Tervetuloa ekologian pariin!

Eliöyhteisön pysyvyys (vakaus)

Yhteisön rakenne ja vakaus ovat tärkeitä teemoja myös siksi, että ne vaikuttavat paljon myös luonnonsuojeluongelmiin.

Yhteisön monimuotoisuuden ja sen toiminnan suhteista on esitetty useita teorioita, joista eräät ovat saaneet tukea empiirisistä tutkimuksista. Vanhin näistä on ’Diversiteetti-vakaus-hypoteesi’ (kuva alla, osakuva A). Sen mukaan yhteisön tuotanto ja kyky palautua häiriön jälkeen tehostuu lineaarisesti lajimäärän kasvaessa, ja minkä lajin tahansa poistaminen yhteisöstä aiheuttaa häiriöherkkyyden lisääntymistä. Energian siirtyminen ravintoverkostossa häiriytyy vähiten monimutkaisissa ravintoverkostoissa; häiriytyneelle energialinkille löytyy monimutkaisessa verkostossa helpommin korvaava reitti kuin yksinkertaisessa verkostossa (MacArthur, 1955). Tätä hypoteesia vastaan on viime aikoina esitetty kritiikkiä. Monimuotoisuus ei ehkä aina olekaan ekosysteemin etu, vaan se, mitkä lajit viihtyvät yhdessä. Lajien poisjäänti ekosysteemistä ei välttämättä heikennä ekosysteemin perustuotantoa tai hajoitustoimintaa.

’Niitti-hypoteesin’ (osakuva B) mukaan lajeja voidaan vähentää yhteisöstä tiettyyn rajaan saakka, jolloin tapahtuu yhtäkkinen romahdus (vrt. lentokoneen niitit: muutamia ehkä voidaan poistaa, mutta lopulta jossain vaiheessa kone hajoaa). Teoria lähtee siitä, että kaikki lajit eivät ole yhtä tärkeitä yhteisön olemassaolon kannalta.

’Vaihdettavuus-hypoteesi’ (osakuva C) puolestaan olettaa, että jotkut lajit voivat kyllä hävitä yhteisöstä, koska jotkut toiset lajit korvaavat niiden tehtävät; lajit voidaan jakaa eri tehtäviä suorittaviin ryhmiin. Teorian mukaan jotkut ryhmät ovat korvaamattomia, jolloin ryhmän häviäminen aiheuttaa voimakkaan ja nopean muutoksen yhteisön toiminnassa.

Neljäs ryhmä on ’idiosynkraattinen hypooteesi’ (osakuva D). Tämän teorian mukaan yhteisön toiminnan ja lajimäärän välillä ei ole mitään selkeätä suhdetta. Tällainen tilanne voi syntyä systeemeissä, joissa on runsaasti epäsuoria yhteyksiä yhteisön lajien välillä.

Koska mitään yhtä ylivoimaisesti ’parasta’ teoriaa yhteisön monimuotoisuuden ja toiminnan välillä ei ole (vielä) löytynyt, on parasta, että ympäristösuojeluongelmien ratkaisuissa ollaan riittävän varovaisia.

Eliöyhteisön palautuvuus

Yhteisön palautuvuus = palautuvuus, jolla yhteisön rakenne (esim. lajikoostumus) palautuu samanlaiseksi kuin se oli ennen häiriötä. Pohjoiset havumetsät palautuvat yleensä hyvin mutta hitaasti: esim. metsäpalon jälkeen saattaa palautuminen kestää jopa satoja vuosia. Metsälajisto on aikojen kuluessa sopeutunut suuriinkin katastrofeihin, vrt. sukkessio! Tropiikin sademetsällä on puolestaan huono palautuvuus, sillä luontainen häiriödynamiikka on siellä vähäinen. Yhteisön vastustuskyky ilmaisee siis, mite paljon yhteisöä voidaan ’rasittaa’, ennen kuin se muuttuu ehkä pysyvästikin.

Toisaalta jotkut tutkijat ovat sitä mieltä, että monimuotoiset yhteisöt - paljon lajeja, paljon vuorovaikutuksia - olisivat vakaampia kuin yksinkertaiset yhteisöt.

Vakaissa olosuhteissa vallitsevat K-valikoituneet lajit (hyvä kilpailukyky mutta huono leviämis- ja lisääntymiskyky). Siis tällaisella yhteisöllä on ilmeisesti hyvä vastustuskyky, mutta huono, hidas palautuvuus häiriön jälkeen. Epävakaissa ja vaihtelevissa ympäristöissä puolestaan lajisto on pääosin r-valikoitunutta (lisääntymis- ja leviämiskyky hyvä mutta kilpailukyky heikko). Tällaisissa yhteisöissä on heikko vastustuskyky, mutta hyvä/nopea palautuvuus. Kts. K- ja r-strategia!

Saariteoria

Saariteoriaakin on käytetty varsinkin luonnonsuojeluratkaisuja tehtäessä. Tällöin on mm. elinympäristön pirstoutumisen (laikkujen/saarten koon) merkitystä lajien lukumääriin pohdittu paljon. Onko iso saari/laikku parempi kuin monta pientä, kuinka pitkälle pirstoutumnen voi mennä lajiston säilymisen kannalta katsoen?

Elinympäristön pirstoutuminen ei ehkä kuitenkaan ole -ainakaan kaikissa tapauksissa - vakava uhka maaperän monimuotoisuudelle eikä maaperän hajoittajayhteisöjen toiminnalle. Lisää: Rantalainen. Minna-Liisa!

Maasto koostuu erilaisista 'saarista' eli laikuista: on suolaikkuja metsäalueella, metsämeressä hakkuualueita, järviä tuntureiden välissä tai saaria meressä. Tämä laikkuisuus, ympäristön sirpaleisuus on usein leviämiseste lajeille, se siis vaikeuttaa ja hidastaa eliöiden leviämistä niille suotuiselta laikulta toiselle suotuisalle laikulle. Tähän liittyviä teorioita on kutsuttu saariteoriaksi. Saariteoria siis selvittelee laikkujen (esim. saarten) biologiaa. Jo Charles Darvin, joka kehitteli kehitysoppiaan (evoluutioteoriaansa) kaukaisilla Galapagossaarilla, nojautui tutkimuksissaan joihinkin saariteorian periaatteisiin. Saariteoriaa voidan tarkastella myös mm. Mantereella, esim. hakkuala ympäröivään ‘metsämereen’ verrattuna.

Jo kauan on tiedetty, että kaukaisilla meren saarilla on vähemmän eliölajeja kuin lähempänä rannikkoa olevilla saarilla. Myös tiedetään, että isolla saarella on enemmän lajeja kuin pienellä saarella (etäisyyden mantereelta ollessa sama). Johtuuko tämä korrelaatio siitä, että isommalla saarella on enemmän erilaisia elinympäristöjä, ekolokeroita? Esim. puuston tulo saarelle luo oleellisen joukon uusia ekolokeroita. Pieniltä saarilta myös hävintä on suurempi kuin isoilta saarilta. Myös lajien välinen kilpailu saattaa vaikutta saavuntaan: Onko uudella paikalla jo 'odottamassa' potentiaalisia kilpailijoita vai ei? Syntyykö uudelle paikalle evoluution myötä uutta lajistoa?