Konkurencja. wykład 5 Konsekwencje ekologiczne i ewolucyjne konkurencji

Transkrypt

1 Konkurencja wykład 5 Konsekwencje ekologiczne i ewolucyjne konkurencji

2 Efekty konkurencji ekologiczne: jeden gatunek wypierany z danego siedliska przez drugi można zaobserwować spadek dostosowania (niższa płodność, przeżywalność itp.) ewolucyjne: konkurujące gatunki różnią się bardziej, niż różniłyby się w przypadku braku konkurencji ch Du onej i cj ni Mi uren nk Ko wykład 5/2

3 Konkurencja a poziomy troficzne piramida troficzna mięsożercy roślinożercy piramida biomasy lis wydra łasica ryby drap. gryzonie ryby, owady trawy fitoplankton rośliny (producenci) Metaanaliza (Gurevitch i in., Am. Nat. 1992) 137 artykułów z 10 lat w nich 697 porównań konkurencji między gatunkami ograniczono się do wyników, gdzie pokazano wpływ na biomasę wykład 5/3

4 Meta-analiza Ogólnie konkurencja miała duży wpływ na biomasę konkurentów, przy czym stwierdzono ogromne rozbieżności między pracami. Efekt oddziaływań konkurencyjnych miał różne nasilenie w poszczególnych grupach troficznych. brak zgodności z teorią na skutki oddziaływań najbardziej narażeni filtratorzy i roślinożercy wykład 5/4

5 Meta-analiza Czas trwania badań wpływa na wynik. Krótkoterminowe badania odznaczały się większą zmiennością. Im mniejsza próba, tym większa zmienność wyników efekt lejka wykład 5/5

6 Meta-analiza Wpływ konkurencji na producentów: w większości wypadków niezbyt silna silniejszy efekt w środowiskach o niskiej produktywności pojedyncze prace pokazują silny efekt konkurencji wykład 4/6

7 Meta-analiza Wpływ konkurencji na konsumentów mało badań drapieżników, duża zmienność ogromna zmienność wśród roślinożerców każda grupa inaczej reaguje na konkurencję trzeba każdy takson rozpatrywać oddzielnie wykład 4/7

8 Eksperyment laboratoryjny gatunek trzymany oddzielnie albo w obecności konkurenta obserwacja zmian przeżywalności, płodności itd. zalety kontrola wszystkich czynników (pożywienie, liczebność początkowa itd..) możliwe powtórzenia łatwa interpretacja można prowadzić przez wiele pokoleń wady warunki środowiska inne niż w naturze homogenne, uproszczone środowisko można przeoczyć efekty z natury (np. skutki heterogenności) wykład 5/8

9 Eksperyment w terenie eksperymentalna zmiana liczebności jednego lub obydwu konkurentów mierzony wpływ na przeżywalność, zagęszczenie lub/i płodność zalety badanie w warunkach naturalnych (także tych niemierzonych) wady możliwe do przeprowadzenia tylko na pewnych grupach organizmów (osiadłe) trudne do prowadzenia przez wiele pokoleń względy etyczne wykład 5/9

10 Klasyczny układ eksperymentalny liczebność gat 1 liczebność gat 2 jest 8 jest brak brak Statystyka układ 2x2 test chi2 powtórzenia (replikacje) ANOVA (i inne, np. GLM) wykład 5/10

11 Manipulacja zagęszczeniami konkurentów gatunek 1 Model substytutywny 1. Zachowujemy stałe sumaryczne zagęszczenie (obu gatunków) 2. Tworzymy mieszanki nasion w różnych proporcjach gatunek 2 3. Wysiewamy i czekamy na efekt. Określamy biomasę 4. Można powtórzyć z innym sumarycznym zagęszczeniem. azot z gleby azot z bakterii Panicium maximum Glycine javanica wykład 5/11

12 Seria wymiennego udziału proporcja konkurentów Wit et al wykład 5/12

13 Manipulacja zagęszczeniami konkurentów model addytywny gatunek 1 gatunek 2 dodaje się do różnych zagęszczeń gatunku 1 całkowite zagęszczenie różne na różnych poletkach gatunek 2 wykład 5/13

14 Model addytywny Plon bawełny w obecności dwóch gatunków chwastów wykład 5/14

15 gatunek 1 Manipulacja zagęszczeniami konkurentów gatunek 2 Metoda powierzchni odpowiedzi dwa gatunki wysiewane osobno oraz w różnych proporcjach różne zagęszczenia sumaryczne przekształcenie modelu Lotki-Volterry pozwala wyliczyć ( dofitować ) śmiertelność i płodność dn 1 N 1 α N2 =r 1 N 1 (1 ) dt K 1 K1 r=b d wykład 5/15

16 Metoda powierzchni odpowiedzi Na podstawie danych z jednego pokolenia i modelu można wyliczyć parametry wzrostu populacji pozwalające prognozować wynik konkurencji tymotka Phleum arenarium wulpia Vulpia fasciculata

17 Eksperymenty w naturze zalety naturalne środowisko nie trzeba manipulacji świetliste lasy niskopienne zarośla nadmorskie Nowa Gwinea wady brak prawdziwego eksperymentu i kontroli (wiele różnic naraz) interpretacja zawsze wywołuje ducha minionej konkurencji Bagabag Nowa Brytania, Tolokiwa, Karkar Espiritu Santo wykład 5/17

18 Eksperymenty w naturze Zwykle pokazują: rozszerzenie niszy, kiedy brakuje konkurenta ( uwolnienie konkurencyjne) różnice w niszy realizowanej w populacjach występujących sympatrycznie i allopatrycznie z konkurentami ( konkurencyjne rozszczepienie cech) wykład 5/18

19 Eksperyment w naturze: mangusty < mangusta mała Herpestes javanicus H. edwardsii H. smithii Tu mangusty małe mają większe kły w obecności większych drapieżników presja na zmniejszanie kłów i wybieranie mniejszych ofiar Simberloff i in 2000 wykład 5/19

20 Mangusty F M zmienność na wyspach zgodna z teorią konkurencyjnego uwolnienia Simberloff et al., 2000 wykład 5/20

21 Eksperyment w naturze: Cierniki ciernik Gasterosteus aculeatus forma limnetyczna żywi się planktonem żyje w toni ma dłuższe skrzela forma bentoniczna żywi się pokarmem z osadu lub roślinami ma krótkie skrzela forma bentoniczna forma limnetyczna Schluter, Science 1994 wykład 5/21

22 Cierniki Badania genetyczne potwierdzają radiację adaptacyjną w poszczególnych jeziorach i w estuariach jezioro, 1 forma jezioro, 2 formy estuarium (źródło) Taylor and McPhil 1999 bentoniczna limnetyczna

23 Inne cierniki Jeśli rozszczepienie nastąpiło w wyniku konkurencji, to im jest większe, tym konkurencja powinna być słabsza. Culea inconstans w obecności konkurenta (Pungitius pungitius) krotsze skrzela dłuższe szczęki bardziej pękate Gray and Robinson, Ecol Lett 2002 wykład 5/23

24 Ślimaki Saloniemi et al wykład 5/24

25 Przesunięcie niszy Przesunięcie niszy pokarmowej: pojawienie się konkurenta inwazja norki amerykańskiej Sidorovich et al wykład 4/25

26 Eksperymentowanie z eksperymentami txt koniczyna biała 48 lub 40% życica trwała 96 lub 4% wykład 5/26