Determinanty druhov

1
Determinanty druhové diverzity - diverzita na
gradientech prostredí
s využitím referátu Anicky Vlachové
2
Cím je diverzita determinována
3
Aby se druh ve spolecenstvu vyskytoval, musí

• 1. Být schopen se do nej dostat (prekonat
  dispersal limitation)
• 2. Být schopen v nem prežívat (tj. i rozmnožovat
  se)
• Obojí má pravepodobnostní charakter - v
  normálním lese vznikne v prumeru jeden dospelý
  jedinec z desítek až stovek tisíc semen stromu
  (tj. nove príchozí druh nemá velkou šanci, když
  prijde jako jedinné semeno)

4
Tri základní faktory omezující druhovou bohatost

• Species pool (i historické faktory, kolik druhu
  se stacilo vyvinout)
• Nepríznivost prostredí abiotického prostredí pro
  druhy
• Biotické interakce (hlavne - ale nejen -
  kompetice)
• Biotické interakce mají i pozitivní vliv -
  neprítomnost druhu muže být dána i neprítomností
  jeho mutualisty

5
Species pool
Je to jeste složitejší - pro nekteré (spíše
mnohé) je prítomnost jiných druhu pozitivní, tj.
umožní jim prežít v situaci, kde by bez
prítomnosti jiných druhu prežít nemohli. Zcela
zjevné je to treba u konzumentu a jejich potravy,
ale nekdy to funguje i pro organismy téže
trofické skupiny.
Filtr prostredí
Filtr spolecenstvem
Biotické vztahy
Složení spolecenstva
6

• Species pool - dán hlavne historicky u nás
  napr., co se sem mohlo dostat po dobe ledové - na
  mezikontinentální úrovni to mohou být faktory
  jdoucí podstatne více do minulosti
• Community filter - soucasnými ekologickými
  interakcemi (jak napr. schopností druhu prežít
  tuhou zimu, extrémní sucho, tj. reakcí na
  abiotickou složku, tak schopností se vyrovnat s
  kompeticí, predací, parazitismem)

7
Grime (1998) - tri typy druhu ve spolecenstvu

• Dominanty
• Subordinates
• Transitional (druhy, které by se samy neudržely,
  nebýt trvalého prísunu diaspor/individuí odjinud
  - vpodstate to, co Hanski nazývá v metapopulacní
  teorii sink populations)

8
Které rozdíly v druhové bohatosti/diverzite jsou
zpusobeny historicky (tj. species pool
hypothesis), a které soucasnými ekologickými
interakcemi
Problémy typu proc jsou u nás vápence vetšinou
bohatší na cévnaté druhy nez silikáty?
9
Korelace soucasná bohatost vs. soucasný species
pool nic nereší
Druhová bohatost vápnomilných nelesních
spolecenstev je vyšší protože je v CR (species
pool) více vápnomilných druhu bezlesí NEBO
je pocet vápnomilných druhu bezlesí v CR je vyšší
než silikátových protože vápnomilná spolecenstva
umožnují koexistenci a tím vyšší pocet druhu
10
Zrejme nejrozumnejší observacní prístup

• Porovnání druhové bohatosti na obdobných
  gradientech prostredí v ruzných geografických
  oblastech (napr. mangrove jsou všude druhove
  chudé na cévnaté r., takže to bude extremitou
  prostredí, ale v podobných extrémních podmínkách
  jsou malajské bohatší než africké, což je zrejme
  dáno historicky.

11
Príklady pro i proti podobnosti habitatu
12

• Porovnání variability poctu druhu mezi ruznými
  habitaty stejného regionu a mezi stejnými
  habitaty ruzných regionu ? konstantní rozdíly
  diverzity mezi regiony
• Pocet druhu ve spolecenstvu je dán rysy lokálních
  habitatu rysy regionu

13
Diverzita ptáku x rozložení listí

• J.Amerika omezené geografické rozšírení lesu r.
  Notophagus x velmi rozšírené cedrové a kerové
  porosty

14
Procesy ovlivnující diverzitu druhu
15
Hypotéza saturace (tj. niche limitation)

• Spolecenstvo je saturováno lokálními interakcemi
  ? pevný horní limit diverzity, její hodnoty
  závisí na lokálních podmínkách prostredí
• Predikuje, že lokální diverzita se muže menit
  nezávisle na regionální diverzite (neplatí pro
  všechny skupiny organismu)
• Druh nemuže invadovat do neporušeného
  spolecenstva, pokud nevytlací nejaký stávající
  druh ? disturbovaná spolecenstva jsou náchylnejší
  k invazím

16

• Migrace mezi spolecenstvy muže být zastavena
  vznikem bariéry
• Cesty výmeny mohou být zase otevreny
• Lokální interakce ? snížení lokální diverzity
• Regionální prísun ? zvýšení lokální diverzity

17
Teorie ostrovní biogeografie (Mac Arthur, Wilson
1963)

• Vliv vzdálenosti od pevniny, velikosti ostrova a
  jeho stárí

18
Ostrovní teorie
19

• Experimentální prístup - vysévání
• závislost na merítcích - co budeme považovat za
  dukaz dispersal limitation

20
Vyseli jsme na Ohrazení
Je ale uchycení druhu na lokalite dukazem jeho
dispersal limitation?
Možnost falešne pozitivních a falešne negativních
výsledku.
Invaze jako ekologický experiment
21
A jak to vypadá na gradientech prostredí?
22
Geografické gradienty

• Ve vetšine prípadu druhová bohatost od rovníku k
  pólum klesá
• Historické príciny - tj. ledové doby zredukovaly
  temperátní biotu
• Duležitost historických faktoru a smer pohorí -
  Evropa rovnobežky -(
• Tropické druhy nejsou schopny rust v temperátním
  klimatu

23
(No Transcript)
24
Tree species richness in Canada and the United
States. Contours connect points with the same
approximate number of species per quadrat.
Quadrat size is 2.5 x 2.5 south of 50N, and
2.5 x 5 north of 50N (Currie and Paquin
1987).
25
Medium disturbance hypothesis
26
Changes in species richness during an old-field
succession, measured on various spatial scales.
The numbers on the right side are sizes of
sampling plots expressed as the lengths of the
quadrat side. From Osbornová et al. 1990.
27
Mown wet meadows under fertilization and dominant
removal
28
Examples of unimodal relationships between
species richness and measures of habitat
productivity in plant communities. P and K are
normalised concentrations of soil phosphorus and
potassium, which were summed to give an index of
soil fertility. From Tilman and Pacala (1993),
where also the references to original source can
be found.
29
Proc se zvýšením úživnosti (nad urcitou mez)
klesá pocet druhu

• 1. Species pool - habitatu s vysokou úživností
  bylo málo, proto mu nejsou druhy prizpusobeny
• Ale - vetšina druhu mezo- a oligotrofních
  stanovišt je schopna rust i na živinami bohatých
  plochách. Tzn. jsou to biotické faktory,
  adaptace na eutrofních stanovište musí zahrnovat
  i adaptaci na kompetici

30
Je kompetice vyšší v úživném prostredí?

• Tilman ne, je to jen zmena kompetice o podzemní
  zdroje na kompetici o nadzemní zdroje
• Grime Ano, v úživném prostredí se kompetice
  zvyšuje.
• Pozn. Oba mohou mít svým zpusobem pravdu -
  záleží jak meríme kompetici

31
Tilmanovské vysvetlení

• Rychlost kompeticního vyloucení nezávisí jen na
  intenzite, ale i na asymetrii kompetice. Ve vyšší
  úživnosti je duležitá kompetice o svetlo. Ta je
  asymetrická, svetlo lze výškou monopolizovat
  (dvourozmernou strukturou), pro monopolizaci
  živin je treba vyplnit trojrozmerný prostor. I
  malí se v kompetici o živiny chytí, o svetlo je
  to horší.

32
Nejlepším prediktorem kompeticního úspechu po
pridání živin je výška rostliny
33
Grimeovské vysvetlení

• S úživností vzrustá rustová rychlost, a tím je
  proces kompeticního vyloucení rychlejší.
• POZOR! Ruzné složky diverzity nemusí být
  pozitivne korelovány. Diverzita rostlin nemusí
  být dobrým indikátorem diverzity jiných organismu