Opportunities, research gaps, and risks in allogenic ecosystem engineer mimicry
- PMID: 40192078
- PMCID: PMC12309658
- DOI: 10.1111/cobi.70018
Opportunities, research gaps, and risks in allogenic ecosystem engineer mimicry
Abstract
In an age of anthropogenically driven species loss and increasingly novel ecosystems, ecosystem engineer restoration is a process-based approach to supporting ecosystem function. Many ecosystem engineers have low or declining population sizes. When feasibility and costs impede reintroduction of ecosystem engineers, an alternative may be artificial mimicry of ecosystem engineer structures. Research on mimicry of autogenetic ecosystem engineers, whose physical structure shapes habitat availability and complexity (e.g., tropical corals whose hard skeletons create complex reefs that provide habitat), spans many process scales. However, mimicry of allogenic ecosystem engineers, which shape habitat availability through their behavior (e.g., beavers building dams that influence hydrology), is less well explored. We reviewed the literature to examine the efficacy of artificial mimicry of allogenic ecosystem engineers and gaps in the research. Emerging findings suggest that artificial mimicry could restore physical processes, support focal species, alter biological communities, deliver benefits to landowners and ecosystems, and promote population recovery. However, some studies document the potential for unintended negative consequences for ecosystem engineers or species that use engineered structures or respond to environmental cues produced by engineered structures. Topics requiring additional research include assessing the efficacy of artificial structures as compared with natural structures, evaluating the scalability and cost-effectiveness of mimicry projects, and investigating the potential for unintended consequences with mimicked structures.
Oportunidades, brechas en la investigación y riesgos en el mimetismo de la ingeniería de ecosistemas alógenos Resumen Con la actual pérdida de especies por causas antropogénicas y ecosistemas cada vez más novedosos, la restauración por ingenieros de ecosistemas es un enfoque basado en procesos para apoyar la función de los ecosistemas. Muchos ingenieros de ecosistemas tienen poblaciones reducidas o en declive. Cuando la viabilidad y el costo impiden la reintroducción de ingenieros de ecosistemas, una alternativa puede ser la imitación artificial de estructuras de ingenieros de ecosistemas. La investigación sobre el mimetismo de los ingenieros de ecosistemas autogénicos, cuya estructura física determina la disponibilidad y complejidad del hábitat (por ejemplo, los corales tropicales cuyos esqueletos duros crean arrecifes complejos que proporcionan hábitat), abarca muchas escalas de procesos. Sin embargo, el mimetismo de los ingenieros alógenos de los ecosistemas, que modifican la disponibilidad de hábitats a través de su comportamiento (por ejemplo, los castores que construyen presas que influyen en la hidrología), está menos explorado. Revisamos la bibliografía para examinar la eficacia del mimetismo artificial de los ingenieros de ecosistemas alógenos y los vacíos en la investigación. Los hallazgos emergentes sugieren que el mimetismo artificial podría restaurar los procesos físicos, apoyar a las especies focales, alterar las comunidades biológicas, aportar beneficios a los propietarios de tierras y a los ecosistemas, y promover la recuperación de las poblaciones. Sin embargo, algunos estudios documentan la posibilidad de que se produzcan consecuencias negativas no deseadas para los ingenieros de ecosistemas o las especies que utilizan estructuras artificiales o responden a señales ambientales producidas por estructuras artificiales. Entre los temas que requieren más investigación figuran la evaluación de la eficacia de las estructuras artificiales en comparación con las estructuras naturales, la evaluación de la escalabilidad y rentabilidad de los proyectos de imitación y la investigación de las posibles consecuencias no deseadas de las estructuras imitadas.
【摘要】 在人类活动导致物种丧失、新型生态系统出现的时代, 恢复生态系统工程师是一种基于过程的支持生态系统功能的方法。许多生态系统工程师的种群数量较少或正在下降。当重新引入生态系统工程师面临可行性或成本的阻碍时, 人工模拟生态系统工程师的结构或能作为一种替代方法。自生生态系统工程师的物理结构决定了栖息地可用性和复杂性(如热带珊瑚坚硬的骨骼形成了复杂的珊瑚礁并提供栖息地), 对其进行模拟的研究跨越了许多过程尺度。然而, 模拟通过行为改变栖息地可用性的外源生态系统工程师(如海狸筑坝影响水文)的研究仍较少。我们通过查阅相关文献, 分析了人工模拟外源生态系统工程师的效果, 以及研究中存在的不足。新兴研究表明, 人工模拟可以恢复物理过程、支持目标物种、改变生物群落、为土地所有者和生态系统带来收益, 并促进种群恢复。然而, 一些研究指出, 这些人工模拟对于使用工程结构或对工程结构产生的环境线索做出反应的生态系统工程师或物种来说, 可能会产生意想不到的负面影响。仍需深入研究的话题包括评估人工结构与自然结构相比的效果、评估模拟项目的可扩展性和成本效益, 以及调查模拟结构可能产生的意外后果等。【翻译:胡怡思;审校:聂永刚】.
Keywords: allogenic ecosystem engineers; artificial mimicry; ecosistemas alógenos; ecosistemas novedosos; evolutionary traps; ingeniería de ecosistemas; mimetismo artificial; novel ecosystems; restauración; restoration; trampas evolutivas; 人工模拟; 外源生态系统工程师; 恢复; 新型生态系统; 演化陷阱.
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Figures


References
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- Aitken, K. E. H. , & Martin, K. (2007). The importance of excavators in hole‐nesting communities: Availability and use of natural tree holes in old mixed forests of western Canada. Journal of Ornithology, 148, S425–S434.
-
- Ambo‐Rappe, R. , & Rani, C. (2018). Physical structure of artificial seagrass affects macrozoobenthic community recruitment. Journal of Physics: Conference Series, 979, Article 012006. 10.1088/1742-6596/979/1/012006 - DOI
-
- Ambrose, R. F. (1994). Mitigating the effects of a coastal power plant on a kelp forest community: Rationale and requirements for an artificial reef. Bulletin of Marine Science, 55, 694–708.
-
- Ambrose, R. F. , & Anderson, T. W. (1990). Influence of an artificial reef on the surrounding infaunal community. Marine Biology, 107, 41–52.