RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY WBNZ 845 (Biogeografia ekologiczna i ewolucyjna) WYKŁAD 12 REGIONY BIOGEOGRAFICZNE
Prawie kosmopolityczne rozmieszczenie nietoperzy z rodziny Vespertilionidae (35 rodzajów, 318 gatunków) Lomolino 10.6
REGIONY BIOGEOGRAFICZNE Wszystkie zasięgi są ograniczone; Wiele zasięgów bardzo silnie ograniczonych (endemizm); Zasięgi wielu endemitów mogą się pokrywać; Powstaje obszar endemiczny.
OBSZARY NAJSILNIEJSZEGO ENDEMIZMU (CENTRA BIORÓŻNORODNOŚCI)
CENTRA ENDEMIZMU ROZMIESZCZENIE ROŚLIN NAGOZALĄŻKOWYCH NA WYSPACH PACYFIKU [pierwsza liczba: liczba rodzajów; druga liczba: liczba rodzajów endemicznych] Hawaje Nowa Kaledonia Cox & Moore 8.6
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
ENDEMITY Autochtoniczne wyewoluowały w danym miejscu Allochtoniczne wynik skokowej dyspersji (rozszerzenia zasięgu) i wymarcia na większości zasięgu = zasięg reliktowy Relikty geograficzne / taksonomiczne
WYODRĘBNIANIE KRAIN BIOGEOGRAFICZNYCH Obszar endemizmu definiuje krainę biogeograficzną: Wiele gatunków endemicznych Wspólna długa historia Izolacja Najprostsza metoda (Sclater, Wallace) porównywanie list faunistycznych/florystycznych
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.
Philip Lutley Sclater (4 November 1829-27 June 1913) Alfred Russel Wallace, OM, FRS (8 January 1823 7 November 1913) wiki
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).
TRADYCYJNY PODZIAŁ SCLATERA I WALLACE A kraina nearktyczna kraina palearktyczna kraina etiopska kraina orientalna kraina neotropikalna Lemuria kraina australijska kraina antarktyczna
PODZIAŁY fito- i zoogeograficzne Ziemi na państwa biotyczne BOTANICZNE ZOOLOGICZNE Kostrowicki
HIERARCHICZNY SYSTEM REGIONALIZACJI BIOTÓW zoologiczne: (państwo) region (kraina) prowincja obszar botaniczne: państwo roślinne obszar fitogeograficzny prowincja f. dział f. okręg f. odcinek f.
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
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.
METODY OBIEKTYWNE UWZGLĘDNIENIE DANYCH ILOŚCIOWYCH ZASTOSOWANIE OBIEKTYWNEJ METODY SZACOWANIA PODOBIEŃSTW
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
Dla zainteresowanych: Program PAST http://folk.uio.no/ohammer/past/
ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) OWADY
ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) ROŚLINY NACZYNIOWE
ANALIZA PODOBIEŃSTWA FAUN WYSP ANTARKTYCZNYCH (dendrogramy; indeks podobieństwa Bray-Curtis) PTAKI MORSKIE
REGIONY I PODREGIONY GEOGRAFICZNE OBSZARU INDO-AUSTRALIJSKIEGO WG RÓŻNYCH TAKSONÓW PTAKI (Analiza ilościowa) Ptaki = Nietoperze Motyle - inne NIETOPERZE MOTYLE LOMOLINO 10.25
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
Lomolino 10.10 PODZIAŁ AMERYKI PN NA PROWINCJE WG ILOŚCIOWYCH DANYCH O ROŚLINACH I ZWIERZĘTACH
PODZIAŁ AMERYKI PN NA PROWINCJE BIOGEOGRAFICZNE WG. FAUNY RYB SŁODKOWODNYCH Podział odtwarza dorzecza wielkich rzek Lomolino 10.13
PROWINCJE BIOGEOGRAFICZNE AUSTRALII Podział na regiony wg. endemizmu Podział na obszary wg. produkcji pierwotnej Lomolino 10.7
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
SYNTEZA
GLOBALNY PODZIAŁ NA PAŃSTWA BIOGEOGRAFICZNE WG ANALIZ EWOLUCYJNO-BIOGEOGRAFICZNYCH Morrone 2002, 2009 Lomolino 10.17 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
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
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.
KRAINA NEARKTYCZNA wiki wiki wiki
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.
KRAINA PALEARKTYCZNA wiki wiki jw jw wiki
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.
KRAINA ETIOPSKA jw wiki jw jw jw jw
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.
KRAINA ORIENTALNA wiki wiki wiki jw wiki wiki wiki wiki
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
KRAINA AUSTRALIJSKA wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki wiki
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.
KRAINA NEOTROPIKALNA jw jw jw jw jw jw jw jw
KRAINA ANTARKTYCZNA wiki wiki
EKOREGIONY: Jednostki biogeograficzne wyodrębnione poprzez nałożenie biomów i krain biogeograficznych Łącznie 867 ekoregionów lądowych Olson et al. 2001
HIERARCHICZNY UKŁAD JEDNOSTEK BIOGEOGRAFICZNYCH ECOZONE [=KRAINA BIOGEOGRAFICZNA] BIOREGION ECOREGION ECOSYSTEM SYSTEM STOSOWANY W ZARZĄDZANIU KRAJOBRAZEM ( BIOREGIONALIZM ), OCHRONIE PRZYRODY ITD. (WWF; EPA, USFS)
EKOREGIONY KONTYNENTALNE
EKOREGIONY OCEANICZNE
LEVEL I ECOREGIONS (EPA)
LEVEL II ECOREGIONS (EPA)
LEVEL III ECOREGIONS (EPA)
EKOREGION KARPACKI (Carpathian ecoregion)
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).
mln lat temu WIELKA AMERYKAŃSKA WYMIANA BIOTYCZNA [The Great American Biotic Interchange] wydarzenia 220-160 Ameryka Pd połączona z Gondwaną i Ameryką Pn. 140-75 Ameryka Pd. oddziela się, biota ewoluują w izolacji 140-75 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
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