INTERAKCJE. DRAPIEŻNICTWO WYKŁAD 6

Transkrypt

1 INTERAKCJE. DRAPIEŻNICTWO WYKŁAD 6 Pośrednie efekty drapieżnictwa Sieci troficzne. Różnorodność gatunkowa Barbara Pietrzak, Uniwersytet Warszawski, 2018

2 Creel i Christianson 2008

3 Efekty bezpośrednie struktura wielkości populacji odmienne efekty drapieżników kręgowych i bezkręgowych na roślinożerców planktonowych Gliwicz i Pijanowska 1989 Fig p. 267

4 Efekty bezpośrednie struktura populacji żerujący wybiórczo drapieżnik kręgowy zmienia w populacji planktonicznych ofiar: - zagęszczenie - rozkład wielkości ciała - wielkość kładki lęgowej - stosunek płci Gliwicz i Pijanowska 1989 Fig p. 269

5 Efekty bezpośrednie i pośrednie struktura zespołów pośrednim efektem wybiórczego żerowania ryb jest sezonowa sukcesja zooplanktonu: zmniejszenie zagęszczenia populacji dużych ofiar, skutkuje zwiększeniem dostępności zasobów (fitoplanktonu) dla słabszych konkurencyjnie małych ofiar Gliwicz i Pijanowska 1989 Fig p. 271

6 Struktura zespołów różnorodność zooplankton dwóch sąsiadujących stawów tatrzańskich: MO z naturalną populacją pstrąga i bezrybnego CS Morskie Oko Czarny Staw pod Rysami Gliwicz 2001

7 zmiana zagęszczenia pop. jednego gatunku prowadzi do zmiany zagęszczenia pop. innego poprzez zmianę zagęszczenia pośrednika jeden gatunek modyfikuje interakcje między dwoma innymi Creel i Christianson 2008

8 Pośrednie efekty drapieżnictwa. Plan wykładu I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar II. Kaskady troficzne III. Aspekt praktyczny: Biologia konserwatorska Gatunki kluczowe Drapieżnictwo człowieka

9 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar w obecności drapieżnika większe bogactwo zespołu ofiar Morskie Oko Czarny Staw pod Rysami Gliwicz 2001

10 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar w obecności drapieżnika większe bogactwo zespołu ofiar Koegzystencja gatunków mediowana przez drapieżnika Predator-mediated coexistence (o ile drapieżca interesuje się dominantem)

11 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar czy to efekty pośrednie czy bezpośrednie? zespół konsumentów zostery morskiej Amundrud i in. 2015

12 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar w obecności drapieżnika większe bogactwo: za: Paine 1966 po usunięciu rozgwiazdy konkurencyjne wyparcie przez dominującego małża strefa pływów Pacyfiku, Waszyngton

13 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar podobnie w obecności roślinożerców większe bogactwo producentów usunięcie roślinożerców doprowadziło do dominacji bogatego wcześniej zespołu producentów przez jeden gatunek listownicy Alaria marginata obecne obecne Paine 2002

14 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar w obecności drapieżnika większe bogactwo, tak, kiedy: - silna konkurencja między populacjami ofiar - zdolność jednej ofiary do całkowitej dominacji np. wraz ze wzrostem liczby larw komarów zmniejszenie bogactwa zespołu pierwotniaków i wrotków w liściach kapturnicy Addicott 1974

15 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar efekt zależny od produktywności środowiska zarówno w przypadku interakcji rośliny roślinożercy Proulx i Mazumder 1998 ekosystemy: żyzne ubogie

16 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar efekt zależny od produktywności środowiska zooplankton Notonecta undulata jak i w relacjach drapieżnik ofiara zooplankton Asgari i Steiner 2017

17 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar eco-evo dynamika układów silny drapieżca-ofiara konkurent, zależy zarówno od podatny wybiórczości na presję drapieżnika, słaby jak i cech ofiary: jej konkurent, siły konkurencyjnej, chroniony antydrapieżniczej obrony oraz kosztów tej obrony! Kasada i in. 2014

18 I. Wpływ drapieżnictwa na strukturę zespołu ofiar eco-evo dynamika układów drapieżca-ofiara zależy zarówno od wybiórczości drapieżnika, jak i cech ofiary: jej siły konkurencyjnej, antydrapieżniczej obrony oraz kosztów tej obrony!

19 + pasożyt & ewolucja ewolucja odporności gospodarza wrotek wirus zielenica

20 + pasożyt & ewolucja Frickel i in koewolucja wirusa i gospodarza ułatwiła koegzystencję wirusa i drapieżnika drapieżnik spowolnił koewolucję wirusa i gospodarza w złożonym systemie wpływ wirusa na ogólną dynamikę populacji był znikomy, kiedy trzy gatunki współistniały

21

22 II. Kaskady troficzne Littoraria irrorata hoduje workowce na żywej tkance roślin kiedy efekty drapieżnictwa na wyższych poziomach troficznych są przenoszone w dół łańcucha

23 II. Kaskady troficzne trzy poziomy drapieżny pluskwiak Artemia franciscana efektywny filtrator fitoplankton Great Salt Lake Utah Wurtsbaugh 1992

24 II. Kaskady troficzne cztery poziomy w nieobecności ryb większa biomasa mat glonowych, a maty pokryte sinicami Power 1990 Eel River, Kalifornia

25 II. Kaskady troficzne cztery poziomy a przy wszystkożerności drapieżnika działają jak trzy Shag River Nowa Zelandia Flecker i Townsend 1994

26 II. Kontrola top-down a kontrola bottom-up

27 II. Kaskady mokre czy suche? The small size and lack of structural tissues in phytoplankton mean that aquatic primary producers achieve faster growth rates and are more nutritious to heterotrophs than their terrestrial counterparts. Plankton food webs are also strongly sizestructured, while size and trophic position are less strongly correlated in most terrestrial (and many benthic) habitats. The available data indicate that contrasts between aquatic and terrestrial food webs are driven primarily by the growth rate, size and nutritional quality of autotrophs. Differences in food-web architecture (food chain length, the prevalence of omnivory, specialization or anti-predator defences) may arise as a consequence of systematic variation in the character of the producer community.

28 II. Kaskady troficzne między ekosystemami lądowe drapieżniki wpływają na strukturę i funkcjonowanie wodnych sieci troficznych Breviglieri i Romero 2017

29 II. Kaskady troficzne między ekosystemami Knight i in ryby mogą pośrednio ułatwiać rozmnażanie roślin lądowych poprzez kaskadowe efekty troficzne między granicami ekosystemów Liczba wizyt zapylaczy na Hypericum fasciculatum była większa obok stawów z rybami

30 II. Kaskady troficzne Suraci 2016 strach przed drapieżnikiem (tutaj szopa przed psem) wywołuje kaskady troficzne strach jako usługa ekosystemowa

31 II. Kaskady troficzne Suraci 2016 strach przed drapieżnikiem (tutaj szopa przed psem) wywołuje kaskady troficzne strach jako usługa ekosystemowa

32 II. Kaskady troficzne Suraci 2016 strach przed drapieżnikiem (tutaj szopa przed psem) wywołuje kaskady troficzne strach jako usługa ekosystemowa

33 II. Kaskady troficzne Suraci 2016 strach przed drapieżnikiem (tutaj szopa przed psem) wywołuje kaskady troficzne strach jako usługa ekosystemowa

34 III. Biologia konserwatorska

35 Brak drapieżnika Obecny drapieżnik Estes i in Kałan morski ogranicza liczebność jeżowców, które w jego nieobecności spasają do cna łąki wodorostowe Rozgwiazdy zwiększają różnorodność gatunkową w strefie pływów zapobiegając konkurencyjnemu wykluczeniu wśród gatunków małży Bass wielkogęby ogranicza liczebność ryb planktonożernych: uwolniony spod presji zooplankton może kontrolować zakwity glonów

36 III. Biologia konserwatorska Złożoność sieci interakcji utrudnia przewidywanie konsekwencji naszych działań

37 Ehrlich 1981 III. Gatunki kluczowe Sieć symbiotycznych zależności między roślinami a grzybami w lesie w Japonii Hipoteza wypadających nitów (rivet popping)

38 III. Gatunki kluczowe Gatunek kluczowy dla funkcjonowania ekosystemu nie musi być bardzo liczny

39 III. Gatunki kluczowe To nie tylko szczytowe drapieżniki, ale też inżynierowie ekosystemu Tam, gdzie są bobry, zwiększa się różnorodność biologiczna. Zmniejsza się też poziom zanieczyszczeń z rolnictwa, a także ryzyko powodzi w dole rzeki. Sieć połączonych rozlewisk powstałych wskutek budowy przez bobry tam zatrzymuje znaczną ilość materii organicznej i umożliwia rozwój roślin wodnych. Inżynieryjna działalność bobrów prowadzi do regeneracji zdegradowanych strumieni. Bobry są też motorem odnowy lasów łęgowych i mokradeł. Szczególnie w Polsce, gdzie wody brakuje, bobry odgrywają ważną rolę w retencji wody i utrzymaniu wilgotności gleby. To tzw. usługi ekosystemowe, które gdyby je wycenić okazałyby się warte dużo więcej niż wyrządzone szkody.

40 III. Gatunki kluczowe To też te, których liczebność cyklicznie gwałtownie wzrasta, np. kornik

41 III. Gatunki kluczowe Skutki reintrodukcji wilków w Parku Yellowstone temat do opracowania

42

43 III. Drapieżnictwo człowieka Jakie były przyczyny ekstynkcji gatunków megafauny w późnym plejstocenie? Drapieżnictwo człowieka? Czy zmiany klimatu? Barnosky i in. 2004

44 III. Drapieżnictwo człowieka

45

46 III. Drapieżnictwo człowieka

47

48 Lektury Powtórka w pigułce: Krebs C.J. Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. Rozdział 14. Odziaływania między gatunkami: Drapieżnictwo. Wydawnictwo Naukowe PWN 2001, s Weiner J. Życie i ewolucja biosfery. Rozdział Drapieżnictwo. Wydawnictwo Naukowe PWN 2005, s

49 Lektury Rozszerzenie niektórych zagadnień: Begon M., Townsend C.R., Harper J.L. Ecology: From Individuals to Ecosystems. Wiley-Blackwell 2005: Chapter 9. The nature of predation Chapter 10. The population dynamics of predation Chapter The influence of predation on community structure Chapter Indirect effects in food webs