تئوری r و k
در علم اکولوژی، تئوری k/r (r/k Selection Theory) به انتخاب صفاتی اشاره دارد که به موفقیت یک گونه در محیطی خاص کمک می کند. این تئوری از کارهایی که برروی پروژه "جغرافیای زیستی جزیره" (Island Biogeography) توسط یک اکولوژیست به نام رابرت مک آرتور (Robert H Macarthur) صورت گرفت منشأ می گیرد.
جغرافیای زیستی به معنای بررسی توزیع جغرافیایی گونه های مختلف در یک اکوسیستم می باشد.
در واقع reproduction = r (تولید مثل) و Development = k(رشد).
رابرت مک آرتور، (7 آوریل 1930 تا 1 نوامبر 1972) یک اکولوژیست امریکایی بود که بررسی های زیادی را در رابطه با اکولوژی جامعه و جمعیت انجام داد (شکل ۱). در سال 1958 دکترای خود را گرفت و تز او بر روی تقسیم نیج اکولوژیکی جنگل سوزنی پرگان نیویورک بین 5 گونه چکاوک بوده است. او در 1972 در اثر سرطان کلیه درگذشت.
پروژه "جغرافیای زیستی جزیره" یکی از کارهایی است که در رابطه با ایجاد و توضیح عواملی که بر غنای گونه ای در یک جامعه طبیعی اثر می گذارند انجام شده است. در این طرح منظور از جزیره زیستگاهی است که توسط ناحیه ای محصور شده که آن ناحیه برای زندگی موجودات منطقه محصور شده نامناسب است. مانند جزایری که توسط آب احاطه شده اند یا کوهی در وسط بیابان یا دریاچه ای در وسط خشکی یا جنگلی در میان شهر. در واقع جزیره، اکوسیستمی است که توسط اکوسیستم دیگری احاطه شده (شکل ۲). این طرح در 1960 توسط رابرت مک آرتور و ادوارد اُ ویلسون (Edward O. Wilson) (شکل ۱) شروع شد و منجر به ایجاد تئوری زیست جغرافیای جزیره شد که سعی می کند تا تعداد گونه هایی که در یک جزیره تازه بوجود آمده زندگی خواهند کرد را پیش بینی کند.
شکل ۱: رابرت مک آرتور (پایین) و ادوارد اُ ویلسون (بالا).
شکل ۲: جزیره هر اکوسیستمی است که توسط یک اکوسیستم متفاوت احاطه شده باشد.
تئوری جغرافیای جزیره:
این تئوری بیان می کند که تعداد گونه ها در یک جزیره تازه بوجود آمده و دست نخورده توسط دو عامل مهاجرت و انقراض تعیین می شود. مهاجرت بستگی به فاصله جزیره جدید از کلونی منبع داشته و گاهی اوقات این کلونی های منبع می توانند جزیره های دیگر باشند. به طور طبیعی جزیره هایی با فاصله بیشتر از منبع کمتر پذیرای مهاجران خواهند بود. میزان و سرعت انقراض یک گونه هنگامی که بتواند در جزیره کلونی تشکیل دهد، بستگی به اندازه جزیره دارد. جزایر بزرگ فضایی زیادتر برای گونه های بیشتری داشته و محل بزرگتر، احتمال انقراض را کاهش می دهد. پس از گذشت زمان لازم، دو نیروی مهاجرت و انقراض به حال تعادل رسیده غنای گونه ای به ثبات میرسد.
بنابراین عواملی که بر جوامع جزایر اثر می گذارند به شرح زیر است:
- فاصله از کلونی های منبع
- زمان ایجاد جزیره
- اندازه جزیره
- اقلیم جزیره
- موقعیت جزیره نسبت به جریان های اقیانوسی
- ترکیب گیاهی یا جانوری اولیه جزیره (اگر قبلا ً به یک خشکی بزرگ متصل بوده)
- ترکیب اولین گونه های مهاجر
- شانس
- فعالیت بشر
در تئوری r و k، اینگونه در نظر گرفته می شود که فشارهای انتخابی باعث ایجاد تغیرات شدید یا به صورت r یا به صورت k می شوند. به طور معمول فضاها و نیچ های خالی و خلوت توسط گیاهان r اشغال شده که بذور بسیار زیادی تولید می کنند. دلیل این تولید مثل زیاد این است که احتمال موفقیت هر یک از بذور و رسیدن آن به سن بلوغ کم است. در مقابل، گیاهان k، گیاهانی هستند که در آشیانه های اکولوژیکی شلوغ، قدرت رقابت زیادی دارند. تولید مثل در این گیاهان کمتر اما هر بذر از قدرت بیشتری برخوردار است و احتمال رسیدن آن به سن بلوغ بسیار زیاد است. در متون علمی گیاهان r راگیاهان فرصت طلب دانسته اما گیاهان k گیاهان پایدار و دارای تعادل هستند.
گیاهان r – در محیط بی ثبات و غیر قابل پیش بینی گیاهان r بر گیاهان k غلبه خواهند داشت زیرا در این محیط ها توانایی تولید مثل سریع و زیاد، امری حیاتی است. از طرف دیگر توانایی سازگاری r ها با شرایط ناپایدار بیشتر بوده به آن ها اجازه می دهد تا با دیگر موجودات رقابت کنند، زیرا امکان تغییر شرایط محیطی وجود داد. صفاتی که برای گیاهان r در نظر گرفته می شود شامل باروری و تولید بذر زیاد در هر دوره، جثه کوچک و ضعیف، بلوغ زودرس، زمان کوتاه تولید نسل جدید و طول عمر کم و توانایی پراکنش زیاد بذر است.
گیاهان k- در محیط پایدار و قابل پیش بینی، گیاهانk غالب هستند زیرا در این محیط ها توانایی رقابت برای منابع محدود، الزامی می باشد. جمعیت گیاهان k معمولا ً ثابت و پایدار است و نزدیک به حداکثر توان اکوسیستم می باشد. موارد زیر ازصفات گیاهان k می باشند: جثه بزرگ و قوی، مقاوم و رقابت کننده، طول عمر زیاد، تعداد بذر کمتر ولی قوی تر.
استراتژی r و k به عنوان یک طیف ممتد:
باید توجه داشت اگرچه که برخی از گیاهان کاملا ً r یا کاملا ً k می باشند، اما بسیاری از گیاهان در حد فاصل بین این دو طبقه قرار گرفته و صفاتی بینابین R و k را بروز می دهند. به عنوان مثال درختان دارای جثه بزرگ و عمر زیاد هستند که ازصفات گروه k است. اما همین درختان مقدار زیادی بذر تولید کرده و آن ها را در مسافت های طولانی پراکنده می کنند که ازصفات گروه r است.
تئوری r/k و توالی اکولوژیکی.
در نواحی با تخریب های اکولوژیکی شدید مثل فعالیت آتشفشانی، استراتژی r و k نقش مهمی در توالی های اکولوژیکی داشته و اکوسیستم را بازیابی می کنند. به دلیل داشتن میزان سازگاری و تولید مثل و فرصت طلبی بالا، اولین کلونی ها، مربوط به گیاهان r خواهد بود و به مرور گیاهانی با قدرت رقابتی بالا جایگزین آنها خواهند شد. پس از آن و با ورود گیاهان k، گیاهان r سعی می کنند تا حداکثر تراکم را در کنار گیاهان k داشته باشند تا دریافت و جریان انرژی در محیط به حداکثر برسد. در نهایت، یک تعادل جدید در منطقه ایجاد می شود (کلیماکس) که در آن به تدریج گیاهان k که قدرت رقابت بیشتری دارند جایگزین گیاهان r می شوند. معمولا ً تنوع زیستی در این هنگام حداکثر است.
وضعیت فعلی تئوری k/r .
اگرچه که در دهه 1970 این تئوری به سرعت مورد توجه همگان قرار گرفت اما پس از آن انتقادهایی نسبت به آن انجام شد. به عنوان مثال یک بررسی دقیق توسط استفان استریمز، توجه محققان را به کمبود هایی در این تئوری جلب کرد و بیان نمودکه در تفسیر داده های آن ابهام وجود دارد.
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com