Inligting

12.1: Hoekom dit saak maak: Dierediversiteit - Biologie

12.1: Hoekom dit saak maak: Dierediversiteit - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Waarom die belangrikheid van dierediversiteit bespreek?

Diere-evolusie het meer as 600 miljoen jaar gelede in die see begin met klein wesens wat waarskynlik nie vandag soos enige lewende organisme gelyk het nie. Die aantal bestaande spesies word geskat op tussen 3 en 30 miljoen.

Maar wat is 'n dier? Alhoewel ons maklik honde, voëls, visse, spinnekoppe en wurms as diere kan identifiseer, is ander organismes, soos korale en sponse, nie so maklik om te klassifiseer nie. Diere verskil in kompleksiteit - van seesponse tot krieke tot sjimpansees - en wetenskaplikes staan ​​voor die moeilike taak om hulle binne 'n verenigde stelsel te klassifiseer. Hulle moet eienskappe identifiseer wat gemeen is aan alle diere sowel as eienskappe wat gebruik kan word om tussen verwante groepe diere te onderskei. Die diereklassifikasiestelsel kenmerk diere op grond van hul anatomie, morfologie, evolusionêre geskiedenis, kenmerke van embriologiese ontwikkeling en genetiese samestelling. Hierdie klassifikasieskema ontwikkel voortdurend soos nuwe inligting oor spesies ontstaan. Om die groot verskeidenheid lewende spesies te verstaan ​​en te klassifiseer help ons om beter te verstaan ​​hoe om die diversiteit van lewe op aarde te bewaar.


Instruksies vir skrywers

Diere het geen beperkings op die lengte van manuskripte nie, mits die teks bondig en omvattend is. Volledige eksperimentele besonderhede moet verskaf word sodat die resultate weergegee kan word. Diere vereis dat skrywers alle eksperimentele kontroles publiseer en volledige datastelle beskikbaar stel waar moontlik (sien die riglyne oor aanvullende materiaal en verwysings na ongepubliseerde data).

Manuskripte ingedien aan Diere moet nie voorheen gepubliseer word nie en ook nie vir publikasie in 'n ander tydskrif oorweeg word nie. Die hoofartikeltipes is soos volg:

  • Artikels: Oorspronklike navorsingsmanuskripte. Die tydskrif oorweeg alle oorspronklike navorsingsmanuskripte mits die werk wetenskaplik betroubare eksperimente rapporteer en aansienlike nuwe inligting verskaf. Skrywers moet nie onnodig hul werk in verskeie verwante manuskripte verdeel nie, hoewel Kort Kommunikasie voorlopige, maar betekenisvolle resultate sal oorweeg word. Die kwaliteit en impak van die studie sal tydens portuurbeoordeling oorweeg word.
    Artikels moet 'n hoofteks van minstens 3000 woorde hê en moet meer as 30 verwysings hê. Diere het geen beperkings op die maksimum lengte van navorsingsmanuskripte nie, mits die teks bondig en omvattend is.
    Vir alle Western klad syfers, moet densitometrie lesings/intensiteit verhouding van elke band ingesluit word die hele Western klad wat alle bande toon en molekulêre gewig merkers moet ingesluit word in die aanvullende materiaal.
  • Resensies: Dit verskaf bondige en presiese opdaterings oor die jongste vordering wat in 'n gegewe navorsingsgebied gemaak is. Sistematiese resensies moet die PRISMA-riglyne volg. Resensieartikels moet omvattend wees en ingedien word deur skrywers wat in die veld is. Die hoofteks van hersieningsvraestelle moet ten minste ongeveer 4000 woorde wees en ten minste twee figure of tabelle insluit.
  • Kommentaar: Kommentare moet 'n in diepte, eerder as oppervlakkige, oorsig van 'n onderwerp verskaf, wat 'n nuwe manier toon om die wetenskaplike literatuur te interpreteer. Artikels word gewoonlik as kommentaar eerder as wetenskaplike referate geïdentifiseer as dit materiaal bevat wat geag word oop te wees vir interpretasie, eerder as empiries bewys. Kommentaar moet beredeneerde argumente bevat, nie net argumente wat die emosies van die skrywer uitdruk nie (alhoewel die emosionele reaksies van die publiek as 'n argument ingesluit kan word). Kommentare moet bondig, goed beredeneer en geleerd wees, sowel as geskryf word volgens 'n baie hoë standaard van Engels. Alle voorleggings sal vir portuurbeoordeling ingedien word.
  • Geregistreerde verslae: 'n nuwe publikasietipe, opgedeel in twee stadiums: die pre-eksperimentele metodestadium en die volledige post-eksperimentele manuskripstadium. Volledige besonderhede word hieronder gegee.

Indieningsproses

Manuskripte vir Diere moet aanlyn ingedien word by susy.mdpi.com. Die indienende outeur, wat oor die algemeen die ooreenstemmende outeur is, is verantwoordelik vir die manuskrip tydens die indiening en portuurbeoordelingsproses. Die indienende outeur moet verseker dat alle kwalifiserende mede-outeurs by die skrywerslys ingesluit is (lees die kriteria om vir outeurskap te kwalifiseer) en dat hulle almal die ingehandigde weergawe van die manuskrip gelees en goedgekeur het. Om jou manuskrip in te dien, registreer en meld aan by die indieningswebwerf. Sodra jy geregistreer het, klik hier om na die indieningsvorm vir te gaan Diere. Alle mede-outeurs kan die manuskripbesonderhede in die indieningstelsel sien, as hulle registreer en aanmeld met die e-posadres wat tydens manuskripindiening verskaf is.

Aanvaarde lêerformate

Skrywers moet die Microsoft Word-sjabloon of LaTeX-sjabloon gebruik om hul manuskrip voor te berei. Die gebruik van die sjabloonlêer sal die tyd om kopie-redigering en publikasie van aanvaarde manuskripte te voltooi aansienlik verkort. Die totale hoeveelheid data vir alle lêers mag nie 120 MB oorskry nie. As dit 'n probleem is, kontak asseblief die Redaksiekantoor [email protected] . Aanvaarde lêerformate is:

  • Microsoft Word: Manuskripte wat in Microsoft Word voorberei is, moet in 'n enkele lêer omgeskakel word voor indiening. Wanneer manuskripte in Microsoft Word voorberei word, word die Diere Microsoft Word-sjabloonlêer moet gebruik word. Voeg asseblief jou grafika in (skemas, figure, ens.) in die hoofteks na die paragraaf van die eerste aanhaling daarvan.
  • LaTeX: Manuskripte wat in LaTeX voorberei is, moet in een zip-lêergids saamgevat word (insluitend alle bronlêers en beelde, sodat die Redaksie die ingestuurde PDF kan hersaamstel). Wanneer jy manuskripte in LaTeX voorberei, gebruik asseblief die Diere LaTeX-sjabloonlêers. Jy kan nou ook die aanlyn-toepassing writeLaTeX gebruik om artikels direk aan te stuur Diere. Die MDPI LaTeX-sjabloonlêer moet gekies word uit die writeLaTeX-sjabloongalery.
  • Aanvullende lêers: Kan enige formaat wees, maar dit word aanbeveel dat jy algemene, nie-eiendomsformate gebruik waar moontlik (sien hieronder vir verdere besonderhede).

Vrywaring: Die gebruik van hierdie sjablone is uitsluitlik bedoel vir voorlegging aan die joernaal vir eweknie-evaluering, en streng beperk tot hierdie doel en dit kan nie gebruik word om aanlyn op voordrukbedieners of ander webwerwe te plaas nie.

Gratis formaat indiening

Diere aanvaar nou gratis formaat indiening:

  • Ons het nie streng formateringsvereistes nie, maar alle manuskripte moet die vereiste afdelings bevat: outeurinligting, opsomming, sleutelwoorde, inleiding, materiaal en metodes, resultate, gevolgtrekkings, figure en tabelle met onderskrifte, befondsingsinligting, outeurbydraes, botsing van belange en ander Etiekverklarings. Gaan die Joernaal na Instruksies vir skrywers vir meer besonderhede.
  • Jou verwysings kan in enige styl wees, mits jy die konsekwente formatering deurgaans gebruik. Dit is noodsaaklik om skrywer(s) se naam(s), tydskrif- of boektitel, artikel- of hoofstuktitel (waar vereis), jaar van publikasie, volume en uitgawe (waar toepaslik) en paginering in te sluit. DOI-nommers (Digital Object Identifier) ​​is nie verpligtend nie, maar word sterk aangemoedig. Die bibliografie sagteware pakket EindNota, Zotero, Mendeley, Verwysingsbestuurder word aanbeveel.
  • Wanneer jou manuskrip die hersieningstadium bereik, sal jy versoek word om die manuskrip volgens die joernaalriglyne te formateer.

Dekbrief

'n Dekbrief moet by elke manuskripvoorlegging ingesluit word. Dit moet bondig wees en verduidelik waarom die inhoud van die referaat betekenisvol is, die bevindinge in die konteks van bestaande werk plaas en hoekom dit by die omvang van die joernaal pas. Bevestig dat nóg die manuskrip nóg enige dele van die inhoud daarvan tans oorweeg word of in 'n ander tydskrif gepubliseer word. Enige vorige voorleggings van die manuskrip aan MDPI-tydskrifte moet erken word. Die name van voorgestelde en uitgeslote beoordelaars moet in die indieningstelsel verskaf word, nie in die dekbrief nie.

Skrywer Biografie

  1. Skrywers se volle name gevolg deur huidige posisies
  2. Onderwysagtergrond insluitend inligting oor die instelling en jaar van graduering (tipe en vlak van graad ontvang)
  3. Werksondervinding
  4. Huidige en vorige navorsingsbelangstellings
  5. Lidmaatskap van professionele verenigings en toekennings ontvang.

Nota vir skrywers wat deur die National Institutes of Health (NIH) befonds word

Hierdie tydskrif deponeer vraestelle outomaties na PubMed Central na publikasie van 'n uitgawe. Skrywers hoef nie hul referate afsonderlik deur die NIH-manuskripvoorleggingstelsel (NIHMS, http://nihms.nih.gov/) in te dien nie.


12.1: Hoekom dit saak maak: Dierediversiteit - Biologie

Dankie vir jou besigheid! Jy behoort binnekort 'n bestellingbevestiging van Paypal te ontvang. Verlaat inkopiemandjie

MUSIEK - FOTOGRAFIE - VIDEO

'Animal Matters' (Januarie 2012):

WAAROM MAAK DIERE SAAK?

Hoekom maak diere saak? Alhoewel Sai Baba ons dikwels smeek om nie terug te verval in ons diere-afkoms nie, want geestelik is ons taak - met Sy hulp - om hoër en hoër op die evolusionêre leer te styg………. hy vertel ons nietemin dat:

“Hoekom moet jy redeneer dat diere, diere en voëls sleg is? Elkeen trap sy eie dharma. Dit oorskry of ondermyn nie. Hulle het groter samewerking en wedersydse liefde as selfs mans. Elkeen moet beoordeel word vanuit die oogpunt van die toerusting en die geleentheid. Die mens kan beter lewe as hy by die diere leer. Hy verneder homself nog laer. Wanneer die Here inkarneer, het Hy as een van Sy take die beskerming van sadhus, van wesens met stil, onskuldige natuur. Onder diere is ontelbare sadhuse, onthou”. (Sathya Sai Baba in 'n vraag-en-antwoordsessie. uit Peggy Mason se tydskrif, Summer 1996)

Diere maak saak, want onder hulle is 'n paar merkwaardige en pragtige siele, miskien ou siele van die diereryk. ’n Mens hoef net oë te hê om dit te sien.

Diere maak saak omdat hulle voelende wesens is net soos onsself. Alhoewel hulle nie in ons menslike taal kan praat nie, beteken dit nie dat hulle outomate is met geen gevoel soos sekere 'wetenskaplike' en 'filosofiese' denke vir 'n baie lang tyd beweer het nie ... 'n houding wat alle vorme van wreedheid en uitbuiting van diere. Diere is voelende wesens met komplekse emosionele lewens. Hulle voel vreugde, liefde, pyn, vrees, angs, hartseer en demonstreer humor……..die reeks dieregevoelens wat nou herken word, is verstommend … selfs ’n bul is bekend om te treur oor die dood van sy eienaar, die nederige hoender is in staat tot misleiding en empatie en wat papegaaie betref, dit is 'n hele storie op sigself en moet wag vir 'n ander keer!.

Diere maak saak omdat baie van hulle vol liefde is met 'n hoofletter L. Soos Sai Baba vir ons sê:

“Ek was regtig ontroer deur hul liefde en toegeneentheid. Ek kon nie uit daardie plek kom nie. Sulke intense liefde is nie eens onder mense vandag te vinde nie. Die mense haat mekaar………Ek kon 'n intense, ongeëwenaarde liefde en gelykheid in daardie diere aanskou”… (Sathya Sai Baba praat, Volume 30)

“Liefde is nie net in mense teenwoordig nie, maar ook in alle skepsels, voëls of diere. Dit is ook nie al nie. Dit is in werklikheid alles deurdringend. Liefde deurdring alles in die skepping. Die mens se menswees is gebreek wanneer hy nie hierdie liefde erken nie.” (Sai Baba)

"Daar is net een koninklike pad vir die geestelike reis ... LIEFDE, liefde, liefde vir ALLE wesens as manifestasies van DIESELFDE GODDELIKHEID wat die kern van jouself is". (Sai Baba)

Dieselfde atma wat deur ons vloei, vloei ook deur hulle. Ons behandeling van hulle maak saak, want wat ons aan hulle doen, kom volle sirkel terug na ons, die menseryk. Terwyl ons misbruik en uitbuiting van diere voortgaan op die groot skaal wat dit doen, sal die mensdom nooit vrede ken nie ... Baba het gesê ons skep 'n enorme karma in ons mishandeling van die diereryk en lank gelede, in die tye van Antieke Griekeland , in die sesde eeu vC het Pythagorus, die wiskundige en mistieke filosoof iets soortgelyks gesê:

“Solank mense diere uitmoor, sal hulle mekaar doodmaak. Hy wat die saad van moord en pyn saai, kan inderdaad nie vreugde en liefde maai nie.” (Pythagorus)

(Artikel geskryf deur Mercini Sherratt vir Vedanta Empire se liefdadigheidsaansporing)

Vedanta Empire is toegewy aan die insamel van geld vir liefdadigheid: 'n Gedeelte van die wins wat uit elke kommersiële en besigheidsbespreking ingesamel word, word weggegee om verwaarloosde diere te voed, te help en te beskerm. Wanneer 'n liefdadigheids- of geestelike geleentheid bespreek is, sal Vedanta Empire al die winste wat uit die bespreking verkry is, weggee vir dieselfde doel om diere te ondersteun.

Verder, om geld in te samel vir die voeding en beskerming van verwaarloosde diere: Musiek kan by Vedanta Empire gekoop word. - Alle winste gaan vir hierdie liefdadigheidssaak. Voel asseblief vry om kontak te maak ( [email protected] ) vir die aankoop van die musiek of om vir verdere inligting te vra. - 'n Voorskou van die musiek kan hier gehoor word:


Materiaal en metodes

Morfologiese skattings van diversiteit

Skattings van die aantal bestaande spesies voëls het gedurende die eerste helfte van die 20ste eeu grootliks gewissel [6], maar het gestabiliseer met die kontrolelys wat deur Peters [7] begin is, geredigeer deur Peters, Mayr, Paynter en ander deur 16 volumes, en in 1987 voltooi [8]. Hierdie volumes het baie taksa behandel as subspesies wat voorheen as spesies gerangskik is, wat die filosofie weerspieël van die voorstanders van die politipiese biologiese spesie-konsep wat destyds algemeen was [6]. Die voltooiing van die reeks het gelei tot verwysingslyste van die voëls van die wêreld [9] wat gebruik is in die bestuur van museumversamelings en, met 'n paar opdaterings, is 'n lys met 9 159 spesies deur die American Ornithologists' Union (AOU) Komitee oor Versamelings [10].

Omtrent hierdie tyd het molekulêre opnames van geografiese variasie begin verskyn en nuwe data oor geenvloei en genetiese divergensie verskaf. As gevolg hiervan, latere kompendia, byvoorbeeld, Sibley en Monroe [11], die 16 volumes van del Hoyo et al. [12], en mees onlangs die Howard en Moore kontrolelys[13,14], verteenwoordig 'n eklektiese mengsel [15,16] van tradisionele morfologiese taksonomie gekombineer met verskeie molekulêre assesserings van genetiese differensiasie [16]. Hierdie laasgenoemde studies is nog ver van voltooi en gevolglik bestaan ​​daar tans geen homogene beoordeling van voëlspesies taksa in die post-fenotipiese era nie [17].

Deur 'n eenvormige ewekansige getalgenerator te gebruik, het ons 'n steekproef van 200 spesies uit die wêreldwye lys van Wood & Schnell [10] van 9159 biologiese spesies voëls (S1-tabel) geproduseer. Hierdie lys weerspieël spesielimiete soos meestal deur morfologiese assesserings afgelei. Ons het hierdie lys as geskik geag vir die toets van morfologiese spesies limiete. Alhoewel 'n klein aantal nuwe spesies sedert 1986 ontdek is, was ons doel om 'n ewekansige steekproef te verkry sodat die toekomstige aantal nuut beskryfde spesies nie die studie-ontwerp meetbaar sou beïnvloed nie (sien hieronder). Om die aantal filogenetiese spesies (sien S1 Bylaag) binne elke biologiese spesie te skat, het ons alle monsters wat vir elke spesie teenwoordig was in die groot monsterhoewes van die American Museum of Natural History (New York) ondersoek, en in sommige gevalle, die versamelings van die Museum van Natuurwetenskap, Louisiana State University (Baton Rouge), en die Field Museum of Natural History (Chicago). Reeks monsters wat subspesies of verskillende geografiese gebiede verteenwoordig, is ondersoek vir diagnoseerbare verskille (hoewel spesifieke katalogusnommers nie aangeteken is nie, kan katalogusnommers van monsters wat ondersoek is verkry word by die onderskeie instansies vir die spesie wat bestudeer is). Die primêre literatuur oor geografiese variasie, sowel as groot faunistiese werke wat streke of relevante taksa behandel, is ook geraadpleeg. Ons het kwalitatiewe verskille in verekleedpatroon, kleur en morfologie, insluitende grootte en vorm, gebruik as bewys van diagnoseerbaar onderskeibare populasies (d.w.s. filogenetiese spesies), terwyl ons kwantitatiewe verskille van grootte en kleurskakering geïgnoreer het. Biologiese spesies wat geheel en al uit individue bestaan ​​sonder waarneembare kwalitatiewe verskille binne geslags- of ouderdomsklasse is as 'n enkele filogenetiese spesie beskou. Spesies met twee of meer kenmerkende morfologieë binne of tussen ouderdoms- of geslagsklasse in dieselfde lokaliteite is ook as enkele polimorfiese spesies beskou. Biologiese spesies is veronderstel om veelvuldige filogenetiese spesies te bevat indien, binne 'n enkele stratum van ouderdom of geslag, populasies ten minste een kwalitatiewe karakterverskil toon wat óf geografies disjunk (allopatries) was óf kontinu was slegs as gevolg van 'n nou area van karakterverandering ( gradiënt of cline) in vergelyking met die totale geografiese omvang van die verskillende vorme.

Drie outeurs (GFB, JC, RMZ) het individueel een derde van die spesies in die ewekansige steekproef ondersoek, en die aantal filogenetiese spesies wat in elk van die biologiese spesies ingesluit is, beraam. Ons het die verspreiding van filogenetiese taksa per biologiese spesie vir elk van die drie outeurs sowel as die algehele verspreiding bereken. Ons het 'n selflaaiprosedure gebruik om vertrouensintervalle te verkry vir die gemiddelde wat dit gedoen is deur die verspreiding 1000 keer te hermonster met vervanging. Ons het ook die verspreidings van die drie skrywers vergelyk deur twee voorbeelde van Kolmogorov-Smirnov-toetse te gebruik. Om die resultate met algemeen aanvaarde subspesifieke taksonomie van voëls te vergelyk, het ons ons skattings van die getalle filogenetiese spesies gekorreleer met die getalle van beskryfde subspesies in dieselfde biologiese spesie-vlak takson deur gebruik te maak van 'n standaardverwysing [8].

Om die effek van nuut ontdekte spesies, onlangse molekulêre data en veranderende taksonomiese standaarde op ons skatting van die aantal filogenetiese spesies te skat, het ons die klassifikasie van ons monster van 200 spesies in die onlangse Howard en Moore kontrolelyste ondersoek [13,14]. Hierdie lyste bestaan ​​uit 10 021 spesies wat deels op fenotipiese en deels op genetiese resultate gebaseer is. Ons het vasgestel of elkeen van die 200 spesies identies aan die AOU-lys behandel is, in klonte, gesplete is, of andersins in taksonomiese behandeling verander is. Op hierdie manier het ons 'n verhouding van filogenetiese spesies per biologiese spesie vir die Howard en Moore 2013 en 2014 skattings van 10021 taksa verkry.

Genetiese skattings van diversiteit

Vir 'n meer gefokusde assessering van die effek van molekulêre studies op skattings van voëldiversiteit, het ons die literatuur oor filogeografiese studies ondersoek, op soek na variasie en differensiasie in vinnig-ontwikkelende mitochondriale DNA (mtDNA) gene vir spesies wat goed gemonster is van regdeur hul geografiese reeks.Ons het altesaam 437 biologiese spesies geïdentifiseer wat by sulke studies ingesluit is en die aantal wederkerige monofiletiese, geografies aaneengeslote groeperings binne elkeen opgesom (S2-tabel). Vir analitiese doeleindes neem ons aan dat hierdie wederkerig monofiletiese populasies of groepe populasies 'n proxy vir filogenetiese spesies verskaf het. Hierdie meta-analise bied 'n onafhanklike genetiese beoordeling van hoeveel onafhanklike evolusionêre afstammelinge per biologiese spesie bestaan ​​[18-20], en komplementeer die morfologiese studie.

Ons let op twee waarskuwings. Spesies word oor die algemeen nie lukraak gemonster vir molekulêre assessering van geografiese struktuur (filogeografie). Oor die algemeen is ondersoekers geneig om spesies te kies wat hulle vermoed a priori interessante patrone van geografiese variasie vertoon [21]. Daar kan dus 'n vooroordeel wees na 'n hoër filogenetiese tot tradisionele spesieverhouding vir molekulêre studies. Tweedens het molekulêre studies getoon dat tropiese spesies geneig is om groter vlakke van differensiasie te toon as dié van gematigde spesies [22,23], en daarom sal skattings van die totale aantal taksa/spesies wêreldwyd bevooroordeeld wees as die verspreiding van monsterspesies nie saamval met die geografiese verspreiding van spesiediversiteit. Ons het dit ondersoek deur die verspreiding van filogroepe, wat algemeen erken word as wedersydse monofiletiese populasies op 'n mtDNA-geenboom, as 'n funksie van breedtegraad te teken. Om die verband tussen die geografiese verspreiding van biologiese spesiediversiteit, ons steekproefneming van biologiese spesies en die skatting van filogenetiese diversiteit te verken, het ons die gemiddelde aantal biologiese spesies in 10-grade breedtegraadblokke uit Figuur 2 van Blackburn en Gaston [24] onttrek. Ons neem kennis dat daar ander vooroordele kan wees, soos groter klem op Nuwe Wêreld-taksa. Om die belangrikheid van die insluiting van filogroeptaksa in evolusionêre, ekologiese en biogeografiese studies te demonstreer, het ons die meta-analise van Weir en Schluter [25] herbesoek. Hulle pas geboorte-dood modelle by plotte van molekulêre divergensie datums teenoor middelpunt breedtegraad, vir die huidige reekse van beide biologiese spesies (n = 191) en filogroepe (n = 68), en het tot die gevolgtrekking gekom dat beide diversifikasie en uitsterwing koerse hoër is op meer noordelike breedtegrade (vir beide kategorieë). Om hierdie gevolgtrekking te toets, het ons ons datastel van 260 voëlsusterlyne (beide spesies en filogroepe) gebruik om 'n plot van genetiese afstand ('n proxy vir divergensietyd) teen die breedtegraad van die middelpunt van die huidige reeks vir vergelyking te konstrueer.


Vorm maak saak: dierekleurpatrone as tekens van individuele kwaliteit

Kleurpatrone (bv. onreëlmatige, gevlekte of gestreepte vorms) is wydverspreid in die diereryk, maar hul potensiële rol as kwaliteitseine is meestal verwaarloos. 'n Oorsig van die gepubliseerde literatuur toon egter dat patroon self (ongeag die grootte of kleurintensiteit daarvan) 'n belowende sein van individuele kwaliteit oor spesies van baie verskillende taksa is. Ons stel ten minste vier hoofweë voor waardeur patrone individuele kwaliteit betroubaar kan weerspieël: (i) as konvensionele seine van status, (ii) as indekse van ontwikkelingshomeostase, (iii) deur leidrade van somatiese integriteit te versterk en (iv) deur individuele belegging te versterk. in onderhoudsaktiwiteite. Metodologiese beperkings het tradisioneel navorsing oor die seinpotensiaal van kleurpatrone belemmer. Om dit te oorkom, rapporteer ons 'n reeks hulpmiddels (bv. kleuraangrensings- en patroonreëlmatigheidsontledings, Fourier- en korreligheidsbenaderings, fraktale meetkunde, meetkundige morfometrie) wat objektiewe kwantifisering van patroonveranderlikheid moontlik maak. Ons bespreek hoe inligting wat deur hierdie metodes verskaf word, die visuele sisteem van die modelspesies en gedragsreaksies op patroonmetrieke moet oorweeg, ten einde biologies betekenisvolle gevolgtrekkings moontlik te maak. Laastens stel ons toekomstige uitdagings in hierdie navorsingsarea voor wat 'n multidissiplinêre benadering sal vereis, wat insette van genetika, fisiologie, gedragsekologie en evolusionêre-ontwikkelingsbiologie bymekaar bring.

1. Inleiding

Dierekleur is wyd betrokke by maatskeuse, intra-seksuele kompetisie, dominansieverhoudings en ander sosiale interaksies, wat 'n sentrale rol speel in kwaliteit sein [1]. Die meeste navorsing oor kleur-gebaseerde seine van kwaliteit het gefokus op pigment-gebaseerde eienskappe (veral karotenoïede, maar ook melaniene). Onder die aanname dat pigment biobeskikbaarheid die hoofbeperking in kleuruitdrukking is, is die meeste klem geplaas op die verkryging, metabolisme en allokasie-afwegings van elke pigment of sy voorlopers [1]. Afgelei van hierdie merkbare belangstelling in 'hoeveelheid-afhanklike' kleuruitdrukking, het die meeste studies gefokus op die meting van die grootte of kleurintensiteit/skakering van kleurkolle as gevolmagtigdes van individuele kwaliteit, ongeag hul produksiemeganisme. Gekleurde kolle verskil egter dikwels tussen soortgenote in die vorm, verspreiding en verbinding van hul samestellende eenhede (bv. kolle, strepe en ander heterogene merke figuur 1). Dit wil sê, die werklike twee- of driedimensionele patroon van 'n kleureienskap kan hoogs veranderlik onder individue wees. Sulke variasie in patroonvorming is grootliks onafhanklik van die area of ​​kleurintensiteit van die kol, en kan dus onderhewig wees aan ander funksionele beperkings, wat alternatiewe - maar nie wedersyds uitsluitende - seinpaaie en betroubaarheidsmeganismes vir visuele eienskappe toelaat. Om die kwaliteitseinpotensiaal van visuele patrone te verstaan, vereis 'n konseptuele en empiriese verandering aan ons benadering tot dierekleuring, wat aanspreek hoe dit aan individuele kwaliteit gekoppel kan word, hoe diere dit waarneem, en watter spesifieke gereedskap gebruik kan word om hierdie patrone te kwantifiseer.

Figuur 1. Ses voorbeelde van kleurpatrone waarvoor empiriese bewyse wat kwaliteitseinpotensiaal ondersteun, gerapporteer is: (a) wit wang kol kol van grootmees (Parus majeur), (b) swart gevlekte slabbetjie van die rooipoot patrys (Alectoris rufa), (c) swart V-vormige voornek kraag van klein trappie (Tetrax tetrax), (d) swart liggaamspatrone van tilapia (Tilapia mariae), (e) swart clypeal vlek van vroulike papier wespies (Polistes dominula) en (f) liggaamspatrone van gewone inktvis (Sepia officinalis). Verdere besonderhede word in tabel 1 gegee. Illustrasies met vergunning van Francisco J. Hernández. (Aanlyn weergawe in kleur.)

Tabel 1. Illustratiewe voorbeelde van kleurpatrone van spesies van verskillende taksa waarvoor bewyse versoenbaar is met kwaliteit seinrol verskaf is (verdere voorbeelde word verskaf in die elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1). Patrone word in figuur 1 getoon.

Hier hersien ons die hoofvoorbeelde van kwaliteitseinkleurpatrone oor dieretaksa (§2) stel potensiële meganismes voor waardeur patrone verskeie aspekte van individuele kwaliteit betroubaar kan aandui (§3) som relevante analitiese instrumente op vir objektiewe kwantitatiewe beskrywings van kleurpatrone (§3) §4) identifiseer aspekte van patroonpersepsiemeganismes wat oorweeg moet word om die biologiese relevansie van patroonkenmerke te interpreteer (§5) en identifiseer toekomstige uitdagings in hierdie navorsingsarea (§6).

2. Empiriese bewyse van kwaliteit-sein kleurpatrone

Verskeie studies wat meer holistiese patroonbeskrywings gebruik as om bloot die area of ​​die aantal samestellende elemente (bv. aantal kolle of strepe) te meet, ondersteun die relevansie van visuele patrone in seinkontekste (figuur 1 en tabel 1 sien die elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1, vir 'n meer volledige lys). Die meeste bewyse kom van voëls, maar 'n vernaamste voorbeeld is die swart vlek van papier wespe (Polistes dominula tabel 1 en figuur 1), waar vorm gebruik word in dominansie sein en gekoppel is aan ontwikkelingstoestand en ander individuele fisiologiese veranderlikes. Cichliden bied een van die beste visvoorbeelde, met vinnige veranderinge tussen diskrete kleurpatrone wat die motiveringstoestand van die draer of die uitkoms van sosiale interaksies weerspieël (elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1). Dieselfde geld koppotige, wat ook staatmaak op velchromofore om veranderlike kleurpatrone te vertoon wat binne sekondes kan verander en dominansieverhoudings in agonistiese interaksies kan weerspieël (elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1). Skaars bewyse is beskikbaar vir soogdiere en reptiele, waar kamoeflering, roofdier-prooi-kommunikasie, termoregulering of waarskuwingsein die mees voorgestelde aanpassingsfunksies is wat aan kleurpatrone toegeskryf word. Interspesifieke studies dui egter daarop dat kwaliteit sein ook 'n waarskynlike funksie in hierdie taksa [20-22] is, wat empiriese studies op die spesifieke vlak in kandidaat-soogdier- en reptielspesies aanmoedig.

3. Kwaliteit-afhanklike uitdrukking van kleurpatrone

Die beoordeling van die kwaliteit-seinrol van kleurpatrone vereis 'n begrip van die faktore wat differensiële uitdrukking tussen hoë- en lae-gehalte individue bepaal, dit wil sê, die aanspreek van die inligting wat 'n ontvanger uit die sein kan onttrek en die faktore wat seinbetroubaarheid verseker. Verskillende kleurpatrone behels waarskynlik verskillende betroubaarheidsmeganismes volgens hul eie argitektuur, kompleksiteit, produksiemeganisme, stadium van ontogenie wanneer dit gegenereer word, en die besondere lewensgeskiedenis en ekologie van die spesie. Hieronder stel ons vier nie-onderling uitsluitende hoofweë voor wat individuele kwaliteit kan koppel aan die uitdrukking van kleurpatrone. Terwyl melanien verantwoordelik is vir die meeste kleurpatrone wat in diere voorkom, is hierdie paaie moontlik van toepassing op patrone wat voortspruit uit enige produksiemeganisme (óf pigmentêr of struktureel).

(a) Konvensionele seine van sosiale status

Eienskappe wat intraspesifieke sosiale interaksies bemiddel, ontwikkel dikwels as konvensionele seine, of kentekens van status [23,24]. Hierdie eienskappe behels nie noodwendig aansienlike produksiekoste nie, maar teikenontvangers penaliseer die wanverhouding tussen senderkwaliteit en sy seinvlak deur agonistiese interaksies [24]. Aangesien die betroubaarheid van konvensionele seine gebaseer is op 'n konsensus tussen senders en ontvangers, word seinvorm nie noodwendig beperk deur 'n koppeling tussen produksiemeganisme en inligting wat oorgedra word nie [24]. Dus, enige kleurpatroon kan in beginsel ontwikkel as 'n wapen van status. Om redes van seindoeltreffendheid sou ons egter verwag dat patrone wat as statuskentekens gebruik word, eenvoudig is en dus maklik deur die ontvanger onderskeibaar is (sien §4). Trouens, die meeste voorbeelde van hierdie soort eienskap bestaan ​​uit eenvoudige kleur kolle wat hoofsaaklik verskil in grootte tussen hoë- en lae-gehalte individue [23]. Daar is egter 'n paar voorbeelde waar meer komplekse patroonkenmerke as 'n statuskenteken werk, soos die eenvormigheid van die wangvlek van groottiete, die swart kolle van papierwespe, of die vinnig veranderlike en toestandsafhanklike patrone wat deur sikliede en sekere mariene taksa (tabel 1 elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1).

Nietemin kan 'n mate van toestand-afhanklikheid ook in statuskentekens verwag word omdat seinuitdrukking, agonistiese gedrag en toestand waarskynlik onderling verwant is, en die vertoon van 'n sekere vlak van die sein impliseer 'n prima fisiologiese toestand om die sosiale koste wat daarmee gepaardgaan die hoof te bied. 25]. Die meganismes wat gebruik word om fisiologiese toestand en dominansie sein te koppel via kleurintensiteit of grootte van statuskentekens behels dikwels endokriene of energieke beperkings [23], maar die potensiële effekte van hierdie faktore op die ruimtelike kenmerke van 'n kleurvlek moet nog toegelig word. Byvoorbeeld, bewyse van papierwespe dui daarop dat die vorm van die klipeale vlek onderhewig is aan sosiale beheer deur familielede, maar word ook beïnvloed deur liggaamstoestand tydens vroeë ontwikkeling en is gekorreleer met jeugdige hormoonvlakke ('n ongewerwelde analoog aan testosteroon), wat dus ondersteun die bestaan ​​van sulke skakels. In elk geval word noukeurig ontwerpte eksperimentele opstellings [23] vereis om die relatiewe belangrikheid van sosiale koste en fisiologiese beperkings op die produksie van kleurpatrone wat as statuskentekens gebruik word, uitmekaar te maak.

(b) Indekse van ontwikkelingshomeostase

Ontwikkelingshomeostase (insluitend ontwikkelingstabiliteit en kanalisasie) buffer klein versteurings wat veranderinge in die normale ontwikkelingsproses van individue kan veroorsaak, wat lei tot fiksheidsvermindering [26-28]. In organismes met bilaterale simmetrie is fluktuerende asimmetrie die mees gebruikte skatting van hierdie verskynsel [26,28] en word dikwels aanvaar dat dit optree as 'n betroubare indeks van individuele kwaliteit [28]. Die meeste studies oor fluktuerende asimmetrie het egter op morfologiese eienskappe gefokus, maar selde op kleurpatroonkenmerke (maar sien die elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1, vir uitsonderings). Dit is verbasend aangesien morfologiese eienskappe waarskynlik onder sterk stabiliserende seleksie is, aangesien selfs subtiele asimmetrieë in enige strukturele eienskappe aansienlike lewensvatbaarheidskoste sal meebring [28]. Daarteenoor is dit minder waarskynlik dat fluktuerende asimmetrie van kleureienskappe lewensvatbaarheidskoste meebring. Dit verslap waarskynlik die keuse vir streng beheer oor hul simmetrie, verhoog sensitiwiteit vir omgewings- en genetiese stres, en laat hulle toe om ontwikkelingsstabiliteit beter te weerspieël.

Benewens fluktuerende asimmetrie van simmetriese eienskappe, kan die vermoë van individue om 'n gegewe patroon uit te druk ook 'n individu se ontwikkelingshomeostase openbaar [26]. Die pad om 'n kleurpatroonvorm te produseer, behels baie verskillende stappe wat op baie verskillende tydelike en ruimtelike skale gesinchroniseer moet word (figuur 2 bv. [29,30]). Genetiese en omgewingsversteurings kan hierdie proses op verskillende vlakke beïnvloed, wat kumulatiewe afwykings van die teikenpatroon veroorsaak, wat betroubare aanwysers kan wees van die onvermoë van die individu om die ontwikkelingsproses te buffer. Dit word uitgelig deur 'n eienskap-argitektuur wat die samevoeging van verskillende eenhede behels, soos vere, hare of skubbe (figuur 2). Dieselfde basiese meganisme is egter van toepassing op taksa wat hierdie strukture ontbreek (bv. ongewerwelde diere en amfibieë), aangesien die rypwording, migrasie en rangskikking oor die liggaam van hul hoofkleureenhede - chromatofore - ewe sensitief is vir dieselfde stressors [31].

Figuur 2. Skematiese van die ontwikkelingsproses van kleurpatroonvorming en hoe dit verband hou met die vier betroubaarheidsmeganismes wat in §3 bespreek word. 'n Melanien-gebaseerde patroon wat in 'n veredrag-eienskap uitgedruk word, is gekies as 'n illustratiewe voorbeeld, alhoewel die algemene skema maklik vertaal kan word na ander tipe eienskappe (vel-, haar- of skaalgebaseer). Patroonuitdrukking hang af van die ontwikkelingsbeheer van prosesse wat op verskillende skale plaasvind en wat 'n stywe tydruimtelike koördinasie vereis. Dit sluit byvoorbeeld die rangskikking tydens vroeë embrioniese ontwikkeling van strukturele eenhede (veerkieme) en pigmentêre selvoorlopers (melanosiete) oor die liggaam volgens die algemene patroonuitleg (i) in. Tydens strukturele eenheidsgroei moet die topologie en rypwording van ongedifferensieerde (wit sirkels) tot gedifferensieerde melanosiete (swart simbole) gekoördineer word met strukturele eenheidsgroei (ii). 'n Korrekte sinchronisasie tussen melanosoomproduksie deur gedifferensieerde melanosiete en hul oordrag na prolifererende keratinosiete is nodig om die binne-eenheidpatroon voldoende uit te brei (iii). Verder moet hierdie strukturele eenhede ontwikkel, gerangskik en perfek vereenselwig word om die saamgestelde patroon wat voortspruit uit hul gekombineerde effek ten volle te vertoon (iv). Stressors wat al hierdie stappe verander, sal kumulatiewe effekte uitoefen op die finale patroon, wat geleidelik van sy optimum afwyk. Individuele kapasiteit om sulke skadelike effekte te buffer, sal verskil tussen hoë- en lae-gehalte individue, wat kleurpatroonuitdrukking 'n betroubare indeks van ontwikkelingshomeostase maak (§3b). Behalwe hierdie faktore wat patroonontwikkeling beïnvloed, sal individue wat 'n onbeskadigde, onberispelike en goedversorgde verekleed, jas of vel dra, hul kleurpatroon (v) beter kan vertoon, wat dan as 'n versterker van somatiese integriteit sal optree (§3c) en belegging op instandhoudingsaktiwiteite (§3d). Laastens sal algehele patroonvoorkoms veranderlike reaksies van soortgenote ontlok, wat die betroubaarheid van kleurpatroonkenmerke as konvensionele statusseine bemiddel (§3a). (Aanlyn weergawe in kleur.)

Skerp en eenvormige grense, sowel as gereelde herhaling van elemente (d.i. stawe en kolle) verteenwoordig waarskynlik uitdagings vir ontwikkelingsbuffermeganismes, veral in komplekse vorms. Dus, eenvormigheid, reëlmaat en kompleksiteit is waarskynlik kandidate as tekens van ontwikkelingshomeostase. Maar in die meeste gevalle, die identifisering van die optimale vertoning a priori moeilik sou wees. Om die gebruik van arbitrêre kriteria te vermy, sal die beste benadering wees om op gedragsdata (bv. maatskeuse of dominansietoetse) staat te maak om die patroonkenmerke wat positief geselekteer is onder seinscenario's te identifiseer. Die identifisering van die faktore wat patrone van hierdie optima afwyk, sal dan die volgende stap wees.

Eienskap sensitiwiteit vir veranderinge van ontwikkelingshomeostase wissel oor ontogenie [26,28], en dit is waarskynlik die geval vir patroonvermoë om individuele kwaliteit te weerspieël. Dit impliseer dat stresvolle toestande slegs patroonuitdrukking sal beïnvloed by sekere ontwikkelingsvensters wat tussen spesies of eienskappe sal verskil. Dit is veral relevant vir eienskappe by diere wat een of meer vervellingsprosesse ondergaan. In hierdie gevalle kan patroonsensitiwiteit vir individuele fisiologiese toestand tydens vervelling beperk word tot vroeë ontwikkeling of oop bly by elke vervelgebeurtenis, afhangende van die labiliteit van die presiese meganismes betrokke by die uitdrukking van elke patroonkenmerk. Kleurpatrone wat tydens vroeë ontwikkeling vasgestel is, alhoewel onsensitief vir fisiologiese toestand daarna, is inderdaad goeie kandidaat-indekse van kwaliteit, aangesien stresvolle toestande vroeg in die lewe dikwels langdurige effekte op individuele lewensvatbaarheid het [31].

(c) Versterkers van leidrade van somatiese integriteit

Die dra van verekleed, vel of pelage hou dikwels verband met suboptimale prestasie, veroudering of algehele somatiese agteruitgang [2,32,33]. Parasiete lê aansienlike fiksheidskoste aan die individu op, en in die geval van ektoparasiete, beskadig hul optrede dikwels eksterne gasheervoorkoms. Daarbenewens is skade, letsels en gebreekte of ontbrekende vere of skubbe gewoonlik die gevolg van noue ontmoetings met roofdiere of uitkomste van agonistiese interaksies waaruit die individu nie ongedeerd ontsnap het nie. Dit is dus nie verbasend dat al hierdie veranderinge van somatiese integriteit gebruik kan word as leidrade vir individuele kwaliteit assessering (bv. [32,34]).

Aanwysings van somatiese integriteit sal versterk word deur sekere kleurpatrone [35]. Trouens, hierdie potensiële rol van sommige verekleedversierings is oorspronklik deur Hasson gekies om die konsep van 'n 'versterker' te illustreer (dws 'n eienskap wat die resolusie van 'n sein verhoog, wat die diskriminasiekrag van die ontvanger verhoog) [36], en sommige empiriese bewyse ondersteun dit. Byvoorbeeld, in groot tiete (Parus majeur), wangpleister onreëlmatighede openbaar dikwels die teenwoordigheid van ektoparasiete of beserings wat veroorsaak word deur soortgenote [2,5]. Net so is die laterale gestreepte patroon van die rooipoot patrys (Alectoris rufa), as gevolg van die perfekte belyning van flankvere (figuur 1b), word opvallend verander deur veerverlies [37] interessant genoeg, vervangingsvere vul nie hierdie gapings perfek nie, en laat spore van traumatiese gebeurtenisse [37].

Hierdie somatiese integriteitsrol van kleurpatrone moet nie verwar word met die belemmerende rol van sekere merke wat die risiko van skade, skuur of agteruitgang deur bakterieë of ektoparasiete verhoog nie, soos tipies voorgestel vir sommige veredrag eienskappe [33]. Terwyl laasgenoemde rol afhanklik is van die grootte of ligging van die merke, is die versterkende funksie van somatiese integriteit meestal gebaseer op die vorm van die patroon en die spesifieke argitektuur van die eienskap. Ons stel voor dat eienskappe wat saamgestel is uit veelvuldige eenhede en waarvan die ooreenstemming 'n gereelde patroon van herhaalde elemente (stawe en kolle) produseer wat eweredig oor 'n gegewe liggaamsgebied versprei is, veral geneig is om onder hierdie versterkingsfunksie te ontwikkel.

(d) Versterkers van koste-toegevoegde seine van instandhoudingsaktiwiteite

Maak- en versorgingsaktiwiteite is noodsaaklik om ektoparasiete te verwyder en die isolerende en sein-eienskappe van eksterne tegumente te behou. Diere, en veral gewerwelde diere, spandeer baie tyd en energie in onderhoudsgedrag [38,39], en handel af met ander gedrag, soos voeding en waaksaamheid. Aangesien hierdie versorgings- en regmaakaktiwiteite veral belangrik is om die opvallendheid van ornamentele eienskappe te verbeter [39], is daar voorgestel dat dit funksioneer as koste-bykomende seine van individuele kwaliteit wat openbaar dat die draer 'n hoë dag-tot-dag belegging kan bekostig. [39].

Die effektiewe uitvoering van hierdie instandhoudingsaktiwiteite sal deur sekere kleurpatrone versterk word. Soos in die vorige geval, vereis saamgestelde patrone waarvan die korrekte vertoning 'n optimale rangskikking van veelvuldige eenhede behels waarskynlik hoër belegging. Kombinasies van hoogs kontrasterende kleure, en die oorheersing van wit merke, kan veral deur ontvangers gebruik word om die seiner se vermoë te bepaal om hul pels, vel of verekleed in goeie vorm te hou.

4. Metodes om kleurpatrone te kwantifiseer

Een van die hooffaktore wat ons begrip van die funksies van kleurpatrone belemmer het, is die moeilikheid om algehele patroonvoorkoms te kwantifiseer. As 'n eenvoudige holistiese oplossing, het sommige studies staatgemaak op kwalitatiewe klassifikasies van die patrone (elektroniese aanvullende materiaal, tabel S1). Dit is 'n redelike metode vir duidelik onderskeibare en diskrete vorms, soos die staatsafhanklike patrone van baie sikliede visse (tabel 1). Dit is egter nie raadsaam vir meer deurlopende eienskappe nie, of wanneer diskrete kategorieë in werklikheid 'n opsomming is van verskillende onafhanklike eienskappe wat verskillende aspekte van individuele kwaliteit kan aandui (§3). In onlangse jare het 'n toenemende aantal analitiese instrumente en metodologiese benaderings vir die vaslegging van verskillende aspekte van kleurpatrone beskikbaar geword. Alhoewel hul toepassing op dierekleurmerke in sommige gevalle nog hangende is, is dit belowende plekke om patrone objektief te beskryf en sodoende hul potensiële biologiese funksie te ondersoek.

(a) Versperde patrone en reëlmaatontleding

Streeppatrone (d.i. dié wat deur lyne of strepe saamgestel is) is wydverspreid oor taksa. In daardie groepe waar die streeppatroon voortspruit uit ligter en donkerder elemente wat langs mekaar geplaas is, is patroonreëlmatigheid een van die duidelikste kenmerke. Die vrylik toeganklike sagteware wat deur Gluckman & Cardoso [40] ontwikkel is, ontleed streeppatrone deur die gekleurde stawe in lyn te bring, en dan afwykings van 'n ideale patroon te kwantifiseer, waar alle stawe ononderbroke is, van konstante breedtes en met gladde grense tussen kleure. Hierdie maatstaf laat slegs vergelykings toe tussen ekwivalente kolle onder individue van dieselfde spesie, maar nie tussen verskillende kolle of spesies nie, want hierdie maatstaf word beïnvloed deur die growwe morfologie van die patroon (bv. die breedte van die stawe) [41]. Tot dusver is hierdie metode slegs op die verekleed van 'n paar voëlspesies toegepas [40]. In gewone wasbekke (Estrilda astrild), het dit dwingende bewyse gelewer dat die gereeldheid van hul gestreepte vere as 'n kwaliteitsein sal dien, soos aan die lig gebring deur sy geslag-tot-ouderdom-veranderlikheid en sy verband met liggaamstoestand [41].

(b) Kleuraangrensingsanalise

Gebou op grond van kleurontledings en visuele modellering, bied die kleuraangrensingsmetode [42] 'n raamwerk gebaseer op oorgange tussen kleurkolle wat dit moontlik maak om patroonparameters soos kleurdiversiteit, kompleksiteit of aspekverhouding te skat. Die aangrensingsanalise maak staat op die versameling van kleureienskappe - hetsy deur spektrofotometriese metodes of digitale fotografie - soos in konvensionele kleurstudies. In plaas daarvan om kleurmonsters in 'n enkele kol te versamel, word dit versamel in 'n groot aantal punte wat in 'n rooster gerangskik is wat die hele liggaam van die dier of die liggaamstreek van belang dek. Hierdie rooster is in lyn met 'n verwysingsliggaam-as, sodat kleurmaatreëls in 'n sonekaart geënkodeer word wat daaropvolgende aangrensingsontledings moontlik maak. Dit laat die pleistergrootte en die aantal en oriëntasie van oorgange oor kleurkolle kwantifiseer, en verskaf dus indekse van patroonverlenging, reëlmaat en kompleksiteit, terwyl ook die besonderhede van die visuele sisteem van die studiespesie in ag geneem word. Geen spesifieke sagteware is vir hierdie metode vrygestel nie, alhoewel alle prosedures in R of MATLAB uitgevoer kan word (funksies is beskikbaar by die skrywer) [42].

Aangrensingsontledings is gebruik om die studie van die hoogs veranderlike kleurpatrone van giftige paddas aan te spreek [43,44]. Hierdie benadering het dit moontlik gemaak om paddas se dorsale patrone in 'n paar beskrywende veranderlikes op te som, soos die relatiewe bydrae van elke kleur tot die vorms of patroonkompleksiteit en verlenging, wat getoon is dat dit nuttig is om hul biologiese funksie te verstaan ​​[43,44]. Alhoewel hierdie benadering 'n statisties bruikbare manier is om patrone te ontleed, lyk dit egter nie soos die manier waarop visuele stelsels patrooninligting verwerk nie.

(c) Gevlekte patrone en Fourier- en granulariteitsontledings

Aansienlike vroeëre werk het 'n aantal eienskappe van vroeë ruimtelike visieverwerking oor 'n reeks diere geopenbaar, insluitend die teenwoordigheid van ontvanklike velde wat reageer op kontras, rande en vorminligting, insluitend in spesifieke oriëntasies (bv. [45,46]). Sulke kenmerke word dikwels verwerk teen verskillende ruimtelike frekwensies (bv. patroongroottes) [47]. Die koms van beeldanalise-instrumente het 'n wye reeks weë oopgemaak met betrekking tot die kwantifisering van patrone, baie van hulle gebaseer op ruimtelike frekwensie-tegnieke, veral Fourier-analise. Hier kan 'n gegewe patroon gekwantifiseer word in terme van sy kontras, ruimtelike frekwensie, fase en oriëntasie.

In die natuur is baie patrone nie lyne en tralies (bv. strepe), maar eerder saamgestel uit kolle en 'blobs' van verskillende groottes. 'n Betreklik onlangse benadering om dit te kwantifiseer was deur middel van 'granulariteit'-analise, waardeur beelde van 'n gegewe voorwerppatroon of toneel Fourier-verwerk word, gevolg deur banddeurlaatfiltrering om 'n subset van beelde te skep wat inligting bevat by 'n aantal ruimtelike frekwensiebande, wat wissel van hoog (klein merke) tot lae ruimtelike frekwensie (groot merke). Hierna kan die hoeveelheid 'energie' by elke band gemeet word, met hoër energie wat ooreenstem met meer prominente merke. 'n Plot van energie teenoor ruimtelike frekwensie produseer 'n 'granulariteitspektrum', waaruit 'n aantal beskrywende metrieke verkry kan word, insluitend merkgrootte, kontras en diversiteit. Hierdie benadering is suksesvol geïmplementeer in verskeie studies wat tipes inktvis-kamoefleermerke beskryf [48,49], sowel as patroonnabootsing en verwerpingsgedrag van koekoekgasheer-eiers [50]. Dit is waarskynlik dat diere reageer op veelvuldige maatstawwe wat uit sulke ontledings verkry word, maar dat die spesifieke kenmerke wat gebruik word, verskil met spesies en konteks. Byvoorbeeld, gashere van broeiparasiete baseer hul eierverwerpingsgedrag op die assessering van nabootsing met betrekking tot eiermerkgrootte, kontras, veranderlikheid en verspreiding, maar die spesifieke kenmerke wat gebruik word en hul relatiewe belangrikheid verskil met spesies [50,51]. Volgens ons wete is die toepassing van hierdie benaderings tot die studie van kwaliteitseinpatrone egter steeds hangende. Hierdie granulariteitsbenaderings is vrylik beskikbaar in 'n onlangs vrygestelde beeldkalibrasie- en analise-nutsdingskis [52].

Daar is ten minste twee ander benaderings hier om kol-tipe patrone te kwantifiseer. Eerstens het onlangse werk 'n benadering genaamd Scale Invariant Feature Transform (SIFT) gebruik, wat in wese 'n rekenaarvisiebenadering is vir objek- en kenmerkherkenning by verskillende hoeke en skale. Dit is suksesvol toegepas op die ontleding van koekoek-gasheer eiermerke [53]. Nog 'n komplementêre benadering wat deur sommige skrywers gebruik word, is om patrone in binêre swart en wit beelde te drempel, en dan die verspreiding en dekking van merke oor verskillende streke van 'n voorwerp te meet [54]. 'n Onlangse stel funksies genaamd 'SpotEgg' [55] is ook gepubliseer wat aanpasbare drempelwaarde van beelde toelaat om verskille in beligting en voorwerpvorm te hanteer, terwyl inligting verskaf word oor kolgrootte, verspreiding, vorm en ander kenmerke soos fraktale dimensie ( sien onder).

(d) Fraktale meetkunde

Fraktale is wiskundige voorwerpe wat oor skale dieselfde is en waarvan die vorm te kompleks is om deur Euklidiese meetkunde beskryf te word [56]. Baie natuurlike voorwerpe is nie streng self soortgelyk nie, maar kan as 'statistiese fraktale' beskou word en hul vorm kan suksesvol beskryf word deur fraktale meetkunde [56].

Daar is verskeie tipes fraktale ontledings, maar almal maak staat op een of ander tipe 'fraktale dimensie', wat patroonkompleksiteit skat as 'n skaalreël wat vergelyk hoe 'n patroon se detail verander met die skaal waarop dit oorweeg word. Fraktale dimensie word dikwels bereken deur bokstelmetodes, wat voortgaan deur die bestudeerde patroon te oorlê deur maas van verskillende selkantlengtes, en vervolgens die aantal selle wat deur die patroon beset word vir elke maasgrootte te tel. Die skaalreël van selgrootte oor die inverse van die aantal selle wat deur die patroon beset word (beide in logaritmiese skaal) bepaal die fraktale dimensie daarvan [56]. Fraktale dimensie kan op lyne, oppervlaktes of volumes bereken word, wat die ruimtevulkapasiteit van die patroon vasvang, wat nou verband hou met verskillende eienskappe soos die aantal, lengte, kronkeligheid en konnektiwiteit van sy elemente. Dit is belangrik dat fraktale dimensie sensitief kan wees vir verskillende kenmerke vir verskillende tipes patrone. Daarom, om die betekenis van die fraktale dimensie vir elke patroon te verstaan, vereis 'n geval-tot-geval verkenning [6]. Ongeag die spesifieke patroon wat bestudeer is, moet daarop gelet word dat die toepaslikheid van hierdie metode nie impliseer dat diere self fraktale dimensie kan opspoor nie, maar hierdie maatstaf vang variasies in sekere patroonkenmerke vas wat diere kan opspoor, maar wat moeilik is. om objektief te kwantifiseer deur ander metodes.

Fraktale dimensie is die eenvoudigste en gewildste fraktale analise, maar nie die enigste nie. Multifraktale analise verskaf 'n baie meer gedetailleerde beskrywing van 'n patroon, waar die rangskikking (massaverspreiding) van die patroon op verskillende skale deur die 'singulariteitspektrum' ontleed word. 'Lacunarity' is 'n ander nuttige konsep uit fraktale meetkunde wat die gaping en heterogeniteit van 'n gegewe patroon, sowel as die rotasie-invariansie daarvan, kwantifiseer. Om die meeste van hierdie ontledings uit te voer is relatief eenvoudig deur vrylik beskikbare sagteware te gebruik (bv. F ractaldim , H ar Fa , F rac L ac ).

Fraktale meetkunde tegnieke is veral geskik vir die aanspreek van ingewikkelde, komplekse en heterogene patrone. Deur die kontinuïteit van 'n patroon deur skubbe te meet, weerspieël dit op een of ander manier die inherente argitektuur van baie dierekleureienskappe wat deur verskillende eenhede (skubbe, vere en hare) saamgestel is, en is dus 'n interessante hulpmiddel om die veranderlikheid wat voortspruit uit sulke veelskaalkonstruksie vas te lê. van die eienskap. Tot op datum is hul toepassing op dierekleurpatrone egter beperk [57]. In 'n onlangse eksperimentele studie, fraktale dimensie van die swart slabbetjie van die rooibeen patrys (figuur 1)b) was veral nuttig om te onderskei tussen individue met 'n gladde of 'n skerp oorgang van die gewone swart na die gevlekte areas van die bib. Hierdie eienskap kenmerk het individuele liggaamstoestand en immuunrespons voorspel, 'n verhouding wat onopgemerk gebly het wanneer eenvoudiger maatstawwe van die eienskap gebruik word [6]. Ook, hoewel nie vanuit die perspektief van kwaliteit-sein nie, het fraktale meetkunde nuttig geblyk om vlindervlerkpatrone te beskryf [58], en die skedel- en skulphegtings in soogdiere en ammonoïede taksa [59,60]. Laasgenoemde voorbeelde ondersteun die bruikbaarheid van fraktale dimensie om die integriteit en reëlmaat van heelkleur kolle of hul grense te kwantifiseer.

(e) Meetkundige morfometrie

Meetkundige morfometrie is die ontleding van morfologiese strukture deur gebruik te maak van Cartesiese meetkundige koördinate eerder as lineêre, oppervlakte of volumetriese veranderlikes. Een van die belangrikste voordele van hierdie instrument is dat dit toelaat om die vorm van 'n voorwerp vas te vang, onafhanklik van sy grootte, posisie en oriëntasie. Voorwerpvorm word vertaal in 'n reeks afgeleide koördinate wat maklik is om te interpreteer en voor te stel, en vatbaar is vir 'n wye verskeidenheid statistiese benaderings [61,62].

Meetkundige morfometrie is gebaseer op 'landmerke' (d.w.s. homoloë punte wat dieselfde biologiese ligging oor monsters verteenwoordig). Sodra dit geïdentifiseer en gedigitaliseer is, kan landmerke verwerk word deur verskillende geometriese benaderings, waarvan die Procrustes-superposisiemetode die mees wydverspreide is [61,62]. Die homologievereiste van landmerke word gewoonlik vervul deur duidelik identifiseerbare punte soos knots, invaginasies of kruisings te gebruik.

Daar is verskeie kwessies wat meetkundige morfometrie 'n besonder interessante hulpmiddel vir kleurpatroonanalise maak. Dit maak dit byvoorbeeld moontlik om beide in twee- en driedimensionele vorms te beskryf. Dit is veral nuttig om kleurpatrone vas te vang wat in driedimensionele strukture vertoon word, soos bene, vlerke of nie-plat areas van die liggaam, mits dit op 'n natuurlike vertoonwyse gedigitaliseer word. Ook, meetkundige morfometrie laat beheer toe vir potensiële allometriese effekte, of vir 'n kovariansie tussen liggaam en patroonvorm. Nog 'n interessante kenmerk van meetkundige morfometrie is sy unieke potensiaal om verskeie tipes simmetrie vas te vang, van ooreenstemming of voorwerpsimmetrie tot meer komplekse konfigurasies, soos refleksie, rotasie, translasie of spiraal simmetrieë [27]. Dit spreek ook aan watter spesifieke patroonkenmerke die meeste bydra tot simmetrie-afwykings, wat van groot belang is vir die begrip van die onderliggende meganismes wat patroonuitdrukking en individuele kwaliteit verbind (§5).

Daar is verskeie vrylik beskikbare sagteware-instrumente en R-pakkette vir data-digitalisering, omskakeling, visualisering en ontleding van meetkundige morfometriese data (sien life.bio.sunysb.edu/morph). Ten spyte van die voordele van meetkundige morfometrie en beskikbaarheid van gratis en gebruikersvriendelike sagteware, het geen studie tot ons wete hierdie stel kragtige instrumente toegepas op die studie van kleurpatrone in die konteks wat hier bespreek word nie.

5. Die behoefte om die visuele eienskappe van die ontvanger in ag te neem

In onlangse jare het die studie van dierekleur aansienlik gevorder met die wydverspreide gebruik van objektiewe maatstawwe van kleur en modelle van dierevisie. Anders as kleurpersepsie, wat aansienlik verskil oor en selfs binne spesies [63], blyk baie van die algemene kenmerke wat patroonvisie bepaal dieselfde te wees, selfs oor taksa (ten minste in laevlakvisie [64]). Dit maak modellering van sekere aspekte van patroonvisie en die vervaardiging van wyd relevante tegnieke moontlik hoogs hanteerbaar.

'n Aantal benaderings tot die kwantifisering van dierepatrone is gebaseer op die idee om byna visuele verwerking te lyk, veral Fourier- en granulariteitsontledings (sien hierbo, maar let op dat hierdie algoritmes nie werklike visuele stelsels presies naboots nie, maar eerder breë beginsels). Ander benaderings sluit tegnieke in om die rande van voorwerpe en patrone te kwantifiseer (bv. [65]), alhoewel weereens hoe presies randopsporing deur werklike visuele stelsels onderneem word, onduidelik is en baie modelle bestaan ​​[64]. Uiteindelik moet enige model wat gebruik word, met gedragsdata bekragtig word om die relevansie daarvan te bepaal. In teorie is dit moontlik om met 'n hoogs gesofistikeerde model van hoëvlak-patroonvisie vorendag te kom, maar as dit 'n sleutelstap of -proses mis wat in werklike visuele stelsels gevind word, kan dit onakkurate resultate lewer. Daarenteen kan betreklik eenvoudige modelle van patroonassessering baie effektiewe maatstawwe produseer. Laasgenoemde is in die breë die geval vir benaderings vir granulariteit en randopsporing, waardeur afgeleide patroonstatistieke gedragsreaksies effektief voorspel [50]. Ander modelle kan nie visuele verwerkingsweë nou naboots nie (bv. fraktale analise), maar lei steeds inligting af wat nou soortgelyk is aan dié wat deur die ontvanger verkry en gebruik word.

Uiteindelik, net soos met kleurmetrieke, moet ons toets dat die waardes en variasie tussen individue in patroonmetrieke saamval met 'n reaksie deur die ontvanger, dit wil sê dat die ontvanger daardie inligting werklik sien en daarop reageer. Dit is die sleuteloorweging vir enige patroonkwantifiseringsinstrument. As die model boonop daarop gemik is om beginsels van visuele verwerking na te boots, dan stel dit ons ook in staat om die visuele meganismes wat betrokke is, moontlik te verstaan. Let egter daarop dat om meer realistiese modelle van patroonvisie te maak, verdere presiese inligting oor patroonverwerking nodig is, asook meer inligting oor dinge soos vertoongedrag en kykhoek en afstand van die ontvanger na die seingewer. Byvoorbeeld, gesigskerpte (die vermoë om kenmerke van 'n gegewe grootte voorwerp op te los) wissel aansienlik met spesies se visuele stelsel en waarnemingsafstand, en dit sal beïnvloed hoe goed 'n ontvanger aspekte van patroon kan sien. Verder, as gevolg van kenmerke van reseptiewe velde en ruimtelike frekwensieverwerking (sien hierbo), verskil diere in hul vermoë om verskillende ruimtelike frekwensies op verskillende kontrasvlakke op te spoor, wat gekenmerk kan word met 'n sogenaamde 'kontras sensitiwiteitsfunksie' (CSF) [ 47]. CSF's kan visuele prestasie op verskillende vlakke van patroonskaal en kontras tussen spesies beskryf en vergelyk.As sodanig behoort die inkorporering van CSF en skerpte inligting (wat beskikbaar is vir 'n reeks spesies) in modelle van patroonvisie, in beginsel 'n meer akkurate benadering te bied om die inligting beskikbaar vanaf dieremerke aan die ontvanger te bepaal, en kan ander inligting toelaat. oorweeg moet word (soos kykafstande). Tans word inligting oor skerpte en CSF selde ingesluit in ontledings van dierekleurpatrone, tog kan hierdie inligting waardevol wees in die bepaling van ontvangerreaksies op patrone van verskillende kontras en grootte vanaf verskillende kykafstande.

6. Slotopmerkings en toekomstige navorsingsrigtings

In hierdie oorsig het ons die potensiaal van dierekleurpatrone uitgelig, buiten grootte en kleurintensiteit, om 'n relevante rol te speel as betroubare seine van individuele kwaliteit. Beskikbare bewyse ondersteun hierdie seinrol in 'n wye verskeidenheid van taksa. Die betroubaarheid van kwaliteit-seinkleurpatrone kan verskeie meganismes behels, soos sosiale beheer, verswakte ontwikkelingshomeostase, somatiese agteruitgang of verminderde investering in selfonderhoud. Alhoewel metodologiese beperkings die navorsing van hierdie patrone vir 'n lang tyd belemmer het, is dit nie meer 'n groot beperking nie, aangesien tans beskikbare analitiese metodes 'n objektiewe en akkurate kwantifisering van verskillende patroonkenmerke moontlik maak. Die gebruik van hierdie instrumente moet egter relevante aspekte van die visuele sisteem van die modelspesie en (deurslaggewend) gedragsreaksies in ag neem, ten einde biologies betekenisvolle gevolgtrekkings moontlik te maak.

Die verskillende betroubaarheidsmeganismes wat hier voorgestel word, sluit mekaar nie uit nie. Inderdaad, kleurpatrone kan (en waarskynlik doen) as 'multikomponent-seine' optree, waar verskillende kenmerke van 'n gegewe patroon oor verskillende aspekte van die draer kan inlig of as rugsteun kan optree [66]. Byvoorbeeld, die simmetrie en eenvormigheid van die merke wat 'n gegewe verekleedpatroon saamstel, kan die stresvlakke wat die individu tydens vroeë ontwikkeling ervaar, aandui. Maar sodra dit ontwikkel is, sal die vermoë van die individu om onbeskadig en perfek gerangskik te hou al die vere wat die vertoning saamstel, sy vermoë versterk om sy soma in prima toestande te hou en hulpbronne aan selfonderhoud toe te ken. As die patroon as 'n statuskenteken optree, kan die sosiale koste wat uit agonistiese interaksies verkry word ook by die sisteem gevoeg word. Die spesifieke gewig van elke betroubaarheidspad sal afhang van die ekologie van die spesie en die spesifieke argitektuur van die eienskap. Eksperimente sal nodig wees om die relatiewe belangrikheid van elke seinpad te ontwrig.


Spesiale uitgawe Redaksie

'n Groeiende menslike bevolking en stygende inkomste lei tot 'n groter vraag na vleis, melk en eiers. Terselfdertyd moet die diereproduksiesektor belangrike omgewings-, ekonomiese, bestuurs- en samelewingsuitdagings oorweeg, terwyl dierewelsyn aangespreek word. Vyf jaar gelede het die Verenigde Nasies 17 Volhoubare Ontwikkelingsdoelwitte (SDG's) aangeneem met die doel om armoede en honger te verminder, gesondheid en welstand te verbeter en volhoubare produksie- en verbruikspatrone te skep. Alhoewel daar ooglopende domeine is waar diere kan bydra tot die bereiking van volhoubare ontwikkeling, word dit skaars genoem binne die SDG's, en die welsyn van hierdie diere word glad nie genoem nie.

In hierdie spesiale uitgawe wil ons graag die volhoubaarheid van diereproduksiestelsels aanspreek, insluitend omgewings-, ekonomiese, etiese, bestuurs- en samelewingsaspekte (spesifiek dierewelsyn) en hul interaksies.

Ons nooi oorspronklike navorsingsartikels uit wat fokus op die mate waarin die volhoubare ontwikkelingsdoelwitte (SDG's) versoenbaar is, al dan nie, met die verbetering van dierewelsyn. Studies kan byvoorbeeld verband hou met die dierewelsyngevolge van die vermindering van die sektor se impak op natuurlike hulpbronne en biodiversiteit, of die uitwerking van meer dierevriendelike behuising en bestuurstoestande op SDG's of die definisie van volhoubare ontwikkelingsopsies wat goeie dierewelsyn insluit. Referate kan ook onderliggende strukturele, organisatoriese, mark- en handelsaspekte aanspreek wat die interaksie tussen SDG's en dierewelsyn beïnvloed.

Prof Dr Harry Blokhuis
Dr Laurence Smith
Gasredakteurs

Manuskripvoorleggingsinligting

Manuskripte moet aanlyn ingedien word by www.mdpi.com deur te registreer en by hierdie webwerf aan te meld. Sodra jy geregistreer is, klik hier om na die indieningsvorm te gaan. Manuskripte kan tot die sperdatum ingedien word. Alle vraestelle sal eweknie-geëvalueer word. Aanvaarde referate sal deurlopend in die joernaal gepubliseer word (sodra dit aanvaar word) en sal saam op die spesiale uitgawe-webwerf gelys word. Navorsingsartikels, resensieartikels sowel as kort kommunikasie word uitgenooi. Vir beplande referate kan 'n titel en kort opsomming (ongeveer 100 woorde) na die Redaksie gestuur word vir aankondiging op hierdie webwerf.

Ingediende manuskripte moes nie voorheen gepubliseer gewees het nie, en ook nie vir publikasie elders oorweeg word nie (behalwe referate van konferensieverrigtinge). Alle manuskripte word deeglik beoordeel deur 'n enkelblinde portuurbeoordelingsproses. 'n Gids vir skrywers en ander relevante inligting vir die indiening van manuskripte is beskikbaar op die Instruksies vir Skrywers-bladsy. Volhoubaarheid is 'n internasionale eweknie-geëvalueerde ooptoegang halfmaandelikse joernaal wat deur MDPI gepubliseer word.

Besoek asseblief die Instruksies vir Skrywers-bladsy voordat jy 'n manuskrip indien. Die artikelverwerkingsheffing (APC) vir publikasie in hierdie ooptoegangjoernaal is 1900 CHF (Switserse frank). Ingelewerde vraestelle moet goed geformateer wees en goeie Engels gebruik. Skrywers kan MDPI se Engelse redigeringsdiens gebruik voor publikasie of tydens skrywershersienings.


Orkaan Sandy-foto-opstel: 100 000 woorde werd

Neem asseblief 'n oomblik om beide die harde realiteite en die menslike goed wat voortgespruit het uit die wrak in my foto-opstel hieronder te waardeer. Te midde van die vernietiging en hartseer floreer hoop in die glimlagte van ontheemde kinders en heldhaftige vullismanne wat 'n fyn lyn loop tussen die verwydering van Sandy’ se oorskot en die gooi van mense’s se vernietigde daaglikse lewe items. NYPD Beampte Anthony Bonilla was 'n wonderlike toevoeging tot ons span, lei 'n hand op enige manier wat hy kon en deel stories van wat hy’s gesien as herstel begin. En spanne vrywilligers wat aan algehele opruiming gewerk het, het die Coney Island-promenade gestrek so ver as wat die oog kon sien.

(Vir volgrootte beelde en byskrifte, besoek die skyfievertoning in 'n nuwe venster.)


Hoekom wilde diere lyding saak maak

Baie mense het 'n rooskleurige uitsig oor die natuur. Sommige dink nie-menslike diere leef in een of ander paradys in die natuur. Diere wat in die natuur leef, het egter lewens wat ver van idillies is, en die meeste van hulle het te doen met die realiteit van voortdurende bedreiging van geweldige lyding. Wilde dierelyding kom algemeen voor. Baie mense sien of dink nie oor hierdie aspek van die lewe in die natuur nie. Ander glo dat lyding van wilde diere nie 'n ernstige kwessie is nie, want diere kan hul lyding beter hanteer as mak diere. Die meeste van ons aanvaar dalk dat niemenslike diere lyding ervaar, maar dit kan maklik wees om te dink hulle ly minder as wat hulle werklik doen. Dit is egter nie so nie.

As lewende wesens saak maak, moet ons nie onverskillig wees teenoor wilde diere se lyding nie. Verder moet ons in gedagte hou dat die hoeveelheid lyding en voortydige dood wat in die natuur teenwoordig is, baie belangrik is. Lyding van wilde diere is baie meer algemeen as wat baie mense dink. Die meeste diere sterf op pynlike maniere wanneer hulle baie jonk is, so hulle het geen kanse vir genot, om hul doelwitte na te streef of hul vermoëns te vervul nie. Dit is so hoofsaaklik as gevolg van die voortplantingstrategieë wat algemeen in die natuur voorkom as gevolg van evolusionêre redes. Die groot populasies diere wat in die natuur leef, maak hierdie kwessie ook veral dringend. Die volgende tekste verduidelik dit in detail.

Bevolkingsdinamika en dierelyding

Die voortplantingstrategie wat oorweldigend in die natuur voorkom, bestaan ​​uit groot getalle nageslag waarvan die oorgrote meerderheid sterf nie lank nadat hulle ontstaan ​​het nie. Dit is die hoofoorsaak van wilde dierelyding, aangesien dit beteken dat die meeste diere in die natuur min tyd het om positiewe ervarings te geniet en sterf dikwels op maniere wat aansienlike lyding behels (soos hongersnood, dehidrasie, koue of lewend geëet word). Op hierdie manier dui die bevolkingsdinamika daarop dat lyding oor geluk in die natuur seëvier.

Evolusionêre redes waarom lyding in die natuur heers

Natuurlike seleksie werk wanneer verskillende individue ontstaan, maar slegs sommige van hulle oorleef, aangesien daar nie genoegsame hulpbronne vir almal beskikbaar is nie. As gevolg hiervan kom baie individue tot stand net om kort daarna te sterf, en 'n voortplantingstrategie wat die aantal nuwe individue wat gebore word, kan om evolusionêre redes seëvier, selfs al behels dit dat wilde dierelyding en voortydige dood geweldig toeneem.

Kan diere in die natuur op dieselfde maniere benadeel word as mak diere en mense?

Diere wat in die natuur leef, verduur aansienlike skade, aangesien ander diere in soortgelyke omstandighede benadeel sal word. Mense is nie die enigste wesens wat lyding en welsyn kan voel nie. Die afdeling oor diere-gevoel verduidelik dit in detail. Boonop is lyding van wilde diere algemeen. Daar is geen rede om houdings teenoor diere wat in die natuur leef, anders te hê as dié wat ons sou hê as hulle mak diere of mense was nie, so ons moet probeer om diere in die natuur te help waar moontlik.

Jy kan ook die volgende versamelings artikels lees oor lyding van wilde diere en die maniere om diere in die natuur te help:

Inleiding tot lyding van wilde diere

'n Inleidende teks wat die inhoud van hierdie afdeling opsom.

Die situasie van diere in die natuur

Bied die verskillende bedreigings wat diere in die natuur in die gesig staar, insluitend vyandige weerstoestande, gebrek aan kos en water, siektes, beserings as gevolg van ongelukke, konflikte en sielkundige lyding.

Om diere in die natuur te help

Verduidelik verskeie maniere waarop diere gehelp kan word, en inderdaad tans gehelp word, wanneer hulle deur natuurlike of indirek antropogeniese redes benadeel word.

Welsynsbiologie

Stel die veld van welsynsbiologie bekend, 'n voorgestelde kruisdissiplinêre studieveld in natuurwetenskappe wat die situasie van diere met betrekking tot hul welstand bestudeer. Welsynsbiologie sou die lyding van diere in die natuur en die maniere om hulle te help assesseer.


Inhoud

'n Ekologiese piramide is 'n grafiese voorstelling wat, vir 'n gegewe ekosisteem, die verband tussen biomassa of biologiese produktiwiteit en trofiese vlakke toon.

  • A biomassa piramide toon die hoeveelheid biomassa op elke trofiese vlak.
  • A produktiwiteitspiramide toon die produksie of omset in biomassa op elke trofiese vlak.

'n Ekologiese piramide verskaf 'n momentopname in tyd van 'n ekologiese gemeenskap.

Die onderkant van die piramide verteenwoordig die primêre produsente (outotrofe). Die primêre produsente neem energie uit die omgewing in die vorm van sonlig of anorganiese chemikalieë en gebruik dit om energieryke molekules soos koolhidrate te skep. Hierdie meganisme word primêre produksie genoem. Die piramide gaan dan deur die verskillende trofiese vlakke na die top-roofdiere aan die bokant.

Wanneer energie van een trofiese vlak na die volgende oorgedra word, word tipies net tien persent gebruik om nuwe biomassa te bou. Die oorblywende negentig persent gaan na metaboliese prosesse of word as hitte verdryf. Hierdie energieverlies beteken dat produktiwiteitspiramides nooit omgekeer word nie, en beperk voedselkettings oor die algemeen tot ongeveer ses vlakke. In oseane kan biomassa-piramides egter heeltemal of gedeeltelik omgekeer word, met meer biomassa op hoër vlakke.

Terrestriële biomassa neem oor die algemeen merkbaar af op elke hoër trofiese vlak (plante, herbivore, karnivore). Voorbeelde van landelike produsente is grasse, bome en struike. Dié het ’n baie hoër biomassa as die diere wat hulle verteer, soos takbokke, sebras en insekte. Die vlak met die minste biomassa is die hoogste roofdiere in die voedselketting, soos jakkalse en arende.

In 'n gematigde grasveld is grasse en ander plante die primêre produsente aan die onderkant van die piramide. Dan kom die primêre verbruikers, soos sprinkane, vols en bison, gevolg deur die sekondêre verbruikers, skelmmuise, valke en klein katte. Ten slotte die tersiêre verbruikers, groot katte en wolwe. Die biomassa-piramide neem merkbaar af op elke hoër vlak.

Oseaan- of mariene biomassa, in 'n ommekeer van aardse biomassa, kan op hoër trofiese vlakke toeneem. In die see begin die voedselketting tipies met fitoplankton, en volg die verloop:

Fitoplankton → soöplankton → roofdierplankton → filtervoeders → roofvisse

Fitoplankton is die belangrikste primêre produsente aan die onderkant van die mariene voedselketting. Fitoplankton gebruik fotosintese om anorganiese koolstof in protoplasma om te skakel. Hulle word dan verteer deur soöplankton wat in grootte wissel van 'n paar mikrometer in deursnee in die geval van protistan mikrozooplanton tot makroskopiese gelatienagtige en skaaldiere soöplankton.

Diereplankton vorm die tweede vlak in die voedselketting en sluit klein skaaldiere in, soos koppeode en kril, en die larwes van visse, inkvis, kreef en krappe.

Op sy beurt word klein soöplankton verteer deur beide groter roofdierplanters, soos kril, en deur voervisse, wat klein, skoolgaande, filtervoedende visse is. Dit vorm die derde vlak in die voedselketting.

’n Vierde trofiese vlak kan bestaan ​​uit roofvisse, seesoogdiere en seevoëls wat voervisse vreet. Voorbeelde is swaardvis, robbe en gannets.

Top-roofdiere, soos orka's, wat robbe kan verteer, en kortvin mako-haaie, wat swaardvis kan verteer, maak 'n vyfde trofiese vlak uit. Baleinwalvisse kan soöplankton en kril direk verteer, wat lei tot 'n voedselketting met slegs drie of vier trofiese vlakke.

Mariene omgewings kan omgekeerde biomassa-piramides hê. Veral die biomassa van verbruikers (kopepote, kril, garnale, voervis) is groter as die biomassa van primêre produsente. Dit gebeur omdat die see se primêre produsente piepklein fitoplankton is wat r-strateë is wat vinnig groei en reproduseer, so 'n klein massa kan 'n vinnige tempo van primêre produksie hê. Daarteenoor is grondliggende primêre produsente, soos woude, K-strateë wat stadig groei en reproduseer, dus is 'n baie groter massa nodig om dieselfde tempo van primêre produksie te bereik.

Onder die fitoplankton aan die basis van die mariene voedselweb is lede van 'n filum van bakterieë genaamd sianobakterieë. Mariene sianobakterieë sluit die kleinste bekende fotosintetiese organismes in. Die kleinste van almal, Prochlorococcus, is net 0,5 tot 0,8 mikrometer deursnee. [15] Wat individuele getalle betref, is Prochlorococcus moontlik die volopste spesie op aarde: 'n enkele milliliter oppervlak seewater kan 100 000 selle of meer bevat. Wêreldwyd is daar na raming verskeie oktiljoene (10 27 ) individue. [16] Prochlorococcus is alomteenwoordig tussen 40°N en 40°S en oorheers in die oligotrofiese (voedingsarm) streke van die oseane. [17] Die bakterie is verantwoordelik vir na raming 20% ​​van die suurstof in die Aarde se atmosfeer, en vorm deel van die basis van die seevoedselketting. [18]

Daar is tipies 50 miljoen bakteriese selle in 'n gram grond en 'n miljoen bakteriese selle in 'n milliliter vars water. In 'n veel-aangehaalde studie van 1998 [7] is die wêreldbakteriebiomassa verkeerdelik bereken as 350 tot 550 miljard ton koolstof, gelykstaande aan tussen 60% en 100% van die koolstof in plante. Meer onlangse studies van seebodemmikrobes skep groot twyfel oor daardie een studie in 2012 [8] het die berekende mikrobiese biomassa op die seebodem van die oorspronklike 303 miljard ton C tot net 4,1 miljard ton C verminder, wat die globale biomassa van prokariote verminder het. tot 50 tot 250 biljoene ton C. Verder, as die gemiddelde per-sel biomassa van prokariote verminder word van 86 tot 14 femtogram C, [8] dan is die globale biomassa van prokariote verminder tot 13 tot 44.5 biljoen ton C , gelyk aan tussen 2,4% en 8,1% van die koolstof in plante.

Vanaf 2018 is daar steeds 'n mate van kontroversie oor wat die wêreldwye bakteriese biomassa is. 'n Sensus wat in Mei 2018 deur die PNAS gepubliseer is, gee vir bakteriese biomassa

70 miljard ton koolstof, gelykstaande aan 15% van die hele biomassa. [1] 'n Sensus deur die Deep Carbon Observatory-projek wat in Desember 2018 gepubliseer is, gee 'n kleiner syfer van tot 23 miljard ton koolstof. [9] [10] [11]


Trope is die hoofbron van globale soogdierdiversiteit

Sedert die negentiende eeu het wetenskaplikes erken dat sommige streke meer spesies as ander bevat, en dat die trope ryker is aan biodiversiteit as gematigde streke. Maar hoekom is daar meer spesies in die trope? 'n Nuwe studie wat 28 Januarie in die Open Access-joernaal gepubliseer is PLOS Biologie ondersoek die meeste van die lewende soogdierspesies en onthul 'n tweevoudige meganisme die tempo waarteen soogdiere ontstaan ​​het, was hoër in die trope, en die tempo waarteen hulle uitgesterf het laer. Hulle stel ook voor dat die trope 'n voortdurende bron van diversiteit was wat herhaalde kolonisasie van die gematigde streke moontlik gemaak het.

Franse navorsers Jonathan Rolland, Fabien Condamine, Frédéric Jiguet en Hélène Morlon (École Polytechnique, CNRS en die MNHN), het wiskundige modelle op wêreldwye soogdierdatastelle toegepas om 'n vraag aan te spreek wat ekoloë gefassineer het en die telling van evolusionêre bioloë, hiposes, die evolusionêre bioloë genereer het.

Een van die hoofhipoteses voer aan dat spesies meer in die trope as in gematigde streke gediversifiseer het -- diversifikasie is die verskil tussen die tempo waarteen nuwe spesies opkom en uitsterf. Onlangse publikasies het egter geen verband tussen diversifikasietempo en breedtegraad getoon nie, wat daarop dui dat diversifikasie nie tussen die trope en gematigde streke mag verskil nie. Inderdaad, omdat die aarde 80 miljoen jaar gelede grootliks tropies was, kan die trope ryker wees bloot omdat tropiese afstammelinge meer tyd gehad het om te diversifiseer as gematigde.

Deur die boom van die verhoudings tussen die 5 000 soogdierspesies met breedtegraaddata te kombineer, het die navorsers spesiasie beraam - die tempo waarteen nuwe spesies opkom -, uitsterwing en spesiemigrasie wat verband hou met soogdiere wat in tropiese en gematigde streke woon. In teenstelling met wat voorheen voorgestel is, het hulle gevind dat diversifikasiekoerse opvallend ooreenstem met huidige diversiteitspatrone. Breedwydte pieke in spesierykheid word geassosieer met hoë spesiasiekoerse, lae uitsterwingsyfers, of albei, afhangende van watter soogdierorde jy kyk (knaagdiere, vlermuise, primate, ens.).

Hulle het ook bewyse gevind dat die migrasie van spesies deur die eeue asimmetries was, met meer uitbreiding ''uit'' die trope as ''in'' hulle. Saamgevat dui hierdie resultate daarop dat tropiese streke nie net 'n reservoir van biodiversiteit is nie, maar ook die hoofplek waar biodiversiteit gegenereer is en vermoedelik gegenereer word.

Hierdie studie toon dat wiskundige modelle nou die afdruk van tropiese versus gematigde spesievorming en uitsterwing op die boom van die lewe kan opspoor, wat nuwe perspektiewe in evolusionêre navorsing oopmaak. Dit stel ons ook in staat om ou hipoteses te assesseer en diversifikasie weer in die kollig te plaas as 'n groot bydraer tot die bekende tropiese oorvloed van soogdierspesies. Verdere navorsing moet nou fokus op die direkte oorsake van hierdie verskille in diversifikasie, soos temperatuur of neerslag, wat ook soogdierdiversifikasie kan beïnvloed.


Kyk die video: Hoofdstuk 12 Rechtsvormen (September 2022).