Астраўная экалогія — гэта раздзел экалогіі, аб’ектамі вывучэння якога з’яўляюцца астраўныя арганізмы і іхнае ўзаемадзеянне адзін з адным і навакольным асяроддзем. Астравы займаюць амаль 1/6 агульнай плошчы зямліPaulay, G. 1994. Biodiversity on Oceanic Islands: Its Origin and Extinction. American Zoology 34: 134—144., аднак экалогія астраўных экасістэм значна адрозніваецца ад экалогіі мацерыковых суполак. Іх ізаляванасць і высокая даступнасць пустых ніш прыводзяць да ўзмацнення відаўтварэння. У выніку астраўныя экасістэмы складаюць 30 % сусветнай біяразнастайнасці, 50 % марской трапічнай разнастайнасці і маюць некаторыя з самых незвычайных і рэдкіх відаў.Gerlach, Justin. 2008. Island biodiversity — issues and opportunities . World Conservation Congress Многія віды да гэтага часу застаюцца невядомымі.
На разнастайнасць відаў на астравах моцна ўплывае дзейнасць чалавека, такая як высечка лясоў і чужародных відаў. У адказ эколагі скіроўваюць увагу на захаванне і аднаўленне астраўных відаў. Паколькі гэта простыя сістэмы, астравы даюць магчымасць вывучаць працэсы вымірання, якія можна экстрапаляваць на больш буйныя экасістэмы.
Экалагічныя працэсы на астравах Астравы з’яўляюцца прывабнымі месцамі для экалагічных даследаванняў, таму што яны даюць яскравыя прыклады эвалюцыі ў дзеянні. Яны паказваюць цікавыя мадэлі каланізацыі, адаптацыі і відаўтварэння.
Каланізацыя і станаўленне Астравы акружаны вадой і могуць існаваць або не існаваць як частка кантынентальнай сушы. Акіянічныя астравы ўзнікаюць з-за вулканічнай актыўнасці або росту рыфаў і звычайна з часам апускаюцца з-за эрозіі і змены ўзроўню мора. Калі астравы ўзнікаюць, яны падвяргаюцца працэсу сукцэсіі, калі віды каланізуюць востраў (гл. тэорыю астраўной біягеаграфіі). Новыя віды не могуць іміграваць праз зямлю, а павінны прыбываць праз паветра, ваду ці вецер. У выніку арганізмы з высокай здольнасцю да распаўсюджвання, такія як расліны і птушкі, сустракаюцца на астравах значна часцей, чым таксоны, якія дрэнна распаўсюджваюцца, напрыклад млекакормячыя. Аднак некаторыя млекакормячыя прысутнічаюць на астравах, як мяркуецца, у выніку плавання або катання на прыродных «плытах», што змываюцца з мацерыка.
З прыбылых відаў толькі некаторыя змогуць выжыць і стварыць папуляцыі. У выніку на астравах жыве менш відаў, чым на мацерыках. Астраўныя папуляцыі невялікія і дэманструюць нізкую генетычную зменлівасць (гл. эфект заснавальніка), але яны ізаляваныя ад драпежнікаў і канкурэнтаў, з якімі астраўныя віды першапачаткова развіваліся. Гэта можа прывесці да працэсу, званага экалагічным вызваленнем, калі віды становяцца свабоднымі ад узаемадзеянняў са сваімі родавымі супольнасцямі, а затым каланізуюць новыя нішы.
Адаптацыя У адказ на гэтыя змены экалагічнага ціску астраўныя віды могуць стаць значна больш падатлівымі, чым іх родзічы на мацерыку, і могуць павялічвацца (гл. астраўны гігантызм) або змяншацца (гл. астраўная карлікавасць). Некаторыя з гэтых унікальных адаптацый адлюстраваны ў такіх харызматычных астраўных відах, як малагасійскі бегемот, камодскі варан або карлікавы мамант. Нягледзячы на тое, што гіганцкія чарапахі Галапагоскіх і Сейшэльскіх астравоў (Галапагоская чарапаха і Aldabrachelys адпаведна) часам прыводзяцца ў якасці прыкладаў астраўнога гігантызму, цяпер лічыцца, што яны прадстаўляюць сабой апошнюю ацалелую папуляцыю гіганцкіх чарапах, якія гістарычна былі шырока распаўсюджаныя, г.зн. гігантызм — спадчынная прыкмета, якая ўзнікла пры адсутнасці ціску астраўнога адбору. Сукупнасць адрозненняў у марфалогіі, экалогіі, фізіялогіі і паводзінах астраўных відаў у параўнанні з іх кантынентальнымі сабратамі завецца астраўным сіндромам.
Пасля іміграцыі на востраў птушкі і некаторыя рэптыліі або млекакормячыя, як правіла, становяцца больш буйнымі і драпежныміAlcover, J. A. and M. McMinn. 1994. Predators of Vertebrates on Islands. BioScience 44(1): 12-18., дэманструючы аслабленую ўнутрывідавую канкурэнцыю.Stamps, J.A. and M. Buechner. 1985. The Territorial Defense Hypothesis and the Ecology of Insular Vertebrates. The Quarterly Review of Biology 60(2): 155—181. Для млекакормячых дробныя віды будуць павялічвацца ў памерах, а буйныя — змяншацца.Van Valen, L.M. 1973. Pattern and the Balance of Nature. Evolutionary Theory 1: 31−49. Гэта называецца «правілам вострава», лічыцца, што такія змены дапамагаюць мінімізаваць выдаткі энергіі.McNab, B.K. 2002. Minimizing energy expenditure facilitates vertebrate persistence on oceanic islands. Ecology Letters 5(5): 693—704.
Іншыя прыстасаванні да жыцця на астравах уключаюць узмоцненую пойкілатэрмію, паслабленыя паводзіны супраць драпежнікаўBlumstein, D.T. 2002. Moving to suburbia: ontogenetic and evolutionary consequences of life on predator-free islands. Journal of Biogeography 29(5): 685—692. і зніжэнне палавога адборуGriffith, S.C. 2000. High fidelity on islands: a comparative study of extrapair paternity in passerine birds. Behavioral Ecology 11(3): 265—273. ў жывёл, а таксама страту абароны траваедныхVourc’h, G., J.L. Martin, P. Duncan, J. Escarre, and T.P. Clausen. 2001. Defensive adaptations of Thuja plicata to ungulate browsing: a comparative study between mainland and island populations. Oecologia 126(1): 84-93. і зніжэнне здольнасці рассейвання сярод раслінCody, M.L. and J.M. Overton. 1996. Short-term evolution of reduced dispersal in island plant populations. Journal of Ecology 84(1): 53-61..
Відаўтварэнне Узнікненне новых астравоў і іх ізаляцыя ад мацерыкоў забяспечвае мноствам незанятых ніш, у рамках якіх віды могуць прыстасавацца. Паколькі іміграцыя драпежнікаў і канкурэнтаў абмежавана, многія арганізмы здольныя захавацца ў гэтых нішах. Гэта прыводзіць да высокай распаўсюджанасці эндэмізму, калі віды ўнікальныя для пэўнай тэрыторыі. Напрыклад, 50 % арэалаў эндэмічных птушак знаходзяцца на астравах.
Эндэмізм часта з’яўляецца вынікам адаптыўнай радыяцыі. Адаптыўная радыяцыя — гэта калі адзін від каланізуе тэрыторыю і хутка дыверсіфікуецца, каб запоўніць усе даступныя нішы. Распаўсюджаным прыкладам з’яўляецца шэраг відаў уюркоў, зафіксаваны Чарльзам Дарвінам на Галапагоскіх астравах. Уюркі Дарвіна дэманстравалі адаптыўную радыяцыю, развіваючы дзюбы розных памераў, каб у большай ступені выкарыстоўваць нішу разнастайнага насення, прысутнага на розных астравах.
Паколькі размеркаванне гэтых папуляцый абмежавана іх астраўным асяроддзем пражывання, у іх, як правіла, менш асобін, чым у мацерыковых родзічаў, і меншая генетычная зменлівасць. Гэта разам з эталагічнымі і экалагічнымі фактарамі, згаданымі вышэй, робіць астраўныя віды больш уразлівымі да знікнення.
Выжыванне Далейшае выжыванне відаў на астравах залежыць ад такіх фактараў, як натуральны адбор, генетычная зменлівасць, прыродныя парушэнні (ураганы, вывяржэнні вулканаў) і парушэнні, выкліканыя чалавекам (інтрадуцыраваныя віды, разбурэнне асяроддзя пражывання). Антрапагенныя парушэнні, як правіла, з’яўляюцца галоўнай прычынай смяротнасці, і разуменне прычын вымірання палягчае намаганні па захаванні.
Антрапагенны ўплыў на астраўныя экасістэмы Перамяшчэнне людзей на астравы прывяло да хуткага вымірання мясцовых астраўных відаў або ў выніку палявання, разбурэння асяроддзя пражывання, або інтрадукаваных відаў.
Паляванне Многія буйныя жывёлы на астравах былі вынішчаны людзьмі. Вядомым прыкладам з’яўляецца дода, калісьці знойдзены на востраве Маўрыкій. Ён ператварыўся ў вялікую, выключна наземную і паслухмяную птушку, а потым быў вынішчаны людзьмі і завезенымі драпежнікамі.
Разбурэнне асяроддзя пражывання Знясіленне прыродных рэсурсаў можа мець драматычныя наступствы для экалогіі вострава. На востраве Пасхі знясіленне лесу людзьмі прывяло не толькі да шырокай гібелі відаў, але і да гібелі астраўной цывілізацыі.Bahn, P and J. Flenley. 1992. Easter Island, Earth Island. Thames and Hudson, London.
Сёння на астравах пражывае больш за 500 мільёнаў чалавек, усе залежаць ад мясцовых рэсурсаў альбо наўпрост (традыцыйнае выкарыстанне), альбо ўскосна (прыбытак ад экатурызму). Рост насельніцтва і развіццё прыводзяць да моцнай высечкі лясоў, забруджвання навакольнага асяроддзя і празмернай эксплуатацыі. Празмерная здабыча фаўны акіяна выклікае асаблівую занепакоенасць, паколькі здабыча відаў рыб каралавых рыфаў з’яўляецца важнай крыніцай харчавання для насельніцтва астравоў.
Інтрадуцыраваныя віды Людзі зрабілі свой унёсак у глабалізацыю і паменшылі эфектыўную ізаляцыю астраўных суполак, што дазволіла ўварвацца экзатычным відам. Гэта можа моцна паўплываць на мясцовыя віды. На Гуаме інтрадуцыраваная змяя бурая бойга з’ела амаль усіх мясцовых відаў пазваночных жывёл да вымірання. Здзічэлыя кошкі і сабакі таксама значна скарацілі папуляцыі мясцовых пазваночных на астравах як праз драпежніцтва, так і праз хваробы. Інтрадуцыраваныя капытныя з’яўляюцца яшчэ адной сур’ёзнай пагрозай, бо яны пасуцца на мясцовай расліннасці і могуць знішчыць цэлыя лясы.Towns, D.R. and W.J. Ballantine. 1993. Conservation and Restoration of New Zealand Island Ecosystems. Trends in Evolution and Ecology 8(12): 452—457. Экзатычныя травы могуць выцесніць мясцовыя віды падлеску і павялічыць рызыку пажару.D’Antonio, C.M. and P.M. Vitousek. 1992. Biological Invasions by Exotic Grasses, the Grass/Fire Cycle, and Global Change. Annual Review of Ecological Systematics 23: 63-87. Нарэшце, сацыяльныя насякомыя, такія як мурашы, таксама ствараюць вялікія праблемы.Cole, F. R., A.C. Medeiros, L.L. Loope, and W.W. Zuehlke. 1992. Effects of the Argentine ant on arthropod fauna of Hawaiian high-elevation shrubland. Ecology 73: 1313—1322.
Іншародныя віды, завезеныя на астравы, з большай верагоднасцю могуць аказаць глыбокі ўплыў на экасістэму, чым іншародныя віды, завезеныя на кантынентальную зямлю. Мацнейшы ўплыў інтрадуцыраваных і іншаземных відаў на астравы ў асноўным з’яўляецца вынікам больш нізкага ўзроўню біяразнастайнасці. Астраўным суполкам асабліва пагражаюць лесанарыхтоўка, паляванне, рыбалка і збор раслін.
Меншая плошча сушы і меншыя папуляцыі астравоў у параўнанні з кантынентамі ствараюць большую ўразлівасць да ўздзеяння інтрадуцыраваных відаў. Такія віды негатыўна ўплываюць на экасістэмы праз змяненне ўзаемадзеяння драпежнік-ахвяра, што можа нанесці шкоду ці нават лакальнае выміранне папуляцыям мясцовых відаў. Ёсць шмат прыкладаў такіх відаў жывёл, як птушкі, рэптыліі і водныя насякомыя, якія пацярпелі ад увядзення такіх драпежнікаў, як пацукі, кошкі і мурашы. Напрыклад, на марскіх птушак на астравах Гаваяў уплываюць нетутэйшыя драпежнікі, такія як сіпухі і мурашы. У калоніі на Гаваях па меншай меры 20 % яек клінаватага буравесніка было здабыта майнамі, птушкамі з цёмным апярэннем сямейства шпаковых. Акрамя таго, на Гаваях больш за сорак чатыры інтрадуцыраваных відаў мурашак, асабліва трапічныя вогненныя мурашы, прычынялі шкоду росту птушанятам буравесніка, напрыклад, страту тканіны іх ног.