علم البيئة التطوري

علم البيئة التطوري هو علم يقع عند تقاطع علم البيئة وعلم الأحياء التطوري . وهو يتناول دراسة علم البيئة بطريقة تأخذ في الاعتبار بشكل صريح التاريخ التطوري للأنواع والتفاعلات فيما بينها. في المقابل، يمكن اعتباره منهجًا لدراسة التطور يتضمن فهمًا للتفاعلات بين الأنواع قيد الدراسة. تشمل المجالات الفرعية الرئيسية لعلم البيئة التطوري: تطور دورة الحياة ، وعلم الأحياء الاجتماعي ( تطور السلوك الاجتماعي )، وتطور التفاعلات بين الأنواع (مثل التعاون ، وتفاعلات المفترس والفريسة ، والتطفل ، والتعايش )، وتطور التنوع البيولوجي والمجتمعات البيئية .

يركز علم البيئة التطوري في الغالب على أمرين: كيف تشكل التفاعلات (بين الأنواع وبين الأنواع وبيئتها المادية) الأنواع من خلال الانتقاء والتكيف، وعواقب التغير التطوري الناتج.

يرتكز جزء كبير من علم البيئة التطوري على استخدام النماذج وإيجاد البيانات التجريبية كدليل. ^{[ 1 ]} ومن الأمثلة على ذلك نموذج لاك لحجم العش الذي وضعه ديفيد لاك ودراسته لعصافير داروين في جزر غالاباغوس. كانت دراسة لاك لعصافير داروين مهمة في تحليل دور العوامل البيئية المختلفة في عملية التنوع البيولوجي . اقترح لاك أن الاختلافات بين الأنواع تكيفية وتنتج عن الانتقاء الطبيعي ، استنادًا إلى تأكيد جي إف غاوس على أن نوعين لا يمكنهما شغل نفس الحيز البيئي. ^{[ 2 ]}

قدّم ريتشارد ليفينز نموذجه لتخصص الأنواع عام 1968، والذي بحث في كيفية تطور التخصص البيئي ضمن بيئات غير متجانسة باستخدام مجموعات اللياقة التي يمتلكها الكائن الحي أو النوع. طوّر هذا النموذج مفهوم المقاييس المكانية في بيئات محددة، مُعرّفًا المقاييس المكانية الدقيقة والمقاييس المكانية العامة. ^{[ 3 ]} تشمل آثار هذا النموذج زيادة سريعة في فهم علماء البيئة لكيفية تأثير المقاييس المكانية على تنوع الأنواع في بيئة معينة. ^{[ 4 ]}

نموذج آخر هو نموذجا لو وديكمان لعام 1996 حول التكافل ، والذي يُعرَّف بأنه علاقة بين كائنين حيّين تعود بالنفع على كليهما. ^{[ 5 ]} وقد طوّر لو وديكمان إطارًا يُسمى الديناميات التكيفية، والذي يفترض أن التغيرات في تجمعات النباتات أو الحيوانات استجابةً لاضطراب ما أو غيابه تحدث بوتيرة أسرع من حدوث الطفرات. ويهدف هذا الإطار إلى تبسيط النماذج الأخرى التي تتناول العلاقات داخل المجتمعات. ^{[ 6 ]}

يُقدّم نموذج الطبيعة المتشابكة طرائقَ مُتعددةً لعرض وتوقع الاتجاهات في علم البيئة التطوري. يُحلّل النموذج فردًا مُعرّضًا للطفرة داخل جماعةٍ سكانية، بالإضافة إلى عوامل أخرى مثل معدل الانقراض. طُوّر هذا النموذج من قِبل سيمون ليرد، ودانيال لوسون، وهنريك يلدتوفت جنسن من إمبريال كوليدج لندن عام ٢٠٠٢. يهدف النموذج إلى إنشاء نموذج بيئي بسيط ومنطقي قائم على الملاحظة. صُمّم النموذج بحيث يُمكن مراعاة التأثيرات البيئية عند تحديد شكل ولياقة الجماعة السكانية. ^{[ ٧ ]}

يرتبط علم الوراثة البيئية بعلم البيئة التطوري من خلال دراسة كيفية تطور الصفات في التجمعات الطبيعية. ^{[ 8 ]} يهتم علماء البيئة بكيفية تأثير البيئة والإطار الزمني على سيادة الجينات. يجب على الكائنات الحية التكيف باستمرار للبقاء على قيد الحياة في بيئاتها الطبيعية. تحدد الجينات الكائنات الحية التي ستنجو وتلك التي ستنقرض. عندما تُطور الكائنات الحية اختلافات جينية مختلفة، حتى وإن كانت تنتمي إلى نفس النوع، يُعرف ذلك بتعدد الأشكال الجينية. ^{[ 9 ]} تستمر الكائنات الحية التي تنقل الجينات المفيدة في تطوير أنواعها لتحقيق ميزة تنافسية داخل بيئتها.

طُوِّرت فكرة مايكل روزنزويغ عن علم البيئة التوفيقي استنادًا إلى أبحاث سابقة، أُجريت وفقًا للمبدأ الذي اقترحه ألكسندر فون هومبولت، والذي ينص على أن المساحات الأكبر من الأرض تتميز بتنوع بيولوجي أكبر مقارنةً بالمساحات الأصغر. ركزت هذه الأبحاث على علاقات الأنواع بالمساحة (SPARs) والمقاييس المختلفة التي توجد عليها، بدءًا من علاقة العينة بالمساحة وصولًا إلى علاقات الأنواع بالمساحة بين المقاطعات. وقد أدت ديناميكيات الحالة المستقرة في التنوع إلى ظهور هذه العلاقات، والتي تُستخدم الآن لقياس انخفاض التنوع البيولوجي على كوكب الأرض. واستجابةً لهذا التراجع في التنوع، وُلد علم البيئة التوفيقي لروزنزويغ. ^{[ 10 ]}

دُرست البيئة التطورية باستخدام العلاقات التكافلية بين الكائنات الحية لتحديد القوى التطورية التي تُسهم في نشوء هذه العلاقات. في العلاقات التكافلية، يجب أن يُوفر الكائن التكافلي ميزة ما لمضيفه لكي يستمر في البقاء والبقاء على قيد الحياة من الناحية التطورية. أُجريت أبحاث باستخدام حشرات المن والبكتيريا التكافلية التي تتطور معها. غالبًا ما تُحفظ هذه البكتيريا من جيل إلى جيل، مما يُظهر مستويات عالية من الانتقال الرأسي . أظهرت النتائج أن هذه البكتيريا التكافلية تُكسب حشرات المن المضيفة لها في نهاية المطاف بعض المقاومة للطفيليات، مما يزيد من لياقة حشرات المن ويؤدي إلى تطور مشترك بين النوعين بوساطة الكائن التكافلي. ^{[ 11 ]}

• علم البيئة التطوري (مجلة)

• وسائط متعلقة بعلم البيئة التطوري على ويكيميديا ​​كومنز

• مناهج في علم البيئة والتطور - مجلة في هذا المجال.
• علم البيئة والتطور – وايلي
• علم البيئة التطوري – سبرينغر