Title: METAPOPULACE
1METAPOPULACE
2- Jak z populace vznikne metapopulace?
- Jak lze charakterizovat metapopulace?
- Jak metapopulace ovlivnuje ekosystém?
3prostredí
abiotické faktory
b1 - bn
a1 an
biotické faktory
a koncentrace prvku a molekul, živiny,
polutanty, substrát, teplota
b vliv organismu, spotreba resp. produkce
4prostredí
a1 an
a dynamická hodnota, fluktuace
druh
x(a1 an)
x tolerance k menícím se a - pro každé a
optimum
5heterogenní prostredí
ai,w,x,z
ai,w,x,z
ai,w,x
ai,x
ai,x
ai,y
ai,x
ai,w,x
ai,y
ai,y
i,zØ w x y
iØ z w x y
druhy
ai,x potenciálne vhodné prostredí pro druhy i a
x
- areál druhu x
- disturbance, trvalá zmena parametru prostredí
x, y druhy s odlišnými biotopy
w, x - koexistence
i potenciální invazní druh
z, y - kolonizace
6- ! ruzný vznik metapopulace druhu x a y
- klícová role charakteru prostredí
- trvalá zmena parametru prostredí ? úbytek biotopu
- ? fragmentace biotopu
- ? metapopulace
7- metapopulace muže vzniknout i v nefragmentovaném
prostredí - fragmentací populace predace, epidemie
(! biotické faktory prostredí)
8- metapopulace systém vznikajících a zanikajících
subpopulací propojených obcasnou migrací (rescue
effect) - (x stabilní ostruvkovitá populace)
- metapopulacní ekologie studium lokálních i
metapopulacních procesu - dynamika subpopulací vzájemne nezávislá
(prostredí, genetika, izolovanost), každá jednou
vyhyne - metapopulace muže být stabilní tendence vracet
se k puvodnímu stavu - rovnováha mezi (re)kolonizací a vymíráním
9- charakteristika metapopulace
- množství, stabilita, velikost a vzdálenost
subpopulací migrace - vliv matrix kvalita, množství potenciálních
biotopu - ? metapopulacní dynamika typy metapopulací
10- Levinsuv model mozaika, nerealistický
- - rovnovážný stav P1-e/c
- mainland island 1 stabilní velká populace
periferní malé závislé na imigraci - - Harrison et al. 1988 Euphydrias editha
bayensis - source sink analogie mainland-island
- - kvalita prostredí
- - sink subpopulace muže být vetší
- non-equilibrium nefunguje rescue effect
- - ochrana prírody
- patchy population mozaiková populace
- - metapopulace volná migrace
11- dusledky fragmentace (izolace)
- negativní vyšší pravdepodobnost inbrední
deprese, vymrení druhu - pozitivní koexistence druhu (dravec-korist,
konkurenti) - - ochrana proti invaznímu druhu (hryzec
vodní, norek americký) - - pusobení proti dominanci 1 druhu
- - udržení druhu v krajine
- rostliny semenná banka, migrace diaspor
- živocichové migrace jedincu
- - kritické pro teritoriální živocichy
- synchronizace výhodná na úrovni
jednotlivých populací, nevýhodná na úrovni
metapopulace (chování jako 1 populace, vyšší
riziko vymrení)
12Historie
- 50. léta 20. st. H.G.Andrewartha, L.C.Birch
- - metapopulacní struktura efemerní populace
hmyzu - - Austrálie
- 1963 V.R. MacArthur, E.O. Wilson rovnovážná
teorie ostrovní biogeografie - - význam vymírání, (re)kolonizace a vzdálenosti
- 90. léta rozvoj metapopulacní ekologie
- - I. Hanski Melitaea ciuxia (hnedásek
kostkovaný) - - Levins matematické modely
13Modely
- lineární dP/dtcP(1-P)-eP rychlost
kolonizace-rychlost vymírání - ? analytické migrace, vzdálenost subpopulací
- ? simulacní ruzná vzdálenost a schopnost
migrace, heterogenita prostredí - - nutná detailní znalost
- - Baguette et al., 2000
14Využití metapopulacního prístupu v praxi
- Pedicularis furbishiae podél toku záplavy
destrukce a zároven vznik nových potenciálních
biotopu (re)kolonizace - - mozaiková metapopulace
- - Menges, 1990 Maine
- Euphydryas (hnedásek) stabilní populace
migrace do okolí - - source-sink, destrukce source pop. znamená
zánik druhu - - Murphy et al. 1990 Kalifornie
- Maculinea alcon (modrásek horcový)
fragmentace lidská cinnost trvalá úbytek
populací v závislosti na úbytku horce horepníku
velká fragmentace problematická ochrana - - CR
- z hlediska metapopulací docházíme k odlišným
záverum o managementu (ochrany) než z pohledu
klasické populacní ekologie - PVA population viabality analysis hledání
kritic. fází živ. cyklu
15Metapopulace - ekosystém
prostredí
druh
a1-an
fragmentace (f)
x(a1-an)
dynamická rovnováha
geny
náhodný genetický drift
migrace
inbreeding
?f
?f
?f
speciace
extinkce
16Metapopulace - ekosystém
- extinkce smrt všech subpopulací druhu
- - inbrední deprese klesá
adaptabilita, druh hyne i v príznivém prostredí
(NltNe efektivní velikost populace) - speciace edge effect sink, island populace -
drift selekce - - bottle-neck a founder effect (viz
evolucní biologie) - - ekotyp Agrostis vulgaris Anglie,
výsypky, tolerance k težkým kovum - migrace pusobení proti náhod. gen. driftu
zachování frekvence alel, nebo jejich míšení
(cernoši v USA) - - rescue effect
17Ochrana prírody
- systém speje k rovnováze (dlouhodobé)
- - závislost na prostredí ochrana biotopu
- pokud systém není stabilní nemá konzervace smysl
pusobení proti prirozenému stavu - restauration ecology Seychelly endemické
želvy, zustal 1 druh introdukce na ostatní
ostrovy pomohla udržet ekosystém (podobná
ekologická role) - ? metapopulace - ? možnost vzniku podobne
adaptovaných endemických druhu ?