Bez względu na powód zmian jest cieplej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Bez względu na powód zmian jest cieplej"

Włodzimierz Cieślik
7 lat temu
Przeglądów:

1 Bez względu na powód zmian jest cieplej Jeden ze skutków zmian klimatu: zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk ekstremalnych -5.5 C C C +5.5 C IPCC,

2 Tempo metabolizmu/ Utrata wody przez parowanie/ temperatura ciała Fale gorąca zabijają bardziej efektywnie niż inne katastrofy naturalne Zwierzęta endotermiczne (homeotermiczne) a temperatura otoczenia Temperatura ciała Tempo metabolizmu TNZ Utrata H 2 O (EWL) Temperatura otoczenia ( C) 2

3 Czy zwierzęta ewoluują w odpowiedzi na zmiany klimatu? zmienność + śmiertelność (lub przeżywalność) = ewolucja? wskutek zmian klimatu Paryż 2003: dobór w akcji? DOBÓR Temperatura dobowa 2003 Śmiertelność 2003 Peru pelikanów; bezpośrednia przyczyna: brak pokarmu 3

4 2002: Ta > 42 C zabiła >3500 nietoperzy w dziewięciu koloniach Pteropus alecto Pteropus poliocephalus 2002: Ta > 42 C zabiła >3500 nietoperzy w dziewięciu koloniach Pteropus alecto Pteropus poliocephalus >10% <1% Młode: 23-49%, samice: 10-15%, samce: <3% 4

5 Kolonie, w który obserwowano masowe śmierci Papużka falista, Melopsittacus undulatus 5

6 Carnarvon Styczeń

7 Styczeń Mechanistyczny model odpowiedzi na zmiany środowiska; bierze po uwagę fizjologię, ekologię, biofizykę, klimat i interakcję pomiędzy tymi czynnikami EWL wzrasta gwałtownie i liniowo w temperaturach otoczenia >temperatura ciała 7

8 Parametry krzywej zależności pomiędzy temperaturą otoczenia a utratą wody przez parowanie Nachylenie = log 10 mb Punkt przecięcia (Ta) = log 10 mb Kolejny element: zmiany temperatury otoczenia w ciągu dnia Zmiany temperatury otoczenia w najgorętszy dzień roku (w latach ) w Yuma, AZ 8

1990-1999) w Yuma, AZ Model dla dwóch lokalizacji: Yuma, AZ, pustynia

9 Kolejny element: zmiany temperatury otoczenia w ciągu dnia 2080, +~5.5 C Zmiany temperatury otoczenia w najgorętszy dzień roku (w latach ) w Yuma, AZ Model dla dwóch lokalizacji: Yuma, AZ, pustynia Sonora Birdsville, AUS, pustynia Simpsona Yuma, AZ Projekcja modelu:

10 Birdsville, Australia Yuma AZ, USA Utrata H 2 O przez parowanie konieczna do utrzymania bilansu cieplnego obecnie i w 2080 roku (wzrost T a o ~ C) Zmiana względem dnia dzisiejszego Tolerancja utraty H 2 O=11% mb Tolerancja utraty H 2 O=22% mb Zmiana względem dnia dzisiejszego Czasowa granica tolerancji gorąca McKechnie A E, Wolf B O Biol. Lett. 2010;6: by The Royal Society Small birds at Yuma AZ, USA, will be exposed to survival times less than 6 h much more frequently during mid-summer in the 2080s (black shade) compared with the 1990s (grey shade) by The Royal Society McKechnie A E, Wolf B O Biol. Lett. 2010;6:

11 Czy zwierzęta ewoluują w odpowiedzi na zmiany klimatu? zmienność + śmiertelność (lub przeżywalność) = ewolucja? wskutek zmian klimatu DOBÓR TREE, 2011 Efekt działania doboru naturalnego na cechy związane z gospodarką energetyczną => zmiana masy ciała 11

12 Co na to dane empiryczne? Modraszka Bogatka Kapturka kos W Kalifornii: Wzrost masy ciała w odpowiedzi na wzrastającą zmienność pogody? 12

TREE, 2011 Efekt działania doboru naturalnego na cechy związane z gospodarką energetyczną => zmiana masy ciała Ale: dobór jest skuteczny tylko gdy działa odpowiednio szybko w odpowiedzi na zmianę

13 TREE, 2011 Efekt działania doboru naturalnego na cechy związane z gospodarką energetyczną => zmiana masy ciała Ale: dobór jest skuteczny tylko gdy działa odpowiednio szybko w odpowiedzi na zmianę środowiska dobre dla zwierząt o krótkim cyklu życiowym i względnie szybkiej historii życiowej dla ptaków i ssaków - nie najlepsze rozwiązanie Możliwe rozwiązanie: elastyczność fenotypowa Pigliucci,

Tempo metabolizmu/ Utrata wody przez parowanie/ temperatura ciała 2013-01-21 Zwierzęta endotermiczne

1956 Dawson i Schmidt-Nielsen 1966 Tempo metabolizmu i utrata wody a temperatura otoczenia Powody zmienności:

14 Tempo metabolizmu/ Utrata wody przez parowanie/ temperatura ciała Zwierzęta endotermiczne (homeotermiczne) a temperatura otoczenia Temperatura otoczenia ( C) Scholander et al Dawson i Schmidt-Nielsen 1966 Tempo metabolizmu i utrata wody a temperatura otoczenia Powody zmienności: -Zmienność genetyczna (osobniki/populacje) -Zmienność fenotypowa: -masa ciała -osobowość (personality) -historia aklimacji - elastyczność fenotypowa 14

Elastyczność fenotypowa tempa metabolizmu i utraty H 2 O Skowron pustynny, Alaemon alaudipes Gołębiak białoskrzydły, Zenaida asiatica Tieleman i Williams 2000

15 Elastyczność fenotypowa tempa metabolizmu i utraty H 2 O Skowron pustynny, Alaemon alaudipes Gołębiak białoskrzydły, Zenaida asiatica Tieleman i Williams 2000 McKechnie i Wolf 2004 Plastyczność rozwojowa i elastyczność fenotypowa EWL u gryzoni pustynnych Czy zmiany fenotypowe są na tyle szybkie by zapewnić utrzymanie dostosowania? 15

16 Plastyczność rozwojowa i elastyczność fenotypowa EWL u gryzoni pustynnych Czy zmiany fenotypowe są na tyle szybkie by zapewnić utrzymanie dostosowania? Koncepcja modelu niszy ekologicznej: funkcja określająca dostosowanie genotypu w ciągłym spektrum zmiennych środowiskowych Model zakłada niezmienną powierzchnię po krzywą niszy. Angilletta M J, Sears M W Integr. Comp. Biol. 2011;51: The Author Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology. All rights reserved. For permissions please journals.permissions@oup.com. 16

17 Który fenotyp będzie miał większe dostosowanie? Specjalista temperaturowy, czy generalista? Generalista toleruje niskie temperatury Generalista toleruje niskie i wysokie temperatury 17

18 Δ cechy potomstwa Wartość cechy (T b, MR, EWL) Specjaliści i generaliści, albo sztywni i elastyczni Kto ma wyższe dostosowanie w obliczu zmian klimatu? W kategoriach elastyczności Specjalista Δ cechy Generalista Δ cechy Angilletta et al Środowisko (ΔT) Jeśli elastyczność fenotypowa energetyki jest korzystna, to czy jest odziedziczalna, czy podlega doborowi??? Δ cechy rodziców 18

Podobne dokumenty

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych Ekologia wyk. 1 wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych Ochrona środowiska Ekologia jako dziedzina nauki jest nauką o zależnościach decydujących