RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY WBNZ 845

Transkrypt

1 RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY WBNZ 845 (Biogeografia ekologiczna i ewolucyjna) WYKŁAD 12 REGIONY BIOGEOGRAFICZNE

2 Prawie kosmopolityczne rozmieszczenie nietoperzy z rodziny Vespertilionidae (35 rodzajów, 318 gatunków) Lomolino 10.6

3 REGIONY BIOGEOGRAFICZNE Wszystkie zasięgi są ograniczone; Wiele zasięgów bardzo silnie ograniczonych (endemizm); Zasięgi wielu endemitów mogą się pokrywać; Powstaje obszar endemiczny.

4 OBSZARY NAJSILNIEJSZEGO ENDEMIZMU (CENTRA BIORÓŻNORODNOŚCI)

5 CENTRA ENDEMIZMU ROZMIESZCZENIE ROŚLIN NAGOZALĄŻKOWYCH NA WYSPACH PACYFIKU [pierwsza liczba: liczba rodzajów; druga liczba: liczba rodzajów endemicznych] Hawaje Nowa Kaledonia Cox & Moore 8.6

6 Endemizm ssaków lądowych Kontynent % rodzin endemicznych Australia 91 Ameryka Pd. 47 Afryka 36 Holarktyka 19 Ameryka Pn. 13 K. Orientalna 13 Eurazja 3 Cox & Moore, 11.2

7 ENDEMITY Autochtoniczne wyewoluowały w danym miejscu Allochtoniczne wynik skokowej dyspersji (rozszerzenia zasięgu) i wymarcia na większości zasięgu = zasięg reliktowy Relikty geograficzne / taksonomiczne

8 WYODRĘBNIANIE KRAIN BIOGEOGRAFICZNYCH Obszar endemizmu definiuje krainę biogeograficzną: Wiele gatunków endemicznych Wspólna długa historia Izolacja Najprostsza metoda (Sclater, Wallace) porównywanie list faunistycznych/florystycznych

9 Co to jest CHOROLOGIA? Chorologia badanie rozmieszczenia fauny i flory, zasięgów, oraz przyczyny zróżnicowania rozmieszczenia, lokalnie i na obszarze całej kuli ziemskiej, metodą opisową (ew. kartograficzną). Na podstawie tych badań wyodrębniano regiony zoo- i fitogeograficzne. Termin wymyślił Ernst Haeckel (1866); obecnie zarzucony, poza Polską i niektórymi innymi krajami tej części Europy.

10 Philip Lutley Sclater (4 November June 1913) Alfred Russel Wallace, OM, FRS (8 January November 1913) wiki

11 Podział Sclatera i Wallace a Kraina palearktyczna (cała Europa, północna Afryka po Saharę i północna Azja po Himalaje) Kraina etiopska (Afryka na południe od Sahary, wraz z Madagaskarem) Kraina orientalna (Indie, południowe Chiny i zachodnie wyspy Archipelagu Malajskiego) Kraina nearktyczna (Ameryka Północna po środkowy Meksyk) Kraina australijska (Australia, duże i małe wyspy Oceanu Spokojnego, wyspy malajskie na wschód od Celebes). Kraina neotropikalna (od środkowego Meksyku po Amerykę Południową).

12 TRADYCYJNY PODZIAŁ SCLATERA I WALLACE A kraina nearktyczna kraina palearktyczna kraina etiopska kraina orientalna kraina neotropikalna Lemuria kraina australijska kraina antarktyczna

13 PODZIAŁY fito- i zoogeograficzne Ziemi na państwa biotyczne BOTANICZNE ZOOLOGICZNE Kostrowicki

14 HIERARCHICZNY SYSTEM REGIONALIZACJI BIOTÓW zoologiczne: (państwo) region (kraina) prowincja obszar botaniczne: państwo roślinne obszar fitogeograficzny prowincja f. dział f. okręg f. odcinek f.

15 PODZIAŁ NA PAŃSTWA ROŚLINNE Państwo (Hol)antarktyczne (Holantarctis) obszary Państwo Przylądkowe (Capensis) obszary Państwo Neotropikalne (Neotropis) Państwo Paleotropikalne (Palaeotropis) Podpaństwo Afrykańskie Podpaństwo Madagaskarskie obszary Podpaństwo Indo-Malajskie obszary Podpaństwo Polinezyjskie Podpaństwo Nowokaledońskie obszary Państwo Holarktyczne (Holarctis) Podpaństwo Borealne Podpaństwo Starośródziemnomorskie (Tetydzkie) obszary Podpaństwo Madreańskie obszary Państwo Oceaniczne (Morskie) obszary przybrzeżne obszary pelagiczne

16 PODZIAŁ NA PAŃSTWA I REGIONY ZWIERZĘCE państwo Arktogea region etiopski region orientalny region holarktyczny region antarktyczny (Antarktis) państwo Notogea region australijski państwo Neogea region neotropikalny.

17 METODY OBIEKTYWNE UWZGLĘDNIENIE DANYCH ILOŚCIOWYCH ZASTOSOWANIE OBIEKTYWNEJ METODY SZACOWANIA PODOBIEŃSTW

18 WSPÓŁCZYNNIKI (MIARY) PODOBIEŃSTWA Jaccard C/(N 1 +N 2 -C) Dice (Bray-Curtis; Soerenson) 2C/(N 1 +N 2 ) Kulczyński 2C/(N 1 +N 2-2C) Simpson C/N 1 C liczba taksonów wspólnych dla obu miejsc N 1 liczba taksonów obecnych w miejscu 1 N 2 liczba taksonów obecnych w miejscu 2

19 Dla zainteresowanych: Program PAST

20 ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) OWADY

21 ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) ROŚLINY NACZYNIOWE

22 ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) PTAKI MORSKIE

23 REGIONY I PODREGIONY GEOGRAFICZNE OBSZARU INDO-AUSTRALIJSKIEGO WG RÓŻNYCH TAKSONÓW PTAKI (Analiza ilościowa) Ptaki = Nietoperze Motyle - inne NIETOPERZE MOTYLE LOMOLINO 10.25

24 LINIE BIOGEOGRAFICZNE WALLACE A I NASTĘPCÓW (GRANICA REGIONÓW AUSTRALIJSKIEGO I ORIENTALNEGO) Wallace, Huxley PTAKI Murray, Sclatter SSAKI Weber, Mayr 50%/50% Lydekker BRZEG SZELFU Lomolino 10.14

25 Lomolino PODZIAŁ AMERYKI PN NA PROWINCJE WG ILOŚCIOWYCH DANYCH O ROŚLINACH I ZWIERZĘTACH

26 PODZIAŁ AMERYKI PN NA PROWINCJE BIOGEOGRAFICZNE WG. FAUNY RYB SŁODKOWODNYCH Podział odtwarza dorzecza wielkich rzek Lomolino 10.13

27 PROWINCJE BIOGEOGRAFICZNE AUSTRALII Podział na regiony wg. endemizmu Podział na obszary wg. produkcji pierwotnej Lomolino 10.7

28 HIPOTEZY WYJAŚNIAJĄCE 1. Tektonika płyt DYSJUNKCJĘ 2. Przerwanie zasięgu (wymarcie populacji ze środka zasięgu, pozostają reliktowe) 3. Dyspersja skokowa Ad. 1.Rozpad Gondwany Ad. 2. Wielbłądy, tapiry (pochodzą z Ameryki) Ad. 3. Czapelka modronosa

29 SYNTEZA

30 GLOBALNY PODZIAŁ NA PAŃSTWA BIOGEOGRAFICZNE WG ANALIZ EWOLUCYJNO-BIOGEOGRAFICZNYCH Morrone 2002, 2009 Lomolino Państwo Holarktyczne (=Laurazja) 1. Region Nearktyczny 2. Region Palearktyczny Państwo Holotropikalne (= wsch. Gondwana) 3. Neotropikalny 4. Afrotropikalny 5. Orientalny 6. Australotropikalny Państwo Australijskie (= zach. Gondwana) 7. Andyjski 8. Przylądkowy a. Afroumiarkowany 9. Antarktyczny 10. Nowogwinejski 11. Australoumiarkowany 12. Nowozelandzki

31 Państwa zwierzęce Notogea obejmuje Australię, Nową Gwineę oraz Tasmanię. Notogea jest jednocześnie regionem australijskim Arktogea Obejmuje Amerykę Północną, Europę, Azję, północną Afrykę i Półwysep Arabski powyżej zwrotnika Raka. Arktogea dzieli się na następujące krainy zoogeograficzne: holarktyczna, palearktyczna, nearktyczna, etiopska, orientalna Neogea obejmuje Amerykę Południową, Środkową oraz Antyle i Amerykę Północną (krainy: neotropikalną i nearktyczną) Antarktis obejmuje Antarktydę

32 KRAINA NEARKTYCZNA Ssaki brak rodzin endemicznych (wspólne z Palearktyką) charakterystyczne: antylopa widłoroga, goffery, szczuroskoczki; Ptaki: brak rodzin endemicznych (65 rodzin ptaków, m.in. indyki, tyrany, lasówki, kacyki); Gady 2 rodziny endemiczne; Płazy: 3 rodziny endemiczne; Znaczna część fauny wspólna z Palearktyką Holaktyka.

33 KRAINA NEARKTYCZNA wiki wiki wiki

34 KRAINA PALEARKTYCZNA Ssaki endemiczne: ślepce, skoczki; Ptaki: tylko 1 rodzina endemiczna (płochacze) z 69 rodzin ; wiele migrantów; Gady: brak endemitów, fauna uboga; Płazy: 2 rodziny endemiczne; fauna bogata, dominują ogoniaste.

35 KRAINA PALEARKTYCZNA wiki wiki jw jw wiki

36 KRAINA ETIOPSKA Ssaki endemiczne: Mrównik, góralki, ryjkonosy, tenreki, złotokrety, lemury, hipopotamy, żyrafy; gryzonie: Thryonomidae (szczecińce), kretoszczury, wiewiórolotki, postrzałki. 1 rodzina nietoperzy; Ptaki: 14 rodzin endemicznych, m.in. strusie, warugi, trzewikodzioby, sekretarze, turaki, czepigi, sierpodudki, sępowronki, krępaczki, madagaskarniki, zienokraski, kurole, grodawniki, warugi; Gady: 2 rodziny endemiczne; Płazy: jedna rodzina endemiczna (żaby); brak ogoniastych.

37 KRAINA ETIOPSKA jw wiki jw jw jw jw

38 KRAINA ORIENTALNA Ssaki: 5 rodzin endemicznych: latawce, tupaje, wyraki, gibbony, ryjkonosy (nietoperze); orangutany, nosacze; nosorożce, słoń indyjski, tygrys; bawoły, antylopy; brak koniowatych; Ptaki: 2 rodziny endemiczne turkuśniki, filipińczyki; liczne bażanty (paw), gołębie, dzioborożce, dzięcioły, miodowody, nektarniki, i in.; Gady: 3 rodziny endemiczne gawiale, 2 rodziny węży węże (kobra, pyton), warany; Płazy: brak endemitów, brak ogoniastych.

39 KRAINA ORIENTALNA wiki wiki wiki jw wiki wiki wiki wiki

40 KRAINA AUSTRALIJSKA Ssaki: 14 rodzin endemicznych (razem 20 rodzin) stekowce (dziobak, kolczatka), Torbacze: rodziny endemiczne: niełazy, mrówkożery, krety workowate, jamraje, kangurowate, wombaty; nietoperze wąsonosy; Ptaki: 17 rodzin endemicznych (z 90) - kazuary, emu. kiwi, kagu, zmierzchniki, bargliki, lirogony, gąszczaki, chwostki, buszówki, korołazy, hawajki, koralniki, graliny, srilacze, altanniki i in. liczne papugi, gołębie, zimorodki brak m.in. dzięciołów, bażantów, łuszczaków Gady: endemiczny rząd (Hatteria); endemiczne rodziny jaszczurek, żółwi; krokodyle, agamy, węże; Płazy: endemiczna rodzina Leiopelmatidae

41 KRAINA AUSTRALIJSKA wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki

42 KRAINA NEOTROPIKALNA Ssaki, (pod-)rzędy endemiczne: szczerbaki, małpy szerokonose, gryzonie Caviomorpha endemiczne rodziny gryzoni: koszatniczki, kolczakowate, szynszylowate, nutriowate, marowate, kapibary, pakarany, aguti, paki, 4 endemiczne rodziny nietoperzy (z 7.) torbacze: 2 rodziny endemiczne: zbójniki i dydelfowate; Mało dużych ssaków: lamy, tapiry, jaguar, ocelot; Ptaki: 27 rodzin endemicznych (z 97): nandu, kusaki, skrzydłoszpony, czubacze, hoacyny, gruchacze,... garncarze, tukany,... cukrzyki. B. liczne gatunki garncarzy, tyrannów i in. Gady: liczne; węże dusiciele i jadowite; endemiczne kajmany Płazy: maksymalna różnorodność.

43 KRAINA NEOTROPIKALNA jw jw jw jw jw jw jw jw

44 KRAINA ANTARKTYCZNA wiki wiki

45 EKOREGIONY: Jednostki biogeograficzne wyodrębnione poprzez nałożenie biomów i krain biogeograficznych Łącznie 867 ekoregionów lądowych Olson et al. 2001

46 HIERARCHICZNY UKŁAD JEDNOSTEK BIOGEOGRAFICZNYCH ECOZONE [=KRAINA BIOGEOGRAFICZNA] BIOREGION ECOREGION ECOSYSTEM SYSTEM STOSOWANY W ZARZĄDZANIU KRAJOBRAZEM ( BIOREGIONALIZM ), OCHRONIE PRZYRODY ITD. (WWF; EPA, USFS)

47 EKOREGIONY KONTYNENTALNE

48 EKOREGIONY OCEANICZNE

49 LEVEL I ECOREGIONS (EPA)

50 LEVEL II ECOREGIONS (EPA)

51 LEVEL III ECOREGIONS (EPA)

52 EKOREGION KARPACKI (Carpathian ecoregion)

53 DLACZEGO PODZIAŁ SIĘ UTRZYMUJE? Mimo okresowego otwarcia barier na ogół nie ma homogenizacji biotów; Lokalne biota są dość odporne na inwazję (większość się nie udaje).

54 mln lat temu WIELKA AMERYKAŃSKA WYMIANA BIOTYCZNA [The Great American Biotic Interchange] wydarzenia Ameryka Pd połączona z Gondwaną i Ameryką Pn Ameryka Pd. oddziela się, biota ewoluują w izolacji Stopniowe wykształcenie połączenia z kamienia na kamień z Ameryką Pn. 65 Zderzenie z bolidem, wielkie wymieranie 55-3,5 Archipelagi, w tym wulkaniczne Antyle, tworzą system Z kamienia na kamień 3,5-2,5 Wyłonienie się Przesmyku Panamskiego połączenie (z filtrem) 2-0 Epoka lodowcowa: obniżenie poziomu oceanu, rozwój sawann

55 WIELKA AMERYKAŃSKA WYMIANA BIOTYCZNA [The Great American Biotic Interchange] POCHODZENIE PÓŁNOCNE zatrzymane przepuszczone FILTR ryjówki Perognathus gofery bobry widłorogi bizony króliki myszy lisy niedźwiedzie szopy łasice koty mastodonty konie tapiry pekari wielbłądy jelenie jeżozwierze glyptodonty pancerniki leniwce naziemne oposy naczelne koszatniczki koczakowate nutrie aguti kapibary świnki morskie leniwce mrówkojady zbójnikowate Lomolino przepuszczone POCHODZENIE POŁUDNIOWE zatrzymane

56