home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / environm / 14738 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-22  |  6.2 KB

  1. From: alanm@hpindda.cup.hp.com (Alan McGowen)
  2. Date: Thu, 21 Jan 1993 22:39:42 GMT
  3. Subject: Re: Temperate zone habitat loss
  4. Message-ID: <149180335@hpindda.cup.hp.com>
  5. Organization: HP Information Networks, Cupertino, CA
  6. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!sdd.hp.com!hpscit.sc.hp.com!hplextra!hpcss01!hpindda!alanm
  7. Newsgroups: sci.environment
  8. References: <149180223@hpindda.cup.hp.com>
  9. Lines: 102
  10.  
  11. Island biogeography is a theory which attempts to explain observed species
  12. area relationships in terms of processes of immigration, extinction and
  13. saturation. This theory is applicable in mainlands since at some level of
  14. resolution habitat islands are ubiquitous -- they are not synonomous with
  15. oceanic islands. The fact that the theory can be applied does not mean that
  16. a single species-area curve holds everywhere *that* the theory can be applied.
  17. It means that the same underlying biogeographic processes are at work producing
  18. the various curves.
  19.  
  20. As Andrew Taylor pointed out, my remark that diversity and endemism tend
  21. to increase towards the tropics is just a biogeographic fact, having nothing
  22. to do with the applicability of a particular species-area relation.
  23.  
  24. Like all models in science, models of MVP (minimum viable population) involve
  25. omission of more details than they include, and are not overthrown simply
  26. by pointing out that something has been omitted. Instead, what this means is
  27. that a multiplicity of models, abstracting different aspects of reality, have
  28. to be considered to understand any natural phenomenon. MVP is no exception.
  29. It results from genetic factors, breeding biology, and environmental fluctation
  30. acting together. The MVP when all these factors are taken together -- the
  31. one which should be the basis for a conservation policy for that population 
  32. -- is increasingly thought to be set mainly by environmental fluctuation 
  33. rather than by genetics. However the MVP for the *specific* kind of genetic 
  34. information I mentioned (neutral variation), considered in isolation from 
  35. other factors, can be determined by the criterion that Ne >> (1/2u), where 
  36. u is the mutation rate of the variation and Ne is effective population size. 
  37.  
  38. By "MVP" in this case I mean the minimum size for persistance, not against 
  39. population extinction, but just of population polymorphism. The result is 
  40. robust and can be derived in numerous ways, both by starting with diffusion 
  41. models of genetic drift and by simpler means (one of which I gave in ECO 
  42. CENTRAL 24, I think it was). Derivations can be found in any standard text 
  43. on population genetics. The result is also experimentally very well confirmed
  44. by electrophoretic measurements of single-locus polymorphism in Drosophila 
  45. and other species, demonstrating that what was left out of consideration when
  46. the model was formed nevertheless left a phenomenon of importance behind. 
  47. [This is how real science is done -- not by aprioristic rejection of ideas 
  48. for failure to achieve instant universality, but by creative construction 
  49. of ideas that can survive observation and experiment in some insight-producing
  50. area of application. Universality is *extremely* elusive in biology. But 
  51. universality is not at all the same thing as *understanding*.]
  52.  
  53. A fairly large amount of neutral polymorphism can probably be lost in any 
  54. population without too much cause for alarm if the overall metapopulation 
  55. structure permits eventual recovery. Genetic drift simultaneously decreases 
  56. *within*-population diversity while increasing *between*-population diversity
  57. -- a major source of geographical variation. Intermittant gene flow between 
  58. populations can reestablish higher levels of population polymorphism.
  59.  
  60. However, there is cause for worry when the entire *metapopulation* is too
  61. small for mutation and gene flow to balance the effects of drift. Most
  62. metapopulation processes appear to reduce effective population size of the 
  63. entire species, so that the actual *total* numbers of the species must
  64. be greater than the Ne >> (1/2u) to preserve polymophism *over all*, even
  65. when intermittant gene flow is included. Again, for neutral variation we
  66. have an Ne in the range 10^5 - 10^7, and of course many species are well
  67. below this in actual numbers as a result of human range restrictions.
  68. This cannot improve their future prospects on average, though it is 
  69. impossible today to predict a mean time to extinction based on loss of 
  70. polymorphism alone. It also very probably reduces intrinsic speciation
  71. potential.
  72.  
  73. More dangerously, *many* species are now below levels required for persistance
  74. for geologically modest amounts of time (e.g. 1000 years) with high confidence
  75. (e.g. 95%) in the face of normal environmental variation. This is a nongenetic
  76. result.
  77.  
  78. When a population size is small (Ne < 500, or for most species, population
  79. size < a few thousand) genetic factors can be of enormous importance.
  80. In that case, loss of immediate factors of fitness (a phenomenon
  81. called "inbreeding depression") is possible, and loss of *selectable* 
  82. (not neutral) variation can cause great damage to maintenance of adaptation.
  83.  
  84. For more info, see Michael Soule's (ed) _Conservation Biology: the
  85. Science of Scarcity and Diversity_ and _Viable Populations for Conservation_
  86. for more about MVP.
  87.  
  88. Note that none of the above points about MVP takes into account the ripple
  89. effect of extinctions in an ecosystems, resulting from connections of 
  90. organisms via food webs, as competitors, and as mutualists. This is another
  91. idealized omission of the MVP models, which tacitly assume that extinction 
  92. probabilities can be calculated independently for populations.  Work in 
  93. blending this population-oriented approach with community ecology and food 
  94. webs is an active area today. See Pimm's the _Balance of Nature_ for efforts 
  95. in this direction.
  96.  
  97. Major efforts to obtain direct measurements of how extinction rates vary
  98. with fragment size are now underway [e.g. the Minimum Critical Size of
  99. Ecosystems project.] The results to date are consistent with the broad 
  100. predictions of island biogeography theory and with the idea that a roughly
  101. inverse exponential decay to the new equilibrium is common when area is 
  102. reduced.
  103.  
  104. ------------
  105. Alan McGowen
  106.  
  107. Incidently, for those that care, the above is intended as an example of
  108. a "constructive post".
  109.  
  110.  
  111. "Models are tools for thinkers, not crutches for the thoughtless." 
  112. -- Michael Soule
  113.