduce, the oak produces large, energy-rich seeds that use their energy reserve to become quickly established (ك-اختيار).

فى المقابل، ص-selected species have a large number of small offspring (hence their ص designation (Table 45.2)). This strategy is often employed in unpredictable or changing environments. الحيوانات الموجودة ص-selected do not give long-term parental care and the offspring are relatively mature and self-sufficient at birth. أمثلة على ص-selected species are marine invertebrates, such as jellyfish, and plants, such as the dandelion (Figure 45.13b). Dandelions have small seeds that are wind dispersed long distances. Many seeds are produced simultaneously to ensure that at least some of them reach a hospitable environment. Seeds that land in inhospitable environments have little chance for survival since their seeds are low in energy content. Note that survival is not necessarily a function of energy stored in the seed itself.

Characteristics of ك- الأنواع المختارة Characteristics of ص- الأنواع المختارة
Mature late Mature early
Greater longevity Lower longevity
Increased parental care Decreased parental care
Increased competition Decreased competition
Fewer offspring More offspring
Larger offspring Smaller offspring

Modern Theories of Life History

By the second half of the twentieth century, the concept of K- and r-selected species was used extensively and successfully to study populations. ال ص- و ك-selection theory, although accepted for decades and used for much groundbreaking research, has now been reconsidered, and many population biologists have abandoned or modified it. Over the years, several studies attempted to confirm the theory, but these attempts have largely failed. Many species were identified that did not follow the theory’s predictions. Furthermore, the theory ignored the age-specific mortality of the populations which scientists now know is very important. New demographic-based models of life history evolution have been developed which incorporate many ecological concepts included in ص- و ك-selection theory as well as population age structure and mortality factors.

الحواشي

    N.A. Croll et al., “The Population Biology and Control of Ascaris lumbricoides في مجتمع ريفي في إيران ". معاملات الجمعية الملكية لطب المناطق الحارة والنظافة 76 ، لا. 2 (1982): 187-197, doi:10.1016/0035-9203(82)90272-3. Martin Walker et al., “Density-Dependent Effects on the Weight of Female Ascaris lumbricoides التهابات البشر وتأثيرها على أنماط إنتاج البيض ". الطفيليات وناقلات أمبير 2 ، لا. 11 (February 2009), doi:10.1186/1756-3305-2-11. N.A. Croll et al., “The Population Biology and Control of Ascaris lumbricoides في مجتمع ريفي في إيران ". معاملات الجمعية الملكية لطب المناطق الحارة والنظافة 76 ، لا. 2 (1982): 187-197, doi:10.1016/0035-9203(82)90272-3. David Nogués-Bravo et al., “Climate Change, Humans, and the Extinction of the Woolly Mammoth.” بلوس بيول 6 (أبريل 2008): e79، doi: 10.1371 / journal.pbio.0060079. G.M. MacDonald et al. ، "نمط انقراض الماموث الصوفي في Beringia." اتصالات الطبيعة 3 ، لا. 893 (يونيو 2012) ، دوى: 10.1038 / ncomms1881.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة اقتباس مثل هذه.
    • المؤلفون: ماري آن كلارك ، ماثيو دوغلاس ، جونغ تشوي
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology 2e
    • تاريخ النشر: 28 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • Section URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/45-4-population-dynamics-and-regulation

    © 7 يناير 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    شاهد الفيديو: اخير كل الاسئلة عن الهجرة والجوء في ايطاليا واكثر ادخل لن تندم 2021 (كانون الثاني 2022).