Ekologia ogólna. wykład 9 metapopulacje, różnorodność, ochrona

Podobne dokumenty
Ekologia molekularna. wykład 9

Dynamika wielu populacji

The influence of habitat isolation on space use and genetic structure of stone marten Martes foina population

Czy uczymy, że sarna nie jest żoną jelenia?

Rozkład materiału z biologii do klasy III.

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ Teoria niszy, teoria neutralna

Spis treści. 2. Życie biosfery Biogeneza i historia biosfery Przedmowa Wstęp... 15

Narodowa Fundacja Ochrony Środowiska ul. Erazma Ciołka 13, Warszawa (

EKOLOGIA. Biogeografia wysp MacArthur i inni. Robert H. MacArthur ( ) Wyspy miejsce szczególne

EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884. Wykład 9 Różnorodność biologiczna w skali globalnej

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY

Badania genetyczne nad populacją jelenia w północno-wschodniej Polsce

Ekologia molekularna. wykład 4

Ochrona przyrody. Test podsumowujący rozdział III. Wersja A

Sterowanie populacją i eksploatacja populacji Wykład 6 (właściwie 6 i 7 dwa wykłady naraz) /

EKOLOGIA J = Ekologia zespołów. Struktura zespołów. Bogactwo i jednorodność gatunkowa

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ Teoria niszy, teoria neutralna

Ekosystemy do usług!

Bioróżnorodność gwarancją rozwoju i przeżycia dla przyszłych pokoleń

10 przyrodniczych cudów świata

EKOLOGIA. Ekologia zespołów. Struktura zespołów. Bogactwo i jednorodność gatunkowa

EKOLOGIA. Biogeografia wysp MacArthur i inni. Robert H. MacArthur ( ) Wyspy miejsce szczególne

Księgarnia PWN: Joanna R. Freeland - Ekologia molekularna

Projekt Ochrona ostoi karpackiej fauny puszczańskiej korytarze migracyjne

określa, czym się zajmują ekologia, ochrona środowiska i ochrona przyrody określa niszę ekologiczną wybranych gatunków

Ograniczenia środowiskowe nie budzą wielu kontrowersji, co nie znaczy że rozumiemy do końca proces powstawania adaptacji fizjologicznych.

Ekotoksykologia 12/9/2016. Procesy losowe w populacjach a skutki działania substancji toksycznych

RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY WBNZ 845

EKOLOGIA. Bioróżnorodność = różnorodność biotyczna. Struktura zespołów. Ekologia zespołów

Interakcje. Konkurencja a zespół organizmów

Puszcza Białowieska: ptaki, skarby i mity. Przemysław Chylarecki Muzeum i Instytut Zoologii PAN

Europejskie i polskie prawo ochrony

Ekologia i ochrona środowiska Wykład II

Konferencja pn. Natura 2000 naszą szansą

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 lutego 2010 r. w sprawie sporządzania projektu planu zadań ochronnych dla obszaru Natura 2000

Wpływ zabiegów hodowlanych i ochronnych na bioróżnorodność w ekosystemach leśnych na obszarach chronionych i gospodarczych

ŻUBR W BIESZCZADACH JAKO PRZYKŁAD UDANEJ RESTYTUCJI

W 30 lat od Raportu Komisji Brundtland Konwencja o Różnorodności Biologicznej

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 3 Biologia I MGR

Bliskie Spotkanie z Biologią. Genetyka populacji

Ekologiczne skutki fragmentacji środowiska

Polityka Regionalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska wobec inwestycji infrastrukturalnych

ZAŁACZNIK NR 2 Lista źródeł możliwych do pozyskania informacji z zakresu różnorodności biologicznej, przy opracowywaniu KIP i ROS

Wymieranie gatunków ZAKRES TREŚCI: Zajęcia terenowe: Zajęcia w klasie: Liceum IV etap edukacyjny zakres rozszerzony:

życia na Ziemi dr Joanna Piątkowska

Znaczenie zadrzewień śródpolnych dla ochrony różnorodności biologicznej krajobrazu rolniczego. Krzysztof Kujawa

Co to jest wyspa? W sensie geograficznym: część lądu otoczona ze wszystkich stron wodą

Best for Biodiversity

Las jako zjawisko geograficzne. (Biomy leśne)

Różnorodność biologiczna w skali globalnej

Środowiska naturalne i organizmy na Ziemi. Dr Joanna Piątkowska-Małecka

RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY WBNZ 845

Zagrożenia dla korytarzy ekologicznych w Polsce

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 lutego 2010 r. w sprawie sporządzania projektu planu zadań ochronnych dla obszaru Natura 2000

Mitochondrialna Ewa;

WYMAGANIA EDUKACYJNE BIOLOGIA LICEUM KLASA 1 (POZIOM PODSTAWOWY)

Podstawy genetyki populacji. Populacje o skończonej liczebności. Dryf. Modele wielogenowe.

ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU

Wymagania edukacyjne Biologia, klasa 1, zakres podstawowy

Drewno i tzw. martwe drewno konflikt interesów

Konkurencja. wykład 4 Konkurencja a zespół organizmów

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Wymagania edukacyjne z biologii dla klas pierwszych

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII dla klas I Technikum ZAKRES WYMAGAŃ NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE UCZEŃ

21. Jakie znamy choroby aparatu ruchu, jak z nimi walczyć i zapobiegać?

Przedmiot: Biologia (klasa ósma)

Działania NFOŚiGW dla ochrony bioróżnorodności na przykładzie wybranych projektów z zakresu ochrony przyrody

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII KLASA 8 DOBRY. DZIAŁ 1. Genetyka (10 godzin)

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Gmina: Gołańcz (m. Morakowo), Wągrowiec (m. Wągrowiec) Celem inwestycji jest przebudowa drogi wojewódzkiej nr 241 na odcinku Morakowo - Wągrowiec

I. Genetyka. Dział programu Lp. Temat konieczny podstawowy rozszerzający

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

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie.

FINANSOWANIE ZE ŚRODKÓW UNIJNYCH ZWALCZANIE GATUNKÓW INWAZYJNYCH. 14 października 2015 r.

Biogeografia SYLABUS A. Informacje ogólne

Czytanie pobocza Z: Forman et al. 2003

Historia Utworzony został w 1960 r. Wtedy zajmował obszar 4844 ha. Przez włączenie w 1996 r. do obszaru parku wód morskich i wód Zalewu

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII DLA KLASY 8 SZKOŁY PODSTAWOWEJ

BIOLOGIA EGZAMIN KLASYFIKACYJNY 2015/16. KLASA III Gimnazjum. Imię:... Nazwisko:... Data:...

NATURA 2000 Opracowanie: Agnieszka Daca

Gmina: Chocz (n. Chocz, Olesiec Nowy, Olesiec Stary) Celem inwestycji jest budowa obwodnicy miasta Chocz w ciągu drogi wojewódzkiej nr 442

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT DRYF GENETYCZNY EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI PRZYROST INBREDU

NaCoBeZu klasa 8 Dział Temat nacobezu programu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? 2. Nośnik informacji genetycznej DNA 3. Podziały komórkowe

Poziom wymagań. ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra ocena celująca. I. Genetyka

Wymagania edukacyjne dla klas 8

Zespół Szkół Nr3 im. Władysława Grabskiego w Kutnie

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8

Gmina: Margonin (m. Margonin), Gołańcz ( m. Gołańcz)

Przedmioty podstawowe. Przedmioty kierunkowe. Przedmioty specjalnościowe - Analityka i toksykologia środowiska

Biologia klasa VIII. Wymagania do działów na poszczególne oceny

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej

Gmina Sompolno (Sompolinek, Ośno Górne, Ośno Dolne) Celem inwestycji jest rozbudowa drogi wojewódzkiej nr 269 na odcinku Sompolinek - Lubotyń

WYMAGANIA EDUKACYJNE. dla klasy VIII. Karolina Kielian

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Poziom wymagań. ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra ocena celująca

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Transkrypt:

Ekologia ogólna wykład 9 metapopulacje, różnorodność, ochrona

Zasady zaliczania: Obowiązkowi : piszą egzamin obecność na wykładzie nie ma znaczenia OGUN / do wyboru za max. 2 nieobecności gwarantowane 3 w innych przypadkach egzamin (wersja ułatwiona)

Metapopulacja Metapopulacja to populacja populacji, które lokalnie zanikają i są odbudowywane na drodze rekolonizacji (Levins) wykład 9/3

Metapopulacja Dynamika metapopulacji Równowaga: odsetek zamieszkanych płatów nie zmienia się N - liczba płatów zasiedlony T - liczba płatów nadających się do zasiedlenia p - odsetek płatów zasiedlonych m - tempo rekolonizacji e - tempo wymierania m e wykład 9/4

Metapopulacja Procesy na poziomie populacji lokalnych Na poziomie metapopulacji Związane z wielkością płata: struktura i dynamika populacji lokalnych migracyjność prawdopodobieństwo wymarcia Przemieszczanie się organizmów: bariery korytarze ekologiczne, łączność płatów filtrowanie osobników Na poziomie genetycznym: wsobność dryf genetyczny efekt szyjki od butelki (bottleneck) Na poziomie genetycznym: rola migracji efekt założyciela wykład 9/5

MVP (minimal viable population) Liczebność, przy której prawdopodobieństwo przetrwania w określonym czasie jest rozsądnie duże. np. 95% prawdopodobieństwo utrzymania się populacji przez 100 lat owca kanadyjska wykład 9/6

MVP (minimal viable population) Przyczyny wymierania (zaniku) populacji: przypadkowość demograficzna przypadkowość genetyczna przypadkowość środowiskowa katastrofy naturalne Nieuchronny zanik (Schaffer, 1981) nie jest spowodowany czynnikami losowymi związany z zanikiem kluczowego zasobu (np. wycinka lasu) wykład 9/7

Fragmentacja siedlisk Fragmentacja siedlisk dotyczy: zmniejszenia powierzchni siedlisk podziału siedlisk na mniejsze płaty wzrostu długości krawędzi płatów wzrostu izolacji płatów od siebie spadku średniej wielkości płata wykład 9/8

Typy rozmieszczenia płatów płaty rozproszone płaty tworzą wyspy płaty skumulowane gatunki o dużym areale mogą traktować płaty jako heterogeniczne środowisko w dużych płatach żyje wiele osobników tworząc subpopulacje im większe odległości między płatami, tym trudniejsza (re)kolonizacja wykład 9/9

Fragmentacja siedlisk Wielkość płata ma znaczenie: im mniejszy, tym większe ryzyko zaniku populacji im mniejszy, tym mniej gatunków zmieści Lokalne zgrupowania gatunków Gatunek D pierwszy zaniknie w wyniku zmniejszenia płata A A A B B A C D B C wykład 9/10

Fragmentacja siedlisk Istotna dla ochrony gatunków Izolacja płatów zanikanie lokalnych populacji nie jest równoważone przez migracje puszczyk plamisty ciągły las las pofragmentowany Występowanie puszczyka w różnych typach lasu (Carey et al. 1992) wykład 9/11

Przykład: susły S.s. g u tta tu s suseł perełkowany S. s. s u s lic u s region zachodni S.s. b o r is t h e n ic u s S.s. v o lh y n e n s is S.s. o g n ie v i region wschodni Biedrzycka, 2006 wykład 9/12

Przykład: susły region zachodni region wschodni liczba haplotypów 6 14 liczba miejsc segregujących 9 27 różnorodność haplotypów 0,658 0,938 wykład 9/13

Izolacja przez dystans Im większa odległość, tym większe zróżnicowanie między lokalnymi popuacjami Wystarczy 1 migrant na pokolenie by populacje nie różnicowały się pod wpływem dryfu. heterozygotyczność w subpopulacjach Fst = Nm liczba migrantów na pokolenie heterozygotyczność w całej populacji wykład 9/14

Korytarze migracyjne txt. wykład 9/15

Bariery migracyjne skumulowany % osobników powracających txt. wracające z lasu wracające zza drogi 50% 12 24 36 46 60 72 84 96 108 godz. wykład 9/16

Teoria biogeografii wysp Liczba gatunków ptaków 40 Anacapa 1917 35 1968 liczba gatunków 30 San Nicolas 25 Santa Catalina 20 15 Los Coronados 10 5 Na lądzie 68 gatunków 0 Los Coronados 12 San Nicolas Santa Catalina Zmiana liczba gatunków 10 Anacapa ubyło przybyło 8 6 4 2 0 Los Coronados San Nicolas Santa Catalina Anacapa wykład 9/17

Teoria biogeografii wysp Imigracja Ekstynkcja Tempo procesu wyspy duże wyspy małe blisko lądu daleko lądu E1 E 2 E3 E4 Liczba gatunków Tempo kolonizacji jest odwrotnie proporcjonalne do liczby gatunków już obecnych (pula gatunków kolonizujących jest skończona) Im więcej gatunków jest na wyspie, tym więcej może wymrzeć Przy pewnym stosunku liczebności te dwa procesy się równoważą wykład 9/18

Teoria biogeografii wysp: SLOSS SLOS Single Large or Several Small Single large Więcej gatunków Zachowanie większej naturalności siedlisk (mniejszy udział stref granicznych, mniejsze przekształcenia) Zachowanie naturalnych związków między gatunkami Several small Więcej gatunków (różne płaty, różny rozdział gatunków w przestrzeni) Mniej groźne rozprzestrzenianie chorób, pasożytów, klęsk żywiołowych (np. pożary) Możliwa ochrona gatunków o specyficznym statusie wykład 9/19

Różnorodność gatunkowa Miary różnorodności (Whittaker) alfa (α) - różnorodność w skali lokalnej, w obrębie jednego środowiska, wyrażona liczbą gatunków beta (β) - zróżnicowanie środowisk w większym obszarze określa, ile razy wzrośnie liczba gatunków po uwzględnieniu różnorodności wszystkich środowisk gamma (γ) - suma wszystkich gatunków, γ = α x β St. Kitts Trynidad liczba gatunków (γ) liczba środowisk gatunki / środowisko (α) zróżnicowanie środowisk (β) 108 9 28.2 3.8 20 9 11.9 1.7 wykład 9/20

Różnorodność a stabilność Hipoteza: proste układy (laboratoryjne, teoretyczne) są niestabilne w złożonych ekosystemach (np.. lasy równikowe) brak fluktuacji, duże fluktuacje w ubogich (np. tundra) nie potwierdzono Hipotezy alternatywne hipoteza wypadających nitów (Ehrlich & Ehrlich) gatunki zwornikowe hipoteza redundancji w obrębie grupy funkcjonalnej nie ma znaczenia, który gatunek wchodzi w jej skład wykład 9/21

Gatunki zwornikowe (keystone species) gatunek dominujący Wpływ gatunku zwornikowego na ekosystem jest nieproporcjonalnie duży w stosunku do jego liczebności biomasa kopytnych gatunek zwornikowy średnia temperatura wykład 9/22

Globalna skala różnorodności Różnorodność biologiczna jest to zmienność wszystkich form życia, gdziekolwiek ono występuje, włączywszy m.in. ekosystemy lądowe, morskie i słodkowodne, oraz układy ekologiczne, których są częścią; pojęcie to obejmuje zmienność wewnątrzgatunkową, międzygatunkową i różnorodność ekosystemów Art. 2 Konwencji o Bioróżnorodności ONZ (Rio de Janeiro, 1992) Obrostka murówka kleszcz Ixodes Yersinia pestis wykład 9/23

Ile jest gatunków? Census of Marine Zooplankton, http://www.cmarz.org/

Ile jest gatunków? saola wietnamska Pseudoryx nghetinhensis (1992) rokselana białobroda Rhinopithecus strykeri (2010) Szacunki: od 10 mln do 3 trylionów gatunków. wykład 9/25

Ile jest gatunków? Chapman (2005, 2009): kompilacja istniejących spisów gatunków + szacowanie liczby nieopisanych. Razem 11-12 mln 6 755 830 2 000 000 1 800 000 znanych 1 600 000 1 500 000 1 359 365 1 400 000 liczba gatunków szacowanych 1 200 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 800 000 600 000 200 000 400 000 390 800 310 129 400 000 98 998 64 78885 000 28 871 0 strunowce bezkręgowce rośliny grzyby i porosty pierwotniaki 7 643 Prokaryota 2 664 Cyanophyta 2 085 wirusy wykład 9/26

Jak to policzyć? Terry Erwin (1982): 30 mln gatunków stawonogów 1200 163 gatunków chrząszczy na 19 osobnikach drzewa Luehea seemannii (Panama) endemity (specyficzność chrząszczy wobec drzew wynosi 13.5%) 50 000 8 150 000 gatunków drzew tropikalnych 20 mln stawonogów w koronach drzew (chrząszcze to 40% stawonogów) 30 mln stawonogów w koronach i na dnie lasu gatunków chrząszczy na tych drzewach wykład 9/27

Globalna skala różnorodności Wzorce geograficzne więcej gatunków blisko równika, mniej na biegunach więcej gatunków na lądzie niż w morzu mniej gatunków wyżej n.p.m. Gatunki ssaków w Ameryce Północnej liczba gatunków Gatunki ssaków w Ameryce Środkowej i Południowej 10 90 szerokość geograficzna

Globalna skala różnorodności warunki fizyczne wyjaśniają zmienność w 91-97% liczba gatunków Możliwe mechanizmy (Currie 1991): klimat i jego zmienność zróżnicowanie siedlisk historia kolonizacji ilość zasobów konkurencja, drapieżnictwo zaburzenia ewapotranspiracja potencjalnie dostępna energia dla produkcji pierwotnej wykład 9/29

Globalna skala różnorodności Reguła Rapaporta Zasięg gatunku jest tym większy, im dalej jego centrum leży od równika. drzewa ryby płazy i gady wykład 9/30

Globalna skala różnorodności Reguła Rapaporta Zasięg gatunku jest tym większy, im dalej jego centrum leży od równika. Wyjaśnienie dalej od równika warunki mniej korzystne i bardziej zmienne (np. pory roku) przeżycie w takich warunkach wymaga szerszych przystosowań fizjologicznych w strefie równikowej izolacja geograficzna jest szczelniejsza (trudniejsza do pokonania) wykład 9/31

Wymierania % wymarłych gatunków Wymarło >99.9% gatunków, które kiedykolwiek żyły. Średnio gatunek trwa 10 mln lat mln lat temu wykład 9/32

Wymierania i człowiek

Wymierania i człowiek Patagonia 12 300 lat temu - wzrost temp. o 2 C przez 1000 lat dodatkowo działalność człowieka spowodowała wymierania Karaiby Po przybyciu człowieka 6000 lat temu wyginęło wiele gatunków np. leniwiec olbrzymi Nowa Zelandia Polinezyjczycy wytępili 4 gatunki moa.

Gatunki zagrożone Kategorie wg Czerwonej Księgi: EX wymarłe EW wymarłe na wolności CR krytycznie zagrożone EN zagrożone VU narażone NT bliskie narażenia LC mniejszej troski wykład 9/35

Gatunki zagrożone Zagrożone gatunki ssaków 2 500 35 000 zagrożonych 30 000 opisanych 2 000 25 000 liczba gatunków liczba gatunków 40 000 20 000 15 000 10 000 VU EN CR EW EX 1 500 1 000 500 5 000 0 Ssaki Ptaki Gady Płazy Ryby 0 Ssaki Ptaki Gady Płazy Ryby wykład 9/36

Parasole, statki... gatunki osłonowe (umbrella species) Poprzez ich ochronę chroni się także liczne mniej medialne gatunki zamieszkujące ten sam ekosystem. gatunki flagowe (flagship species) Ich ochrona zwraca uwagę na problem ochrony innych gatunków, medialne. modraszek telejus i łąki trzęślicowe wykład 9/37

Co powinniśmy chronić? Konieczna jest ochrona na wszystkich poziomach! ekosystemy gatunki geny populacje wyróżniane przez IUCN prawdopodobnie najważniejsze dla przetrwania gatunku nosorożce: chronione w zoo i małych rezerwatach brak odpowiednich środowisk w naturze (kłusownictwo) wykład 9/38

Genetyka i gatunki... Afrykańskie słonie z sawann są dalej spokrewnione ze słoniami leśnymi niż ze słoniami indyjskimi. wykład 9/39

Evolutionary significant unit (ESU) Grupa organizmów (np. populacja) wyróżniająca się od innych pod względem genetycznym i ekologicznym. Kryteria wyróżniania izolacja geograficzna (obecnie) zróżnicowanie genetyczne w loci neutralnych od innych, podobnych ESU obecność cech fenotypowych spowodowanych lokalnym działaniem doboru wykład 9/40

Gatunki inwazyjne hiacynt wodny barszcz Sosnowskiego lates ( okoń ) nilowy wykład 9/41

Gatunki inwazyjne norka amerykańska Wpływ norki na mazurskie ptaki wodne spadek liczebności łyski unikanie brzegów zalesionych zmiana behawioru perkoza (gniazdowanie w grupach) wykład 9/42