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Abstract
Attempts to understand how communities assemble following a disturbance are challenged by the difficulty of determining the relative importance of stochastic and deterministic processes. Biological legacies, which result from organisms that survive a disturbance, can favour deterministic processes in community assembly and improve predictions of successional trajectories. Recently disturbed ecosystems are often so rapidly colonized by propagules that the role of biological legacies is obscured. We studied biological legacies on a remote volcanic island in Alaska following a devastating eruption where the role of colonization from adjacent communities was minimized. The role of biological legacies in the near shore environment was not clear, because although some kelp survived, they were presumably overwhelmed by the many vagile propagules in a marine environment. The legacy concept was most applicable to terrestrial invertebrates and plants that survived in remnants of buried soil that were exposed by post-eruption erosion. If the legacy concept is extended to include ex situ survival by transient organisms, then it was also applicable to the island's thousands of seabirds, because the seabirds survived the eruption by leaving the island and have begun to return and rebuild their nests as local conditions improve. Our multi-trophic examination of biological legacies in a successional context suggests that the relative importance of biological legacies varies with the degree of destruction, the availability of colonizing propagules, the spatial and temporal scales under consideration, and species interactions. Understanding the role of biological legacies in community assembly following disturbances can help elucidate the relative importance of colonists versus survivors, the role of priority effects among the colonists, convergence versus divergence of successional trajectories, the influence of spatial heterogeneity, and the role of island biogeographical concepts.
Résumé
Les tentatives pour comprendre la façon dont les communautés se reforment après une perturbation deviennent plus ardues si l'on tente de déterminer l'importance relative des processus stochastiques par rapport aux processus déterministes. Les legs biologiques d'organismes ayant survécu à une perturbation peuvent favoriser les processus déterministes dans l'assemblage d'une communauté et améliorer les prédictions des trajectoires de succession. Les écosystèmes récemment perturbés sont souvent colonisés de façon si rapide par des propagules que le rôle des legs biologiques en est obscurci. Nous avons étudié les legs biologiques sur une île volcanique isolée de l'Alaska après une éruption dévastatrice où le rôle de la colonisation par des communautés voisines était réduit au minimum. Le rôle des legs biologiques dans les milieux littoraux n'était pas clair, car bien que des varechs aient survécu, ils ont vraisemblablement été déclassés par les nombreux propagules vagiles du milieu marin. Le concept de legs s'appliquait mieux aux invertébrés terrestres et aux plantes qui avaient survécu dans des restes de sol enfoui et subséquemment exposé par l'érosion ayant suivi l'éruption. Si le concept de legs est étendu pour inclure la survie ex situ d'organismes transitoires, il devient aussi applicable aux milliers d'oiseaux marins de l'île, puisque ceux-ci ont survécu à l'éruption en quittant l'île et commencent à revenir et à reconstruire leurs nids lorsque les conditions locales s'améliorent. Notre étude multitrophique des legs biologiques dans un contexte de succession suggère que l'importance relative des legs biologiques varie avec le degré de destruction, la disponibilité des propagules pour la colonisation, les échelles spatiales et temporelles considérées et les interactions entre les espèces. La compréhension du rôle des legs biologiques dans l'assemblage des communautés après perturbations peut aider à déterminer l'importance relative des colonisateurs par rapport aux survivants, le rôle de l'effet de priorité chez les colonisateurs, la convergence versus la divergence des trajectoires de succession, l'influence de l'hétérogénéité spatiale et le rôle des concepts biogéographiques insulaires.