Role živočichů v ekosystémech a faktory ovlivňující jejich výskyt a početnost

Role živočichů v ekosystémech a faktory ovlivňující jejich výskyt a početnost

David Storch Centrum pro teoretická studia UK a AV ČR & Katedra ekologie PřF UK

Konsekvence různé tělesné velikosti

Velká vs. malá zvířata Malá

Velká

Rychlejší růst a rozmnožování

Šetrnější metabolismus

Větší relativní množství zdrojů k dispozici

Větší výdrž v době nouze (hladovění)

Snadnější pasivní disperze

Lepší schopnost aktivní migrace

Větší možnost úkrytů

Nižší pravděpodobnost predace

hmotnost (M)

P = P0M3/4

sklon 3/4

log M

logP = 3/4logM + logP0

log B

log P

metabolismus (P)

Tělesná velikost a intenzita metabolismu

sklon -1/4

log M

B = P/M B = B0M3/4×M-1

B = B0M-1/4

• metabolismus roste s velikostí, ale alometricky, podle mocninového zákona • na jednotku hmotnosti mají menší zvířata rychlejší metabolismus

ln (metabolismu)

Teplota a intenzita metabolismu

ln (délky života)

teplota

• metabolismus ektotermů roste s teplotou, což ovlivňuje rychlost všech biologických procesů

teplota

Konsekvence endotermie x ektotermie

Ektotermie

Endotermie

energetická nenáročnost, možnost využívání vzácných nebo sezónních zdrojů (vydrží délel hladovět)

stálá teplota, možnost trvalé aktivity včetně zimní a noční

přežívání i v neproduktivním prostředí (větší populace)

vytrvalost pohybu (útěk, pronásledování) díky výkonnějšímu aerobnímu metabolismu

diverzita tvaru těla a tím i ekologických strategií

rychlejší reprodukce, populační růst, asi i evoluce velmi nákladná zejména při malé velikosti (velká energetická spotřeba, nutnost dlouho shánět potravu)


Ektotermie

Endotermie

omezená maximální velikost pro danou teplotu (velcí musí být efektivně teplokrevní)

omezená minimální velikost, a to tím více, čím je chladněji

• velcí mají příliš pomalý metabolismus • velcí příliš pomalu rostou

problém s mláďaty


Latitudinální trendy Endotermové: Bergmannovo pravidlo


Latitudinální trendy Ektotermové: Maximální velikosti v tropech

zjevně více omezené pro suchozemské bezobratlé, u nichž nelze adjustovat metabolismus

Metabolická a velikostní omezení osídlení různých typů prostředí

Extrémní prostředí: tundra a poušť • velcí teplokrevní dokáží nevydávat respektive nepřijímat teplo (a přinejhorším daleko migrovat) • malí se dokážou schovat • prostřední jsou na tom špatně Ektotermové: • v neproduktivní, ale nikterak extrémní (polo)poušti dokážou plazi získat ekologickou výhodu (Austrálie)


Produktivní suchozemské prostředí:

Výjimky

• skýtá dostatek úkrytů a možností pro malá studenokrevná i teplokrevná zvířata • čím větší zvíře, tím větší roli hraje rychlost, vytrvalost, síla → málo velkých ektotermů

• hroznýšovití • velké želvy • varan komodský


Produktivní suchozemské prostředí:


Voda: mnohem menší nároky na pohyb, ale větší na termoregulaci Sladké vody – produktivní, ale malé, izolované a nestálé • málo velkých savců (hroch žere jinde, delfínovci jen v ústích řek) • velcí plazi hojní, pokud jim to dovoluje teplota • velmi hojní ptáci • malí obojživelníci a plazi pochopitelně taktéž hojní


Voda: mnohem menší nároky na pohyb, ale větší na termoregulaci

Moře – málo produktivní, ale obrovské • málo plazů, žádní obojživelníci • savci velcí, buď koncentrovaní v oblastech s velkou produktivitou (ploutvonožci, sirény), nebo se schopností udržovat nízkou populační hustotu (kytovci) • velcí, dobře létající ptáci

Role různých druhů ve společenstvu

• druhy dominantní – protéká jimi nezanedbatelné množství energie • druhy klíčové – jejich vliv je větší, než odpovídá jejich dominanci • vrcholoví predátoři (mořská vydra, vlk, jaguár, rys) – kaskádové ovlivnění vegetace • opylovači • disperseři (tyran škraboškový Tityra semifasciata) • manipulátoři (paraziti – motolice, blecha) • ekosystémoví stavitelé – vliv na fyzikální a strukturní vlastnosti prostředí (jezevec, žížala, bobr, slon)

Predace - její konsekvence pro dynamiku a evoluci společenstev

Trofické kaskády: efekt predace se propaguje potravním řetězcem, „nepřítel mého nepřítele je mým přítelem“ Ve vodě fungují líp (suchozemský svět je zelený) • trofické úrovně více odděleny • mají srovnatelnou generační dobu • rychle se množí (r-stratégové) a nemají obranné adaptace

Predace - její konsekvence pro dynamiku a evoluci společenstev

Jak utéci predátorovi: • • • • •

stát se nepoživatelným stát se podobným nepoživatelnému stát se odlišným od majoritní kořisti (nerozlišitelným) jít někam, kam predátor nemůže jít tam, kde jsou všichni (masting, koloniální živočichové)

Predace má konsekvence pro celé společenstvo, v některých ohledech podobné jako konkurence („apparent competition“ a diverzifikace nik)

Nepřímé interakce

• „mesopredator release“ • udržování populace predátora


• „mesopredator release“ • udržování populace predátora • „resource pulses“, dočasně měnící predační tlaky

Bělověžský prales


• • • •

„mesopredator release“ udržování populace predátora „resource pulses“, dočasně měnící predační tlaky šíření i přes hranice „společenstev“

Každé společenstvo je součástí metaspolečenstva, jež má také svou dynamiku, modulovanou migrací a jejími omezeními

Shrnutí

• přítomnost a početnost živočichů v různých typech prostředí určuje hlavně ektotermie/endotermie a tělesná velikost • ektotermové mají výhodu v chudším, endotermové v produktivnějším prostředí • velcí mohou být jen tam, kde udrží velké populace • role živočichů v ekosystémech plyne z jejich pozice v potravních řetězcích • pozice vrcholových predátorů ovlivňuje prostřednictvím predačních kaskád všechny trofické úrovně • živočichové ovlivňují ekosystémy i přímým fyzickým působením, a naopak i jemnými „zprostředkovacími“ interakcemi

• nepřímé interakce zprostředkované živočichy mohou být složité a nečekané

Role živočichů v ekosystémech a faktory ovlivňující jejich výskyt a početnost

Recommend Documents