prezentace

Ekologie populací …letem – světem… Monika Mazalová, KEŽP Ekologie = vědní obor! 1869 – Ernst Haeckel: „Vzájemné působení mezi organismy a jejich prostředím (řecky „oikos“=domov), organismy ve „svém“ prostředí
1972 – J. R. Krebs: „Vědecké studium interakcí, které ovlivňují výskyt a hojnost organismů v prostoru a v čase“. (interakce-popisují právě vztah mezi org. a prostředím)
Dnes je kladen důraz na evoluci! Studium vzniku adaptivních mechanismů Co je tedy to „prostředí“ z definice? Podmínky prostředí
Zdroje
„Enemies“ Souhrn všech faktorů, zdrojů a jevů vně organismu, které na tento organismus působí a nějak ho ovlivňují.
A co předmět studia ekologie, ten vágní pojem „organismus“? A. molekulární (DNA): biochemie, molekulární biologie
B. buněčná (jádro, organely, apod.): cytologie, genetika
C. orgánová (pletiva, orgány): anatomie, morfologie, fyziologie, ekofyziologie
D. organismální (individua, formy): vývojová biologie, systematika, autekologie
E. populační (populace, kohorty): genetika, populační ekologie
F. biocenotická (společenstva): ekologie společenstev, biocenologie
G. ekosystémová (ekosystémy, biomy): ekologie ekosystémů
H. geosystémová (krajina, biosféra): krajinná ekologie (?), biogeografie Živé soustavy kolem nás – hierarchie (molekuly, organely, buňky,organismy,populace, společenstva….biosféra)
Ekologie – studium interakce organismů a prostředí (jedinec – populace – společenstvo)
Každá úroveň má své specifické vlastnosti a problémy
– populace/hustota
- společenstvo/druhová diverzita
Populace – důležitá úroveň, zde se rozhoduje o směru evoluce druhu
Co je to populace???
Populace: soubor všech jedinců stejného druhu, kteří ve stejném čase existují na stejném místě a navzájem si vyměňují genetickou informaci
genofond = soubor genetických vloh všech jedinců dané populace (populace početnější v heterogenních podmínkách mají zpravidla větší genetickou variabilitu)
genetický tok = změna genofondu populace v důsledku mutací, migrace jedinců a izolace
Ekologie populací – zabývá se studiem jevů, jejich dynamiky a struktury v populacích
Cíl: objasnit dynamiku populací, tj. jakým způsobem rostou, či klesají a proč se tak děje (=kauzalita!)
Záběr ekologie jako celku je poměrně široký… …každé odvětví, disciplína ekologie, pracuje v odlišných měřítcích, škálách, řeší trochu jiné problémy, ale vždy prostřednictvím dvou hlavních přístupů: proximátního (JAK?) a ultimativního (PROČ?) Ekofyziologie – ekologie jedince (druhu), studuje mechanismy adaptace na faktory prostředí. Proč kachna nepřimrzne nohama k ledu, nebo se nepodchladí? Jak snáší endotermové teploty hluboko pod bodem mrazu? Proč velbloud vydrží tak dlouho bez vody atd.
Populační ekologie: jak kolísá počet jedinců v populaci pod vlivem prostředí, co všechno je ovlivňuje? (lumík norský,sarančata..)…
Ekologie společenstev: kolik druhů tvoří společenstva, proč právě tolik, hot-spots biodiverzity ve světě, energomateriálové toky ekosystémem… organizmy propojeny s prostředím=> systém (ekosystém) Populace (mají denzitu,strukturu..)
Podmínky prostředí (obecně klimatické faktory)
Zdroje (potrava, úkryty, prostor, voda…)
„Enemies“ Existuje systém zpětných vazeb!
Systém je dynamický, dynamika = posloupnost stavů, stav systému= kombinace stavů složek (predátor x kořist – dáno hustotou popul. predátora a kořisti) – změna = událost, sled identických událostí = proces, míra procesu = počet událostí na čas. jednotku Populační systém Podmínky abiotické faktory, velmi málo ovlivňovány činností jedinců =>
=> nezávislé na populaci, kterou ovlivňují Příklady:
Vliv 3 různých teplot na průběh závislosti míry populačního růstu na hustotě. Teplota, vlhkost, salinita, pH, struktura půdy….
Mírné ovlivnění organismy možné, na rozdíl od zdrojů – nejsou konzumovány, spotřebovávány => jen jednoduchá zpětná vazba (viz povodeň a kompetice o úkryty) Ekol. valence druhu =
= rozmezí podmínky
Optimum x pesimum
Nejvíce potomstva
x
smrt jedince Nejvýznamnější podmínka –
- vnější teplota Vliv na distribuci – vymezuje severní hranici areálu, citlivost na extrémy (přímý, nepřímý – interakce s predátorem, parazitem), aklimatizace x aklimace?, koncept denních stupňů…10°C červencová izoterma… Zdroje jsou organismy konzumovány – redukovány => soutěží se o ně Příklady? Potrava, voda,hnízdní dutiny, prostor (sesilní organismy), světlo, prostor bez nepřátel…
Neobnovitelné x obnovitelné – 2 typy: a) regenerace mimo pop. systém
b) uvnitř systému Neobnovitelné+1. typ obnovitelných – jednoduchá dynamika – dostupnost klesá s růstem početnosti konzumentů, ale přísun – neovlivněn = exogenní faktory – limitace kompeticí o zdroj – neg. závislost růstu na hustotě Limitující faktory, zákon minima, rovnovážná hustota populace K

Přímá závislost na hustotě, není zde časové zpoždění!
Obnovitelné zdroje 2. typu – jde o jiné organismy, jejich početnost je nerozlučně spojena s početností konzumenta!!!
Při poklesu populace konzumentů může množství zdrojů výrazně vzrůst a opačně => zdroje nejen ovlivňují, ale samy jsou ovlivňovány!!!
= endogenní faktory, závislé na hustotě
Negativní zpětná vazba, časové zpoždění
Bottom-up regulace!!!
Zdroje: esenciální x nahraditelné
Nároky na zdroje – ekologická nika Ostatní organismy – „Enemies“ – soutěží s danou populací o stejné zdroje => kompetitoři
populace sama je pro ně zdrojem => predátoři, patogeny, parazité => Negativní vliv na přežívání a reprodukci => snižují míru populačního růstu Top-down regulace!
= charakteristiky populací, se kterými je třeba počítat při modelování populačního růstu! Jen v ideálním případě je růst populace dán pouze natalitou a mortalitou…ideální případy, jak známo, nenastávají
Všechny organismy – schopny přemísťování v prostoru
Škála pohybů – široká – od pasivního transportu semen rostlin až po aktivní pohyby mobilních zvířat.
Rozptyl x migrace….Jak se liší?
Oba typy pohybu pak determinují typ a způsob rozmístění jedinců v prostoru, jeho prostorovou distribuci Rozptyl, migrace a rozmístění jedinců 1. Rozptyl - disperze krátká vzdálenost, individuální
nesměrovaný, zpravidla jednocestný (bez návratu)
kontinuální/nepravidelný
aktivní i pasivní
často reprodukční motivace
zpravidla uvnitř generace
Rozptyl vyjádřen proporcí dispergujících jedinců z místa narození, či domovského okrsku
univerzální vlastnost všech organismů =>osídlování nových území, z hlediska evolučního určuje tok genů, procesy lok. adaptace a speciace, z hlediska ekologického dynamiku a perzistenci populací v čase (viz teorie metapopulací, sink & source), distribuci, abundanci druhů a strukturu společenstva
jakékoliv disperzní stádium rostlin či živočichů = propagula     Inbreeding Náklady na rozptyl Kompetice mezi příbuznými Prostor. variab. prostředí Riziko zániku stanoviště Nevýhody   Výhody - aktivní i pasivní pohyb (anemochorie, hydrochorie, zoochorie)+forézie Asymetrický rozptyl – typický pro organismy tekoucích vod – zpětná rekolonizace imag Determinanty rozptylu: 1) Pohlaví – filopatrie (savci-samice x ptáci – samci)
2) Věk – natální (hlavně ptáci, savci) x reprodukční rozptyl (zejména hmyz – okřídlení adulti)
3. Rozptylový polymorfismus – variantní semena rostlin, bezkřídlé x okřídlené morfy mšic.. Dormance - alternativou rozptylu je buď rezidence, nebo „rozptyl v čase“, tedy dormance – odložení vývoje na později, kdy:
„Organismus setrvává v inaktivním stavu s pozastaveným vývojem, a tak přečkává nepřízni