Eine invasive Art , exogene invasive oder invasive exotische Art oder EWR (Anglizismus invasive Art wird auch außerhalb offizieller Dokumente verwendet) ist eine lebende exotische Art (oder nicht heimisch, nicht heimisch, exogen oder fremd), ein Neozoaire, wenn es sich um eine invasive Art handelt Tier, die ein Mittel der Störung wird schädlich auf die indigene Artenvielfalt der natürlichen oder halbnatürlichen Ökosysteme unter denen es hergestellt wird. Seine Bevölkerungsexplosion kann zu einer biologischen Invasion führen . Laut Curtis Marean wäre Homo sapiens angesichts der üblichen Definitionen von ökologischer Invasivität "die invasivste der Arten (...) die einzige, die den gesamten Planeten in weniger als 100.000 Jahren befallen hat " .
Diese Definition schließt die proliferierende Art aus, die eine Art ist, die in einem bestimmten Gebiet Ausbrüche zeigt, wobei diese Vermehrungen möglicherweise bei autochthonen oder allochthonen Arten auftreten (z. B. diejenigen, die den Ursprung von Algen- oder Bakterienblüten haben ).
Eine große Kooperationsfähigkeit und die Erfindung von Wurfwaffen würden erklären, warum von allen menschlichen Spezies, die auf der Erde gelebt haben, unsere die einzige ist, die den gesamten Planeten erobert hat.
Von 2000 bis 2017 entwickelten sich die biologischen Invasionen vor allem aufgrund des internationalen Handels weiter . Laut UN sind sie die zweite Ursache für den Rückgang der Biodiversität (mit Verschmutzung , ökologischer Fragmentierung von Ökosystemen und Übernutzung von Arten, Umwelten und natürlichen Ressourcen).
„Der Qualifier von invasiven Arten bezeichnet eine Spezies , eine Unterart oder ein Unternehmen von niedrigerer taxonomischen Ebene vorhanden außerhalb seiner Reichweite oder sein Potenzial Bereich der Verbreitung (die außerhalb des geografischen Gebiets zu sagen ist , dass (es nimmt auf natürliche Weise oder ohne menschliche besetzen Intervention durch freiwillige oder unfreiwillige Einführung) und ist auf jedes Teil eines Individuums ( Gameten oder propagule ) wahrscheinlich zu überleben und sich fortzupflanzen. "
In Wirklichkeit sollten wir von einer invasiven Population und nicht von einer invasiven Art sprechen , und bei einigen Arten sind nur wenige Unterarten invasiv geworden (zB: Codium fragile ssp. Tomentosoides , innerhalb von Codium). In Europa wird eine Art, die nach der Entdeckung Amerikas (oder ab 1500) auftauchte, manchmal als Neophyt bezeichnet .
Biodiversität ist, wenn sie nicht gestört wird, an sich ein Faktor der Widerstandsfähigkeit und Begrenzung der Invasivität vieler eingeführter Arten. Die Künstlichkeit einer Umwelt ist ein Faktor der Invasivität von Arten, der anderswo nicht so wäre. Die UN, die IUCN und Wissenschaftler glauben, dass neben der Zerstörung , Fragmentierung und dem Verschwinden von Lebensräumen die Einführung exogener Tier- oder Pflanzenarten (sogar Pilzarten) und die mit ihrer Ausbreitung verbundenen Schäden zu einer der Hauptursachen für den Rückgang der biologischen Vielfalt geworden sind. sowohl in der Welt als auch in Frankreich.
Die ökologische Vorstellung von invasiven Arten ist neu. Um es zu verstehen, müssen wir wissen, dass die Gleichgewichte zwischen den Arten innerhalb von Ökosystemen , zumindest auf der menschlichen Zeitskala, relativ gut etabliert sind. Ohne menschliches Eingreifen sind die Phänomene der plötzlichen Ausdehnung des Verbreitungsgebiets einer Art (als invasiv bezeichnet) äußerst selten (siehe Chorologie ). Der Mensch ist, seit er Jagd , Landwirtschaft und Zucht entwickelt hat , und noch mehr, da er über die technischen Mittel verfügt, die es ihm ermöglichen, auf allen Kontinenten präsent zu sein und sich schnell zu bewegen, zum Hauptträger der absichtlichen oder zufälligen Bewegung der Arten geworden. Einige sind invasiv geworden, wenn ihr Raubtier durch die Jagd verschwunden ist oder der Mensch ihnen leichte Nahrung oder neue leicht zu besiedelnde Umgebungen angeboten hat (zum Beispiel für das Wildschwein, das insbesondere von monospezifischen Kulturen und Wäldern oder von Getreide profitiert. ). Manchmal besiedeln sie einfach den Bereich und ökologische Nische von Arten , die Menschen haben ausgelöscht oder geschwächt.
Viele eingeführte Arten wurden unbeabsichtigt eingeführt; die Ballastierung und Entballastierung von Handelsschiffen, beispielsweise der Transport durch die Rümpfe von Lastkähnen und Schiffen, ist ein zunächst ignorierter, dann unterschätzter Vektor der Arteneinschleppung, gegen den nur wenige Maßnahmen ergriffen werden. Einige wie Charles-François Boudouresque sprechen lieber von eingeführten Arten , um diese Tatsache zu betonen , aber nicht alle eingeführten Arten werden eingebürgert , noch produzieren sie eine biologische Invasion . Einige bleiben sehr abhängig von künstlichen Bedingungen, die vom Menschen verursacht werden. Die meisten exotischen Pflanzen werden durch Veränderungen im Ökosystem und durch Interaktionen mit einheimischen Populationen gestoppt.
In einer Umgebung mit hoher Biodiversität sind Ressourcen knapp, sie werden bereits von indigenen Bevölkerungen genutzt. Darüber hinaus induziert eine hohe Biodiversität die Anwesenheit eines effektiven Räubers, um die invasive Pflanze auszurotten. Mit anderen Worten, eine gebietsfremde Art hat die Möglichkeit, in ein artenarmes Ökosystem einzudringen, wenn sie ohne Krankheiten, Parasiten und / oder Verbraucher ankommt ( Ressourcenallokationstheorie : Hypothese der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Nicht-Arten. Eingeborene (in) versus die Feindfreilassungshypothese (in) natürlich).
Eingebürgerte Populationen entziehen sich oft der menschlichen Kontrolle, aber nicht alle von ihnen werden invasiv . Williamson (en) definierte 1996 die 3 x 10-Regel (auch "10%-Regel" genannt) (Zahl der invasiven Taxa zehnmal niedriger als die Zahl der eingebürgerten Taxa, selbst zehnmal niedriger als die Zahl der flüchtigen exotischen Taxa, die entsprechend auf ein Zehntel der eingeführten Arten, dass etwa eine von tausend eingeführten Arten invasiv wird, d. h. eine ökologische Auswirkung induziert (vgl. Definition), aber diese Vorstellung war in erster Linie eine anthropogene Vorstellung, weil es sich um die schwerwiegenden wirtschaftlichen oder sozialen Auswirkungen handelt, die Menschen zuerst bemerkt.
Der Begriff „Transformative Plants“ (engl. Transformers ) bezeichnet invasive Pflanzen, die erhebliche Schäden anrichten und auf die Funktionsfähigkeit von Ökosystemen nachgewiesen sind.
In Europa wurden 2010 offizielle Definitionen veröffentlicht:
Die bereits vorhandenen invasiven Pflanzen können die Umwelt destabilisieren und die Ansiedlung anderer Fremdpflanzen begünstigen. Wenn sich das Ökosystem durch biologische Invasionen verschlechtert, steigt der Invasionserfolg nachfolgender Organismen.
Bestimmte eingeführten Pflanzen oder Arten (Tier, Pilz), die haben sich sehr invasive , haben erhebliche Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, entweder durch die Konkurrenz , die sie für den Raum ausüben , wo sie ( zum Beispiel wachsen Caulerpa taxifolia im Mittelmeer, die so genannte Killer - Algen von den Medien), entweder indirekt durch ökotoxische oder hemmende Substanzen, die sie für andere Arten freisetzen, oder einfach weil sie von einheimischen Pflanzenfressern oder anderen einheimischen Tieren nicht verzehrt werden können. Sie werfen ernsthafte Probleme der genetischen Verschmutzung durch Kreuzung mit Elternarten auf. Sie können auch Quellen von Epidemien sein (insbesondere Zoonosen und Parasitosen ). Sie sind nach dem Millennium Ecosystems Bewertung (2005), die zweiten Ursache des Verlustes der Artenvielfalt und sie verursacht hat , die Hälfte der identifizierten Verschleppungen in den letzten 400 Jahren, das ihnen eine Bedrohung für viele andere Arten und für bestimmte macht Ökosystemleistungen in den Kontext des globalen Wandels . Usher schätzte bereits 1988, dass kein Gebiet verschont blieb, außer vielleicht der Antarktis . Die Feuchtgebiete , die seit jeher Migrationskorridore für den Menschen und Ausbreitungskorridore durch Flüsse und Überschwemmungen waren, sind sehr anfällig (Moyle und Light., 1996; van der Velde et al, 2006) . Sie bedecken nur etwa 6% der Erdoberfläche, aber 24% (8 von 33) der Pflanzen gelten als die invasivsten der Welt (Zedler und Kercher, 2004) .
Japanischer Staudenknöterich zum Beispiel, ein Eindringling von Flussufern und bestimmten Infrastrukturhängen, reduziert die Artenvielfalt erheblich, wo sie sich an sehr monospezifischen Stellen ausbreitet. Es war sichtbar, dass seine Entwicklung immer zu Lasten der lokalen Flora (insbesondere krautige Pflanzen ) ging, aber eine aktuelle Studie zeigte, dass auch die Vielfalt bei Wirbeltieren und insbesondere bei Wirbellosen leidet: Die Gesamtabundanz der Wirbellosen sinkt im Durchschnitt um etwa by 40% auf inventarisierten Flüssen, während die Zahl ihrer Gruppen (Taxa) von 20 auf 30% sinkt. Sekundär - wie andere invasive Pflanzen - verringert Knöterich die Populationen von Amphibien, Reptilien und Vögeln sowie vieler Säugetiere in wikt: Flusslebensräumen , da letztere für ihr Überleben direkt oder indirekt von einheimischen krautigen Arten und / oder Wirbellosen abhängig sind. Außerdem siedelt sich Knöterich leichter auf degradierten Neo-Böden und Umgebungen an, die eine geringe Artenvielfalt aufweisen.
Laut Jacques Tassin werden biologische Invasionen implizit leicht "der Verarmung der natürlichen Umwelt beschuldigt , während sie oft nur auf eine durch den Menschen verbundene Degradation hinweisen" .
Wir wissen, dass generell eine hohe Zahl einheimischer Arten (Biodiversität) die Risiken größerer Epidemien begrenzt.
Das Risiko der Krankheitspersistenz variiert jedoch je nach Räuber-Beute-Beziehungen und der Konkurrenz zwischen den Arten. Auch die Anzahl der Wirtsarten eines Pathogens oder Parasiten ist wichtig.
Invasive Arten weisen eine sehr spezifische Populationsdynamik auf, die die Dynamik enzootischer Krankheitserreger manchmal stark verändert und die bestehenden öko-epidemiologischen Gleichgewichte durchbricht . Ihr Beitrag zur Verbreitung von Krankheitserregern und neu auftretenden Krankheiten könnte sowohl innerhalb der Menschheit (für neu auftretende Krankheiten wie zum Beispiel das West-Nil-Virus ) als auch für die wilde Welt unterschätzt worden sein. Sie könnten so manchmal bestimmte Zoonosen beschleunigen, verschlimmern (zB: das invasive Grauhörnchen trägt eine Mikrobe, die das Eichhörnchen tötet). Sie können auch bestimmte epidemiologische Risiken für die Menschheit erhöhen. Beispielsweise nimmt die Prävalenz von Hantaviren in Gebieten mit geringerer Nagetierbiodiversität statistisch deutlich zu.
Nach theoretischen Modellen kann dieser neue Wirt, wenn eine naive invasive Art in ein etabliertes Wirt-Parasiten-System eindringt, manchmal die Übertragung von Krankheitserregern für die einheimische Wirtsart reduzieren („ verdünnen “) oder erhöhen („spill-back“) . Empirische Daten sind recht rar, insbesondere zu Tierpathogenen. Unter diesem Gesichtspunkt wurde beispielsweise das Buggy-Creek-Virus (BCRV) ( Alphavirus, das von Arthropoden getragen und durch den Biss von Oeciacus vicarius übertragen wird ) auf die Weißstirnschwalbe ( Petrochelidon pyrrhonota ), deren Fortpflanzung kolonialer ist, untersucht. Im Westen von Nebraska drang der Haussperling ( Passer domesticus ) in Klippen ein, die vor etwa 40 Jahren Schwalbenbrutkolonien beherbergten. Sie waren dem BCRV-Virus ausgesetzt. Eine Studie bewertete die Auswirkungen dieser Exposition und wie sich die Zugabe von Haussperlingen zu diesem Wirt-Parasiten-System auf die Prävalenz und Amplifikation einer „Vogel“-Linie des BCRV-Virus auswirkte. Die Forscher fanden heraus, dass die Infektionsprävalenz bei Spatzen achtmal höher war als bei eurasischen Schwalben. Und Schwalben, die in einer gemischten Kolonie nisten, waren viel seltener infiziert als Spatzen in monospezifischen Kolonien. Mit BCRV infizierte Spatzen wurden auch mit höheren Titern (Gehalt von Virusproben) infiziert als die von Weißstirnschwalben (und daher a priori ansteckender oder diffundierender). Das bei Insekten am Fundort gesuchte BCRV wurde positiv mit der Prävalenz des Virus bei Haussperlingen in Verbindung gebracht, nicht jedoch mit der Prävalenz des Virus bei „Klippen“-Schwalben.
In diesem Fall führte die Einführung einer sehr empfindlichen Wirtsart zum Fortbestand der Tierseuche . Invasive Spatzen können einen gewissen Vorteil (Risikoverdünnung) beim Mischen mit Schwalben haben, die gegen die Mikrobe resistenter sind als sie, können jedoch die Wahrscheinlichkeit einer Infektion der Schwalben erhöhen.
Weltweit: Allein für Schäden durch eingeschleppte Insekten, die invasiv geworden sind, werden die Kosten weltweit auf mindestens 70 Milliarden Euro pro Jahr geschätzt.
Die Zeitschrift Nature veröffentlichte am 31. März 2021 eine Studie des Labors „Ecology, Systematics and Evolution“ (Universität Paris-Saclay) zu den globalen Kosten invasiver gebietsfremder Arten für die Weltwirtschaft, die rund hundert Experten aus vierzig mobilisierte Länder. Sie schätzt diese Kosten auf 1.288 Milliarden US-Dollar über fünfzig Jahre (1970-2020); sie nimmt rasch zu und verdoppelt sich in sechs Jahren; Allein 2017 beliefen sie sich auf fast 163 Milliarden US-Dollar, ein Betrag in der Größenordnung der Kosten von Naturkatastrophen im Jahr 2020, die der Versicherer Swiss Re auf 202 Milliarden US-Dollar schätzt.
In Europa: Eine Quantifizierung dieser Auswirkungen als Ganzes scheint unmöglich, aber viele Studien versuchen, sie nach Arten oder nach einer menschlichen Aktivität oder nach einem bestimmten Gebiet zu quantifizieren. Nach den gesammelten Daten zur Erstellung der Folgenabschätzung der europäischen Verordnung von 2014 zur Prävention und Bekämpfung der Einschleppung und Ausbreitung invasiver gebietsfremder Arten würden um 2010 mehr als 1.500 IAS auf europäischem Gebiet gesichtet, und sie würden mehr als . kosten 12 Milliarden Euro pro Jahr an die Mitgliedstaaten .
In Frankreich: laut einer Studie (2015) der CGDD für den Zeitraum 2009-2013, gemäß den Ergebnissen einer Umfrage, die unter staatlichen Diensten, Gemeinden, öffentlichen Einrichtungen, Verwaltern von "Naturräumen", Forschern und Unternehmen durchgeführt wurde betroffen, gekreuzt mit einer bibliographischen Analyse und Interviews (durchgeführt im französischen Mutterland und in Übersee), würde der IAS, für den ausreichende Daten vorliegen, durchschnittlich 38 Millionen Euro pro Jahr kosten (Angefallene Aufwendungen + Verluste / Schäden). In Anbetracht der Kosten für Management und Schäden wurden von den befragten Personen und Gemeinden (entsprechend 58 % der Ausgaben) die 11 Arten am häufigsten genannt: die Tigermücke (in Frankreich und Übersee), der Java-Hirsch und das Wildschwein in Neukaledonien , jussies , Wasserpest , Nutria und Bisamratte im Mutterland Frankreich, Ratten , Katzen und grauen Mäuse in Übersee, und knotweed im Mutterland Frankreich. In der Studie heißt es, dass "die meisten der teuersten IAS heute auf freiwilliger Basis eingeführt wurden, mit der bemerkenswerten Ausnahme der Tigermücke, der Ambrosia , der asiatischen Hornisse und mehrerer Pilze".und für mehr als 600 in Frankreich überwachte Arten würden 11% fast 60% der Ausgaben aufwenden (wobei bei den Tierarten die Tigermücke die Hauptkostenquelle ist und bei den Pflanzen der Japanische Staudenknöterich) .
Eine invasive Art kann das Funktionieren eines Ökosystems in vielerlei Hinsicht und auf allen Ebenen beeinträchtigen. Es ist wahrscheinlich, dass die biotischen und abiotischen Faktoren der Umwelt positiv, negativ, beides verändert werden oder keine Auswirkungen haben. Da diese Effekte kontextabhängig sind, sind sie schwer zu verallgemeinern und daher notwendig, sich auf Beispiele zu verlassen.
Auswirkungen auf FlüsseDer in der Literatur am häufigsten gefundene Effekt ist auf den Einfluss invasiver Arten auf das Funktionieren der Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe zurückzuführen . Ehrenfeld (2010) hebt hervor, dass in den allermeisten Studien invasive Arten mit einer Zunahme der Kohlenstoff- und Stickstoffreserven in Ökosystemen verbunden sind (er stellt jedoch fest, dass dies sehr kontextabhängig und nicht immer einfach zu verallgemeinern ist , insbesondere für Stickstoff), sei es in terrestrischen oder marinen Umgebungen. So illustriert er seine Worte durch verschiedene Beispiele.
Der erste betrifft die Erhöhung der Nährstoffkonzentrationen in der Umwelt, insbesondere durch Ausscheidung. Stickstoffausscheidungen, in flüssiger Form oder als Fäkalien, reichern die Umwelt vor allem in der Meeresumwelt umso mehr an diesen Elementen an, wenn es um invasive Arten geht.
Als weiteres Beispiel können Ameisen eine ähnliche Wirkung auf Ökosysteme haben . Durch die Veränderung ihrer Umgebung verändern sie die Nährstoffverteilung im Boden und konzentrieren sie auf die unteren Schichten. Darüber hinaus konzentriert der Bau des Ameisenhaufens Nährstoffe in ihrem Lebensraum zum Nachteil anderer Bodenorganismen.
Zusätzlich zur allgemeinen Modifizierung des Bodens können invasive Arten die Zersetzung der Einstreu und damit die biogeochemischen Kreisläufe beeinflussen , indem sie die darin enthaltenen Detritivoren und Zersetzer eliminieren.
Auch Ehrenfeld (2010) spricht einen wichtigen Punkt zur Produktivität eines Ökosystems an: In den allermeisten Fällen von Invasionen wird das Ökosystem eine höhere Produktivität und damit Biomasse aufweisen als ohne Eindringling. Somit scheinen die Grenzen der Produktivität eines Ökosystems durch das Vorkommen invasiver Arten(n) verschoben zu werden.
Die Veränderung der Flüsse kann ökologische Auswirkungen haben, die sich entlang des Nahrungsnetzes ausbreiten und trophische Kaskaden auslösen . Die Muschel zum Beispiel ist eine Art, die die Dominanz von Energiewegen und den Nährstofffluss in Süßwasserökosystemen (Seen und Flüssen) verändert. Diese Studie zeigt , dass die Zebramuschel ( Dreissena polymorpha ) und der quagga mussel ( D.rostriformis bugensis ) sind verantwortlich für die Menge des löslichen Phosphors im Lebensraum zunimmt, die eine Rolle bei der Produktivität der Benthosarten spielt. Autotrophen. Damit verbunden ist auch eine Abnahme der Biomasse von Phytoplankton, Zooplankton und tiefem Zoobenthos. Auf der Ebene der benthic Küste, was zur Verbesserung der Klarheit des Wassers eine Abwandlung der Energiezirkulation wird, beobachtet, was die Abnahme des Phytoplankton Biomasse , eine Abnahme in dem tiefen Zoobenthos und eine Zunahme des Phosphors. Löslich. Dies ist für eine große Anzahl von Gruppen von Vorteil, die mit einem benthischen Küstenlebensraum verbunden sind ( z. B. Makrophyten , Küstenzoobenthos).
So kann die Einbringung einer Art in ein Ökosystem mit einem komplexen Nahrungsnetz zu erheblichen Veränderungen in der Struktur und Funktion des gesamten Ökosystems führen .
Veränderungen der Kohlenstoffflüsse können auch Treibhaus beeinflussen Gasemissionen , wie in der Studie von Gao (2017) gezeigt. Im Norden der Vereinigten Staaten beheimatet, drang Spartina alterniflora 1979 in die Mangroven-Ökosysteme des Zhanjiang-Flusses (China) ein und veränderte die Kohlenstoffflüsse dieses Ökosystems. Die Methan (CH 4 ) -Emissionen sind dort sogar 57-mal höher als in nicht eingedrungenen Ökosystemen. Da CH 4 eine hat viel höheres Treibhauspotential als Kohlendioxid (CO 2 ), die Wirkung der gesamten Gewächshausgasemission ist beträchtlich. Darüber hinaus könnte dieser Anstieg der CH 4 -Emissionen die Folge der durch S. alterniflora ausgelösten Veränderung der mikrobiellen Gemeinschaften sein , da nach der Invasion von S. alterniflora eine Zunahme der mikrobiellen Biomasse beobachtet wurde .
Auswirkungen auf BrändeNeben Flüssen sind Brände wichtige Elemente in Ökosystemen, und ihre Veränderung nach Invasionen hat oft Folgen für das gesamte Ökosystem.
Pflanzen sind ein äußerst wichtiges Element für Brände, da sie als Brennstoff dienen. Invasive Arten mit anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften als einheimische Arten ändern daher wahrscheinlich das Feuerregime (z. B. hat eine Sukkulente mehr Wasser in ihrem Gewebe, und eine Invasion durch diese Art von Pflanzen neigt dazu, die Häufigkeit und Intensität von Bränden zu verringern) ).
Nach Brooks et al . (2004) gilt das Brandregime als verändert, wenn wir eine anhaltende Veränderung des letzteren im Laufe der Zeit beobachten. Zwischen den Bränden und den invasiven Arten wird dann eine positive Rückkopplung hergestellt, die eine Verstärkung der beiden Parteien und oft einen Ausschluss einheimischer Arten ermöglicht. Sobald dieser Meilenstein überschritten ist, wird es sehr schwierig (und kostspielig) und manchmal sogar unmöglich, zuvor bestehende Gemeinschaften wiederherzustellen.
Neben dem Problem der Wiederherstellung von Gemeinschaften kann der Durchgang eines Feuers die im Ökosystem verfügbaren Stickstoffmengen verringern. Ehrenfeld (2010) stellt den Fall der Einführung von Andropogon sp . in Australien, was dazu führte, dass der Boden im Vergleich zu endemischen Arten um 113% an Stickstoff erschöpft war . Hochentzündlich, Andropogon sp. verstärkt die Häufigkeit des Auftretens von Bränden, was die Stickstoffreserven drastisch und dauerhaft verringert. Darüber hinaus gibt es in einer trockenen Umgebung zu wenig Niederschlag, um den ursprünglichen Stickstoffpool wiederherzustellen, sodass es 10 Jahre dauern würde, ihn wiederherzustellen.
Physische LebensraumveränderungEine weitere wichtige Auswirkung von Veränderungen in der Funktionsweise von Ökosystemen ist die Veränderung der physischen Struktur des Lebensraums. Diese strukturellen Auswirkungen verändern natürlich auch die Flüsse, aber die physische Veränderung des Habitats selbst kann laut Simberloff (2011) als Auswirkung angesehen werden. In der Literatur sind daher mehrere Beispiele identifizierbar.
Die Invasion des Karpfens ( Cyprinus Carpio ) in vielen Seen in Nordamerika, XIX - ten Jahrhundert (Bajer und al. , 2016) verursacht die strukturelle Veränderung der physikalischen Chemie Lebensraum. Tatsächlich Karpfen Biomasse ist invers korreliert mit Pflanzenbewuchs und die Vielfalt von Wasserpflanzen, die eine Abnahme bei der Filtration von der Umgebung durch die Wasserpflanzen induzieren und damit eine Erhöhung der Teilchen in dem Wasser suspendiert. Es wird auch eine Zunahme der Trübung des Wassers und damit eine Abnahme der Lichtdurchlässigkeit beobachtet, die sich im Allgemeinen auf alle trophischen Ebenen des Ökosystems auswirkt.
Ein zweites Beispiel ist das des Nordamerikanischen Bibers ( Castor canadensis ). Es wurde 1946 im Biosphärenreservat Kap Hoorn (CHBR) im Süden Chiles eingeführt. Der Biber gilt als invasiver Ökosystemingenieur , seine Einführung hat somit die physikalische Struktur von Ökosystemen tiefgreifend verändert . Vor allem durch Erhöhung der Retention organischer Substanz, aber auch durch Veränderung der lokalen Gemeinschaften, durch Reduzierung der Diversität benthischer Makroinvertebraten (bei gleichzeitiger Erhöhung ihrer Biomasse ) und durch Erhöhung der Abundanz der verbleibenden Arten. Darüber hinaus kommt es zu einer Modifikation der funktionellen Gruppen durch eine Zunahme der Biomasse von räuberischen und jagdlichen Makroinvertebraten sowie eine Abnahme von Brechern und Filtern. Schließlich erhöhte Habitatveränderung die Sekundärproduktion.
Der Biber verändert daher den Lebensraum stark, indem er die Nährstoffressourcen, die trophischen Verbindungen und die physischen Ressourcen des Lebensraums verändert.
Alle diese Veränderungen lassen sich auf lokaler Ebene aufzählen, wie beim Biber auf der Ebene seines Flusses, können aber auch von größerem Ausmaß sein und viel größere Gebiete betreffen.
Ein in den letzten Jahren vielbeachtetes Problem, das von Veiga et al. (2018) vorgestellt wurde, ist die Invasion von Sargassum muticum, wo S. flavifolium endemisch ist. Makroalgen wie diese gelten als technische Arten , die einer Vielzahl von Arten Lebensräume und Ressourcen bieten und zusätzlich die Flüsse regulieren.
Es stellte sich heraus, dass S. muticum eine geringere Biodiversität aufweist als S. flavifolium , insbesondere aufgrund der im Vergleich zu S. flavifolium weniger bedeutenden und stärker verstreuten Bedeckung . Darüber hinaus wurde eine geringere Anzahl endemischer Arten im einheimischen Sargassum beobachtet. Durch die Beeinträchtigung der Biodiversität wird das gesamte trophische Netzwerk , hier auf hohem Niveau mit hoher Primärproduktion , beeinträchtigt, vor allem durch die Modifikation von Spitzenprädatoren und Zwischenarten, indem stattdessen Generalisten rekrutiert werden.
LatenzeffektZu erwähnen sind auch sogenannte Lag-Effekte auf die Auswirkungen einer invasiven Art auf ein Ökosystem . Dieses Phänomen kann als Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Invasion und dem Zeitpunkt betrachtet werden, an dem die invasiven Arten das Ökosystem erheblich beeinträchtigen . Simberloff (2011) führt als Beispiel den Einfluss der Ameise Anoplolepis gracilipes auf die Populationen der Krabben Gecarcoidea natalis auf der Weihnachtsinsel an . Die Ameise drang auf die Insel ein, wirkte sich aber erst bei einer zweiten Invasion auf die Krabben, die der Hemiptera Coccus celatus und Tachardina aurantiaca (deren Herkunft nicht bestätigt ist) aus. Die Folge war die Dezimierung der Krabbenpopulationen sowie eine Änderung des Wurf des Bodens, da Pflanzen durch die Bevölkerung von zuvor kontrolliert Gecarcoidea natalis der Lage waren, auch so dass die Ausdehnung des entwickeln afrikanischen Riesenschnecke , Lissachatina Fulica .
Positive AuswirkungenEs ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass bisher nur die negativen Auswirkungen auf das Funktionieren eines Ökosystems dargestellt wurden. Allerdings kann sich beispielsweise auch S. muticulum positiv auswirken (Veiga et al. , 2018). Tatsächlich zeigt S. muticulum in der heißen Jahreszeit eine Zunahme seiner Biomasse . Somit dominiert es mit einer größeren Oberfläche das Ökosystem und kann eine positive Verstärkung der so verstärkten trophischen Verbindungen im Vergleich zum endemischen Sargassum verleihen.
Ein weiteres Beispiel, die Leucaena leucocephala (invasiv insbesondere in Neukaledonien) ermöglichen es, bis zu 500 kg Stickstoff pro Jahr und Hektar im Boden zu fixieren, was zur Anreicherung des Bodens beiträgt.
Dadurch können auch invasive Arten einen Ökosystemprozess intensivieren oder für heimische Arten zu einem wesentlichen Bestandteil des Lebens werden.
Diese positiven Effekte sind jedoch nicht immer offensichtlich, sondern werden von anderen artspezifischen Merkmalen überdeckt. Sie werden oft durch Veränderungen im Ökosystem nach der Ausrottung der betreffenden invasiven Arten aktualisiert . Dies war bei Tamarix sp. , invasive Arten aus den USA, die als Zier- und Schattenspender in Trockengebieten etabliert sind. Diese Studie von Bonanno (2016) diskutiert diesen Fall und erklärt, dass Ausrottungskampagnen gestartet wurden, in der Annahme, dass dieser Strauch die Wasservorräte des Bodens erschöpft. Es frisst jedoch nicht mehr als die lokalen Arten. Darüber hinaus bietet es dank seiner höheren Widerstandsfähigkeit gegen Dürren und Salz einen nachhaltigen Lebensraum für die lokale Biodiversität und trägt zum Erhalt des Nahrungsnetzes bei . Insbesondere Empidonax traillii extimus , eine einheimische und vom Aussterben bedrohte Art, nutzt diesen Strauch zum Nisten. Somit hat Tamarix trotz seines nicht-einheimischen Charakters es ermöglicht, die Rolle anderer Arten zu erfüllen, eine Rolle, die durch seine große Widerstandsfähigkeit gegen die abiotischen Zwänge der Umwelt optimiert wurde.
Die verschiedenen Studien zum Einfluss invasiver Arten auf das Funktionieren von Ökosystemen, darunter auch die von Ehrenfeld (2010), stimmen darin überein, dass es kein allgemeines Modell der Ökosystemveränderung gibt. Tatsächlich wurden verschiedene Mechanismen und die damit verbundenen Konsequenzen gezeigt. Dies hängt natürlich vom anvisierten Königreich sowie vom betrachteten Ökosystem ab . Jede Umgebung ist unabhängig und reagiert unterschiedlich.
Beispielsweise werden Unterschiede zwischen Pflanzen und Tieren beobachtet. Pflanzen beeinflussen die Funktion eines Ökosystems, indem sie die Ressourcenallokation ändern. Tiere ihrerseits beeinflussen die durch trophische Pfade eingedrungene Umwelt, diese Auswirkungen können auch vom Verhalten abhängen. Durch den Verzehr von Beute löst das eindringende Raubtier eine trophische Kaskade aus und beeinflusst direkt die Nährstoffflussmechanismen. Eine größere Anzahl von Transformationswegen wird von invasiven Tieren im Vergleich zu Pflanzen verwendet.
Heute wissen wir nicht, wie wir die Auswirkungen einer Invasion vorhersagen können. In der Tat, wenn die Mehrheit der Wissenschaftler zustimmt, dass sie im Laufe der Zeit abnimmt, basiert dies nur auf abstrakten und unbegründeten Beweisen. Denkbar ist auch, dass sich die Auswirkungen im Laufe der Zeit kontinuierlich verstärken oder unter bestimmten Bedingungen zunehmen.
Es sei daran erinnert, dass die Auswirkungen invasiver Arten stark kontextabhängig sind, wie Bonanno (2010) betont: „ Eine Veränderung der Wirtsgemeinschaften impliziert nicht unbedingt einen Schaden […] die funktionale Rolle einer Art ist wichtiger als ihr Ursprung “. Aus diesem Grund gibt es heute nur sehr wenige theoretische Rahmenbedingungen, um invasive Arten und ihre Auswirkungen auf Ökosysteme effektiv zu bekämpfen. Eine der Forschungsrichtungen zu diesem Thema besteht darin, so viele Informationen wie möglich über diese invasiven Arten (biologisch, funktionell, sich entwickelnd) und alle ihre Auswirkungen auf Ökosysteme zu sammeln. Ziel ist es, einen theoretischen Rahmen zu schaffen, um invasive Arten zu bekämpfen, bevor sie das Ökosystem vollständig verändern.
Abschließend möchten wir erwähnen, dass Studien zu invasiven Arten viele Verzerrungen aufweisen. Insbesondere gibt es heute eine Tendenz, nur Studien zu veröffentlichen, die die sehr starken Auswirkungen einer Invasion auf ein Ökosystem zeigen, und vergessen, sie mit anderen Studien zu vergleichen, die keine oder nur geringe Auswirkungen haben. Viele Studien sind zudem fallbezogen, es fehlt an groß angelegten Arbeiten und es wurden zu wenige Fälle tatsächlich untersucht.
Basierend auf einer Analyse der verfügbaren Daten zu 34 der 100 Arten, die als die invasivsten der Welt gelten (laut IUCN / International Union for the Conservation of Nature), basierend auf dokumentierten Fällen für den Zeitraum von 1800 bis Mitte der 1980er Jahre 1900 sollen Botanische Gärten mitverantwortlich für die Verbreitung von mehr als 50% der invasiven Arten sein. Bei 19 der 34 untersuchten Pflanzen waren die Ausgangspunkte der Invasionen höchstwahrscheinlich Botanische Gärten.
Im Jahr 2001 wurde eine Art Verhaltenskodex zur Begrenzung des Risikos einer unbeabsichtigten Flucht, bekannt als die Deklaration von Saint-Louis, erstellt. Der Chicago Botanic Garden (CBG) ersetzt invasive Arten durch andere und hat den Austausch von Samen mit anderen botanischen Gärten eingestellt, aber die Deklaration von St. Louis wurde 2010 nur von 10 der 461 Gärten unterzeichnet Zustände.
Mechanische Arbeiten und chemische Unkrautbekämpfung wurden nach dem Zweiten Weltkrieg immer erfolgreicher. Diese Techniken begünstigen jedoch stark die Installation invasiver Arten. Darüber hinaus hausieren die Maschinen oft mit Fortpflanzungen , was zur geografischen Ausdehnung kolonisierter Gebiete beiträgt.
Zahlreiche Studien haben gezeigt , dass das Pflügen , Aufreißen des Bodens in Furchen ( Unterbodenlockerung ), Stoppelbearbeitung und Brennen vorgeschrieben oder Brennen in Schwaden ändern oder zu unterdrücken Wettbewerb aus einheimischen Arten, die die Einrichtung begünstigt Arten. Pioniere der exotischen Arten oder Arten , die geworden sind lokal resistent gegen diese Behandlungen. Beispielsweise zeigte eine kanadische Studie (mit Kontrollstellen) über 10 Jahre die Auswirkungen der mechanischen Aufbereitung von Waldflächen auf die spezifische und strukturelle Vielfalt des Unterholzes. In allen Fällen wird die Reaktion der Pflanzengemeinschaft stark von der Intensität der Standortvorbereitungsbehandlung beeinflusst. So hat auf einem borealen Standort, der von Weiden ( Salix L. spp.), knackiger Grünerle ( Alnus crispa (Ait.) Pursh ssp. Crispa ) und Zitterpappel ( Populus tremuloides Michx. ) Artenvielfalt, aber intensivere Behandlungen "erhöhten die Fülle an exotischen Arten um das 10- bis 16-fache (und nur geringfügiges Wachstum der Weißfichte ( Picea glauca (Moench) Voss) ) » Gepflanzt. An einem anderen Standort (subboreal und oligotroph ) die spezifische Vielfalt nahm um so mehr ab, da der Boden bearbeitet wurde, Verbrennungen haben teilweise vergleichbare Auswirkungen.
Mit Ballastwasser oder unter Schiffsrümpfen eingeführte invasive Arten werden immer zahlreicher. Züge, Lastwagen und Autos tragen es auch. Und eine Studie der Universität Oxford aus dem Jahr 2007 zeigte, dass in Regionen mit vergleichbarem Klima das Risiko einer Invasion durch gebietsfremde Tierarten umso größer ist, je näher man einem von Fluggesellschaften angeflogenen Gebiet kommt. , mit einem „Invasionsfenster“ im Juni-August , a priori aufgrund der steigenden Zahl von Flügen und Passagieren und günstigen Wetterbedingungen. 800 Fluggesellschaften wurden von studierte 1 st Mai 2005 30. April 2006 (ca. 3 Millionen Flüge).
Die meisten invasiven Arten zeichnen sich durch eine schnelle Evolution aus , die hauptsächlich von einer der vier evolutionären Kräfte, der natürlichen Selektion , angetrieben wird . Diese schnelle Evolution fördert die Anpassung der Arten an unterschiedliche Umgebungen. Viele invasive Arten durchleben sich schnell ändernde Lebensgeschichten, die an der Invasion beteiligt sind. Diese Merkmale beinhalten normalerweise eine hohe Überlebens- und Wachstumsrate, Toleranz gegenüber Umweltveränderungen und die Fähigkeit, unter verschiedenen Umweltbedingungen zu gedeihen, kurze Generationszeiten , hohe Investitionen in die Fortpflanzung, kleine Eier oder Samen, eine große Ausbreitungsfähigkeit und eine starke Wettbewerbsfähigkeit. Die Lebensgeschichte Züge an der Invasion beteiligt scheinen besser auf die Nachkommen übertragen werden in eindringenden Populationen als in der einheimischen Bevölkerung (besser Erblichkeit). Dies wurde insbesondere bei Phalaris canariensis nachgewiesen .
Diese Merkmale wurden bei Pflanzen und Tieren beobachtet. So stellen beispielsweise iteroparische mehrjährige Gräser mehr Ressourcen für die Fortpflanzung als für das vegetative Wachstum bereit. Ebenso produzieren mehrere Pflanzen, die auf kleine Inseln in Kanada eingeführt wurden, die sich durch den Wind zerstreuen, kleinere Pappus und schwerere Achänen . Dies fördert die Ablagerung von Samen auf der Insel und nicht im Wasser. Wir können auch den Fall zitieren die Büffel Kröte in Australien Insbesondere im Jahr 1935 eingeführt, entwickelte es sich längere Hinterbeine , die es ermöglicht, schnell einen großen Teil des Territoriums zu besiedeln.
Der Invasionsprozess durchläuft verschiedene Stadien: Kolonisation, Etablierung und Verbreitung . Invasionsmerkmale werden mehr oder weniger stark ausgedrückt, und die Richtung, in die ein Merkmal ausgewählt wird, kann sich während des Invasionsprozesses ändern. Die evolutionären Anpassungen eingeführter Populationen, die als Reaktion auf Variationen des Selektionsdrucks auftreten, werden weitgehend durch phänotypische Plastizität ermöglicht. Zum Beispiel stellte eine wilde Pastinake, die 1609 nach Nordamerika eingeführt wurde, die Produktion von Furanocumarin (eine gegen Pflanzenfresser resistente Chemikalie) ein, weil die Pflanzenfresser, die sie verzehrten, in dieser neuen Umgebung nicht vorhanden waren. Dadurch konnte die Pflanze mehr Energie für die Fortpflanzung und Verbreitung bereitstellen. Aber 1890 wurde ein Pflanzenfresser eingeführt und es wurde gezeigt, dass die Produktion von Furanocumarin bei den invasiven Arten größer war als bei den einheimischen Arten. Wilde Pastinake kann daher je nach Umweltbedingungen (hier Abwehr gegen Pflanzenfresser) mehr oder weniger ein Merkmal ausdrücken.
Das Phänomen der Plastizität tritt auf, wenn in den eingeführten Populationen eine ausreichende genetische Variabilität vorhanden ist. Die Auswahl von Individuen, die zur Plastizität fähig sind, wird es auch invasiven Arten ermöglichen, besser auf globale Veränderungen zu reagieren als einheimische Arten. Pflanzen zum Beispiel zeigen in den frühen Stadien der Invasion eine große phänotypische Plastizität , die ihnen eine schnelle Expansion ermöglicht.
Die Evolution invasiver Arten ist größtenteils auf Veränderungen des Selektionsdrucks zurückzuführen, dem sie ausgesetzt sind . Durch die natürliche Selektion werden die bevorzugten Merkmale nicht unbedingt dieselben sein wie die in ihrem ursprünglichen Lebensraum, was zu schnellen evolutionären Veränderungen führen kann.
Der Selektionsdruck auf invasive Arten ist unterschiedlicher Natur und hat nicht die gleichen Auswirkungen. Erstens kann Umweltstress aufgrund der Ankunft in einer neuen Umgebung das Auftreten von Genom- und Transkriptommodifikationen bei eingeführten Arten begünstigen . Diese Modifikationen können ausgewählt und in der Population angesiedelt werden . Es scheint jedoch, dass dieser Prozess bei der schnellen Evolution invasiver Arten nicht der wichtigste ist .
Der Selektionsdruck kann abiotisch sein . Hypericum perforatum zum Beispiel, das in den 1860er Jahren in Nordamerika eingeführt wurde, hat seine Morphologie weiterentwickelt und seine Lebensgeschichte hat sich an die verschiedenen Breitengrade des Kontinents angepasst . Wenn für den Norden geeignete Pflanzen im Süden platziert werden, halten die im Süden installierten Pflanzen im Vergleich besser. Wir beobachten die Wechselwirkung, indem wir Pflanzen von der Süd- in die Nordregion verlegen. Die Populationen dieser Art sind daher an die abiotischen Bedingungen angepasst, die der Breitengrad verleiht.
Der biotische Druck gilt auch für invasive Arten. Sie sind besonders wichtig, da eingeführte Individuen mit konkurrierenden oder antagonistischen Arten zu tun haben, mit denen sie sich nicht koevolutioniert haben . In vielen Fällen ist der biotische Selektionsdruck größer als der abiotische. Tatsächlich werden die Arten, insbesondere Pflanzen, in eine Umgebung mit klimatischen und edaphischen Bedingungen eingeführt , die denen ihres Ursprungsgebiets relativ ähnlich sind. Druckänderungen sind für invasive Arten von Vorteil, wenn sie den Verlust von Konkurrenten, Krankheitserregern und / oder Prädatoren mit sich bringen, die einen spezifischen Druck ausüben.
Bei Pflanzen kann der Herbivoriedruck zur Entwicklung von Abwehrstrategien führen. Die Verringerung dieses Drucks in eingeschleppten Populationen sollte daher dazu führen, dass Individuen ausgewählt werden, die wenig in Verteidigungsstrategien investieren, oder Individuen, die in der Lage sind, die Allokation ihrer Ressourcen zu ändern, um Merkmale der Invasibilität im Hinblick auf die Entwicklung der Krankheit zu begünstigen . Dies ist der Fall von Silene latifolia, das nach seiner Einführung in Europa vor 200 Jahren die in Nordamerika vorhandenen Pflanzenfresser verloren hat. Dies ermöglichte es ihm, seinen Stoßzähnen weniger Ressourcen und mehr der Fortpflanzung zuzuweisen.
Eine Variation der Verwandtschaftsverhältnisse kann auch zu einer schnellen Veränderung des Lebenszyklus von Arten führen, die einem starken Selektionsdruck ausgesetzt ist . Die Anwesenheit von Pflanzenfressern führt manchmal dazu, dass Pflanzen eine frühe Fortpflanzung und Monokarpie bevorzugen, um Nachkommen zu gewährleisten. In Abwesenheit von Verbrauchern ist ersichtlich, dass sich die eingeführten Populationen in Richtung Polykarpie zu bewegen scheinen , was dann zu einem selektiven Vorteil werden kann. Diese Veränderungen haben Auswirkungen auf ökologische Interaktionen und damit auf die Populationsdynamik .
Auch der mit Krankheitserregern verbundene Druck ist in eingeschleppten Populationen oft weniger stark. Die Ressourcen, die der Resistenz gegen Krankheitserreger zugewiesen werden, können dann der Kolonisierung ( Vermehrung , Ausbreitung ) zugewiesen werden und ermöglichen der Population, invasiv zu werden. Pflanzenpathogene sind in eingeführten Populationen oft weniger vielfältig.
Es gibt auch eine räumliche Selektion auf Bevölkerungsebene. In einer Invasionspopulation unterscheiden sich die Phänotypen zwischen der Invasionsfront und den bereits kolonisierten Gebieten. Tatsächlich unterliegen Individuen an der Invasionsfront einer weniger intraspezifischen Konkurrenz und folgen einer allmählichen Entwicklung hin zu einer zunehmenden Streuung. Die ausgewählten Phänotypen sind dann diejenigen, die ein besseres demografisches Wachstum bei niedrigen Dichten ermöglichen und die sich am besten verteilen. Die Fortpflanzung dieser Individuen untereinander führt zu einer schnellen Evolution , die es invasiven Arten ermöglicht, ihre neue Umgebung immer effektiver zu besiedeln. Dieser Mechanismus ermöglichte es den Büffelkröten , ihre Ausbreitungsdistanz zu verdoppeln, während sie durch Nordaustralien vordrangen.
Der biologischen Invasion geht in der Regel ein Gründereffekt oder ein genetischer Flaschenhals voraus , wodurch die genetische Vielfalt stark reduziert wird . Wenn dies geschieht, sind kleine Populationen anfällig für starke genetische Drift und erhöhte Inzucht . Diese beiden Phänomene sollten a priori die Population schwächen und ihr Aussterberisiko erhöhen. Es wird jedoch beobachtet, dass sich invasive Arten nach ihrer Einführung ausbreiten können. Dies ist zum Beispiel bei der Pflanze Hypericum canariense (en) der Fall, die sich nach dem Verlust von 45 % ihrer Heterozygotie bei der Einschleppung in Nordamerika in dieser Region erfolgreich vermehren konnte. Denn der Verlust an genetischer Variabilität durch die Isolation einer Population wird durch mehrere Faktoren kompensiert.
Die genetische Variabilität, die sich aus Epistase und additiver Variabilität ergibt, ermöglicht zunächst die Entstehung neuer Genotypen und damit neuer phänotypischer Merkmale . Die additive genetische Variabilität ergibt sich aus der Summe der relativen Effekte von Allelen auf ein Merkmal. In den ursprünglichen Populationen werden hohe Werte dieser Variabilität für Merkmale gemessen, die mit der Invasion verbunden sind. Es scheint, dass es während der Verzögerungszeit eine Anhäufung von Niveaus der additiven Variabilität gibt. Diese Phase entspräche daher der Zeit, die für die evolutionäre Anpassung benötigt wird und würde den Grad der Differenz zwischen der alten und der neuen Umgebung widerspiegeln.
Genetische Variabilität kann auch durch Hybridisierung oder durch genomische Umlagerungen während der Reproduktion sichergestellt werden . Dieses Phänomen wird umso wichtiger, wenn es mehrere Einführungsveranstaltungen gibt.
Eine Hypothese zur Erklärung der Evolutionsgeschwindigkeit nach einem Gründereffekt oder einem Engpass ist, dass die für die Invasion günstigen Allele bereits im Genom der eingeführten Individuen vorhanden sind. Sie sind daher sofort verfügbar, wenn sich die Umgebung ändert. Diese Erklärung wird durch die Tatsache gestützt, dass diese Allele in größeren Anteilen vorhanden sind als neutrale oder schädliche Allele.
Darüber hinaus gibt es Beispiele, bei denen der Verlust der genetischen Variabilität die Proliferation begünstigt. Eine davon ist die bescheidene Linepithema- Ameise, bei der eine Abnahme der genetischen Vielfalt die Konkurrenz zwischen den Kolonien reduzierte und daher zur Bildung von Superkolonien führte .
Mehrfacheinschleppungen scheinen bei den meisten invasiven Arten ein weit verbreitetes Phänomen zu sein. Eine hohe Anzahl von Einführungen bedeutet, dass die eingeführten Individuen potenziell aus unterschiedlichen Quellpopulationen stammen. Dies führt zu einem größeren Anteil des ursprünglichen Genpools im neuen Medium und damit zu einer größeren genetischen Vielfalt als bei einer einmaligen Einführung. Es ist ein wesentlicher Faktor, der zur Nachhaltigkeit eingeführter Populationen beiträgt, die schließlich invasiv werden können.
Die Phänomene der wiederholten Einführungen ermöglichen es, die schädlichen Folgen für die Ansiedlung einer Population, die Gründungseffekte oder Engpässe sind, zu reduzieren . Der Beitrag neuer Allele durch diese Phänomene fördert allelische Rekombinationen und ermöglicht das Auftreten neuer Genotypen und damit neuer Phänotypen . Die eingeführten Populationen haben dann ein besseres evolutionäres Potenzial und werden sich daher wahrscheinlich schneller entwickeln als die einheimischen Populationen.
Ein Beispiel ist die Pflanze Phalaris arundinacea , deren nordamerikanische Populationen, die aus aufeinanderfolgenden und wiederholten Einschleppungen resultieren, invasiv sind. Sie haben eine größere genetische Vielfalt als die ursprünglichen europäischen Populationen. 98,5% ihrer Genotypen fehlen in der ursprünglichen Population. Die neuen Allelkombinationen resultieren aus der Neuordnung der Genotypen von Populationen, die während verschiedener Ereignisse eingeführt wurden. Diese neuen Genotypen haben die Expression von Phänotypen mit starken invasiven Fähigkeiten (Bestockung, Blatt- und Biomasseproduktion, asexuelle Fortpflanzung ) induziert . Sie erhöhen das Wachstums- und Reproduktionspotential und bewirken damit eine direkte Steigerung des Selektionswertes . Diese Phänotypen sind mit einer größeren Erblichkeit und damit einer besseren Reaktion auf die natürliche Selektion verbunden . Die eingeführten Populationen weisen auch eine höhere phänotypische Plastizität auf .
Mehrfacheinführungen fördern daher eine größere genetische Vielfalt innerhalb nicht-einheimischer Populationen . Die Auswirkungen der Selektion werden daher größer sein. Dies erklärt das schnelle Auftreten von Genotypen, die eine starke Kolonisationskapazität und eine signifikante phänotypische Plastizität aufweisen .
Zahlreiche Studien in der Literatur zeigen, dass das Phänomen der Mehrfacheinschleppung bei invasiven Arten üblich ist. Dies ist daher ein wichtiger Punkt, der bei der Bewirtschaftung invasiver Arten berücksichtigt werden muss. Tatsächlich kann die Einführung neuer Individuen in eine Umgebung, selbst wenn die Art dort bereits vorhanden ist, zu einem Invasionsphänomen beitragen.
Die Hybridisierungen sind ein wichtiger Faktor bei der schnellen Entwicklung invasiver Arten. Es ist das am häufigsten zitierte evolutionäre Phänomen in ISPS-Modellen (Invasive Species Predictive Schemes). Die Hybridisierung kann zwischen einer einheimischen Art und einer nicht-einheimischen Art oder zwischen zwei nicht-einheimischen Arten vom gleichen Standort erfolgen. Es fördert eine Erhöhung der genetischen Variabilität . Diese Kreuzungen finden im Allgemeinen in Pflanzen statt. Beispielsweise haben etwa 7 % der invasiven Pflanzenarten auf den britischen Inseln Hybridisierungsereignisse erlebt. Sie führen nicht unbedingt zu einer schnellen Evolution oder einer Erhöhung des Selektionswertes für die invasiven Arten. Dazu muss die Hybride in der Lage sein, lebensfähige Nachkommen zu erzeugen.
Die Hybridisierung ermöglicht das schnelle Auftreten neuer Genotypen innerhalb der invasiven Population. Es ist daher wahrscheinlicher, dass Genotypen für neue Umweltbedingungen günstig erscheinen und es der Art ermöglichen, sich an die Umgebung anzupassen, in die sie eingeführt wurde. Es fördert auch den Verlust von schädlichen Allelen. Auch die Struktur der Landschaft kann die Häufigkeit von Hybridisierungen beeinflussen. Wenn es die Invasion fördert, kann die Hybridisierung zu Heterosis führen . Die Hybridisierung kann durch Introgression erfolgen, was das Auftreten neuer Merkmale ermöglicht, die potenziell für Invasionen günstig sind.
Ein Beispiel für eine Hybridisierung ist die Hybride aus Spartina alterniflora (invasive Art) und Spartina foliosa ( einheimische Art) in der Bucht von San Francisco. Der Hybrid hat eine erhebliche Expansionsrate. Es hat überlegene transgressive Merkmale als elterliche Merkmale, einschließlich Pollenproduktion, Samenlebensfähigkeit oder Umweltverträglichkeit. Hybriden sind fruchtbar, sie können sich untereinander oder mit den beiden Elternarten fortpflanzen. Dies ist ein Rückkreuzungsphänomen . Dieser Trend bedroht die einheimische Art Spartina foliosa (in) .
Die Stabilität des Hybrids beruht auf verschiedenen Mechanismen wie Polyploidie , Translokation sowie asexuellen Vermehrungsmechanismen : Agamospermie und klonales Wachstum. Insbesondere bei invasiven Populationen finden wir im Vergleich zu nicht-invasiven Arten eine höhere Ploidie .
Von Biodiversitätsobservatorien und Organisationen wie den botanischen Konservatorien , Wasserbehörden , Museen , NGOs und Naturforschern beobachten mehr das Auftreten und die Ausbreitung invasiver Arten und informieren die Öffentlichkeit.
In Gewässern wird Umwelt-DNA in Wasser- oder Sedimentproben gesucht . Forscher verwenden diese Methode, um das Vorhandensein von Fischen ( Silberkarpfen ), Weichtieren ( Muscheln , Hydrobie-Antipoden ), Amphibien ( Ochsenfrosch ) und verschiedenen Kräuterarten ( Elodea spp.) nachzuweisen .
Die partizipative Wissenschaft und Bürger werden dank des Smartphones mobilisiert, das zu den Inventaren beitragen kann, zum Beispiel im Rahmen des Interreg-Projekts RINSE über eine Smartphone-App („ Th@s Invasive “; kostenlos, in Englisch oder Französisch erhältlich und leicht herunterladbar) ermöglicht es jedem, eine große Anzahl invasiver gebietsfremder Arten zu identifizieren und zu kartieren , indem die betreffende Art fotografiert wird (die vom GPS des Smartphones georeferenziert und von der Software gesendet wird, sobald dies von dem an dieser allgemeinen und dauerhaften Bestandsaufnahme teilnehmenden Öko-Bürger bestätigt wird die darauf abzielt, die negativen Auswirkungen sogenannter „ invasiver " Arten zu begrenzen . Eine bessere Überwachung der geografischen Ausdehnung dieser Arten wird es ermöglichen, Reaktionen zu beschleunigen oder sogar zu antizipieren, die dann weniger kostspielig sind, und so einige der negativen Auswirkungen zu begrenzen dieser Proliferationsphänomene. Dies ist möglich dank vorheriger Arbeiten zur Identifizierung von interaktive ation durch visuellen Identifikationsschlüssel nicht-heimischer Pflanzen. Es wurde insbesondere in der Ökozone durchgeführt, die Deutschland, die Niederlande, Belgien und den großen Nordwesten Frankreichs umfasst, und könnte in anderen Regionen und Ländern verwendet werden, in denen diese Arten reguliert werden oder wo sie vom Zoll gesucht werden können "Kontaminanten kommerzieller Exporte" (Beispiel: "Kontamination durch Samen in Vogelfutter, Unkräuter in Bonsai" ... Außer bei Algen und Moosen sind diese interaktiven Schlüssel mit den Informationen zu den Arten in der "Q-bank Invasive Plants Database" verknüpft “ (Beschreibungs- und Informationsblätter, Karten der globalen Verbreitung , molekularer Strichcode , falls verfügbar usw. ) und diese Informationen sind seit 2013 unter http://www.q-bank.eu/Plants/ verfügbar .
Die Dendrochronologie hat sich neuerdings auf bestimmte Gräser ( mehrjährig ) angewendet . Es kann retrospektiv helfen, die Dynamik einer Population invasiver Arten besser zu verstehen und Szenarien für die zukünftige Entwicklung zu verfeinern.
In einem Kontext, in dem menschliche Bewegungen immer zahlreicher werden, die klimatischen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten immer stärker und die Versuchung, auf genetisch veränderte Organismen zurückzugreifen, immer größer wird, ist das Risiko einer Zunahme der Phänomene invasiver Arten mit ihren Folgen für die Biodiversität sehr Real. Auch während der Rio-Konferenz im Jahr 1992 wurde sie berücksichtigt . Heute sind sie die zweite Ursache für den Rückgang der Artenvielfalt.
In den Tropen sind die Inseln besonders betroffen und gefährdet. Im Juli 2005 wurde vom französischen Komitee von IUCN und MEDAD eine " Initiative zu invasiven gebietsfremden Arten in französischen Überseegemeinschaften " gestartet, die einen Bericht und eine vollständige Bestandsaufnahme über die Bedrohung durch biologische Invasionen in Übersee-Frankreich erstellen muss , mit einem Netzwerk von mehr als 100 Experten und die Unterstützung von 10 lokalen Koordinatoren.
In tropischen Wäldern , Kahlschlag fördert die Ausbreitung von invasiven Arten wie Röschen Lantana in Teilen von Afrika, vor allem als die Vordach Lücke zu anderen großer oder verbunden ist.
Von den ungefähr 50.000 Arten (Pflanzen und Tiere), die in den letzten zweihundert Jahren in die Vereinigten Staaten eingeführt wurden, gilt etwa 1 von 7 als invasiv.
Seit etwas mehr als einem Jahrhundert zeigen viele Arten in Europa invasives Verhalten , darunter viele Wasserarten. Diese Arten haben jedoch hohe Kosten: Der durch diese Arten verursachte Schaden würde sich für Europa auf 12 Milliarden € / Jahr belaufen. In Italien, von 1995 zu 2000 , der Abbau der Banken durch die Bisamratte und der Sicherheiten landwirtschaftlichen Schäden wurden auf etwa 11 geschätzt Mio. € (Mio. Euro) trotz eines Kontrollplans von 3 Mio. € ); Allein für den Kampf gegen 30 invasive gebietsfremde Pflanzen musste Großbritannien rund 150 Mio. €/Jahr aufwenden, während es 3,8 Mrd. € /Jahr (Milliarden Euro pro Jahr) an Ernteausfällen verlor.
Invasive Arten können ihr Wachstum regulieren und sich in ihren neuen Lebensraum ausbreiten, was zu Störungen in ihrer lokalen biologischen Gemeinschaft führt. Alle Taxa können je nach Kontext eine invasive Art werden.
Der Allee-Effekt wird in der Ökologie als positive Beziehung zwischen einer beliebigen Komponente der individuellen Fitness und der Anzahl (oder Dichte) von Artgenossen definiert.
Die meisten der invasiven Arten wurden in geringer Zahl und an verschiedenen Orten eingeführt. Es hat sich gezeigt, dass sich Arten, die dem Allee-Effekt unterliegen, nie etablieren können, wenn sie nicht mit einer ausreichend großen Ausgangspopulation (zumindest oberhalb der Schwelle des Allee-Effekts) eingeführt werden. Wenn sie in Zahlen knapp unterhalb der Allee-Schwelle eingeführt werden, sollten sie sich aufgrund der Auswirkungen der demografischen Stochastik etablieren können . Bei deterministischen Modellen sollte die Population jedoch ausgeschaltet werden, wenn die Zahlen unter diesen Schwellenwert fallen.
Mehrere Phänomene, die für biologische Invasionen spezifisch sind, können auf den Allee-Effekt zurückzuführen sein: Zum Beispiel wird Range-Pinning , d . h. Null-Invasionsgeschwindigkeit, durch die alleinige Existenz eines Allee-Effekts im Kontext eines diskreten Raums (Raum unterteilt in Patches ), ohne alle Umweltgradienten (homogene Bedingungen des Mediums) und für Patches, die in ihren biotischen und abiotischen Eigenschaften gleichwertig sind. Dieser Mechanismus wird als Funktion der Dispersionsrate und des Verhältnisses zwischen Allee-Schwellenwert und Belastbarkeit der Pflaster ausgedrückt . Im homogenen kontinuierlichen Raum kann eine Null-Invasionsgeschwindigkeit nur bestehen, wenn zwischen der Tragfähigkeit des Mediums und der Allee-Schwelle der Population ein exaktes Verhältnis von 1/2 besteht. Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit der Ausbreitungswelle umso langsamer, je stärker der Allee-Effekt ist.
Der Allee-Effekt wurde bei bestimmten invasiven Pflanzen nachgewiesen, beispielsweise bei der Unkrautrebe Vincetoxicum rossicum (Asclepiadacea) oder der Spartina mit wechselständigen Blättern ( Spartina alterniflora ), bei invasiven Insekten wie dem disparaten Bombyx Lymantria dispar oder invasiven aquatischen Arten wie die Zebramuschel Dreissena polymorpha .
Der empirische Nachweis des Allee-Effekts bei invasiven Arten ist selten, aber die Beispiele nehmen zu.
Die Zeit zwischen Einführung und Etablierung einer invasiven Art ( Verzögerungszeit ) kann einfach auf der Kombination der Wirkung Allee abhängen und Bevölkerung stochasticity Prozesse , die Berücksichtigung von Überwachungsprogrammen. Management invasiver Arten genommen werden sollte. Ein nicht erkannter Allee-Effekt kann zu einer falschen Einschätzung des Invasionsrisikos führen.
Man kann nie sagen, dass eine Art nicht invasiv ist, weil kleine zufällige Einführungen nicht zu einer Invasion führten; Im Laufe der Zeit wiederholt, können diese kleinen Einschleppungen, die zufällig auf verschiedene Flecken verteilt sind, die kritische geografische Dichte überschreiten und es der Art ermöglichen, plötzlich zu einer Pandemie zu werden . So manifestiert sich die Invasion in einen diskreten Raum kombiniert mit einem Allee-Effekt in einer Reihe lokaler und abrupter Ereignisse. Bei einer invasiven Art mit starkem Allee-Effekt wird die Ausrottung erleichtert, da es ausreicht, die Populationsdichte unter die Allee-Schwelle zu reduzieren.
Die Anwesenheit des Allee - Effekt macht es möglich , eine zu verwenden , Räuber (oder Wettbewerber) „Spezialisten“ der Art und nicht als „Generalist“: die generalistische Prädatoren verlangsamen oder die Ausbreitung von invasiven stoppen, aber die Fach Räuber kann nur beeinflussen Populationen, die einem Allee-Effekt unterliegen, und kann bei einem nicht kritischen Allee-Effekt die Ausbreitung verlangsamen und bei einem kritischen Effekt stoppen.
Der Erfolg einer Managementstrategie hängt von der Art des Allee-Effekts (stark und schwach) ab, aber auch von dem dem Managementprogramm zugewiesenen Budget und der Angemessenheit seiner Ziele.
Entwurf einer neuen europäischen Strategie und Verordnungen zu invasiven gebietsfremden Arten (2011-2014) :
In Frankreich verbietet ein Ministerialerlass vom 2. Mai 2007 das Inverkehrbringen, die Verwendung und das Einbringen in die Umwelt von Primel mit großen Blüten und kriechender Primel (zwei invasive Pflanzen) und ein Ministerialerlass vom 30. Juli 2010 zielt auf verschiedene Arten ab, die als invasiv gelten, die Einführung bestimmter Arten in die natürliche Umwelt der Metropolen. Es wurden verschiedene Inventare erstellt oder bereits veröffentlicht, die regelmäßig aktualisiert werden müssen, insbesondere in Bezug auf Becken , Kanäle und Wasserläufe sowie Häfen , die für viele Eindringlinge wichtige Einschleppungsachsen darstellen. Frankreich, auch für das Phänomen neu auftretender Krankheiten , ist ein Hochrisikogebiet, da es von Flughäfen mit Verbindungen in die ganze Welt, durchzogen von zahlreichen Land- oder Seeverkehrsachsen und Kanälen sehr gut erschlossen ist und "das einzige Land Europas" ist gleichzeitig eine Front an der Nordsee, dem Ärmelkanal, dem Atlantik und dem Mittelmeer für insgesamt 5500 km Küste zu haben ” , mit Häfen von internationaler Bedeutung (von Bordeaux bis Dünkirchen, vorbei an La Rochelle, Nantes , Brest, Cherbourg, Le Havre, Boulogne, Calais usw.). Diese Position als „multimodaler“ geografischer Knotenpunkt und das gemäßigte Klima begünstigen die Einführung von Arten und das Risiko der Invasivität.
Neben Artikel L. 411-3 des Umweltgesetzbuches wurde ein 2013 vom „Parlamentarischen Ausschuss zur Überwachung des Ambrosia-Risikos“ erarbeiteter Gesetzentwurf auf weitere problematische Arten ausgeweitet und für Mitte 2014 angekündigt. Im Herbst 2014 könnte geprüft werden, einen nationalen Rechtsrahmen zur Bekämpfung von invasiven und aus gesundheitlichen oder wirtschaftlichen Gründen unerwünschten Pflanzen (Orobanche) zu schaffen. Im Jahr 2016 für den Verein Stop ambroisie "Wir müssen die polizeilichen Befugnisse der Bürgermeister erweitern, indem wir ihnen das Recht geben, auf privatem Grund einzugreifen, um an die Stelle von Eigentümern zu treten, die nichts tun" .
In der SchweizDer Bundesrat hat am 15. Mai 2019 eine Vernehmlassung eröffnet, um mit einer Novelle des Umweltschutzgesetzes (Umweltgesetz) den Kampf gegen invasive gebietsfremde Arten, die Schäden verursachen, effektiver zu gestalten. Die Maßnahmen würden nicht mehr nur in Wäldern und landwirtschaftlich genutzten Flächen angewendet, sondern auch bei Einzelpersonen, heißt es in dem erläuternden Bericht.