Transcript Ekologie - pokračování
Slide 1
Ekologie - pokračování
vztahy mezi organismy
Slide 2
Vztahy mezi organismy
• navzájem se ovlivňují jedinci v rámci
jednoho druhu i jedinci různých druhů
• často se mluví o vztahu populací / druhů /
společenstev
• navzájem se však
ovlivňují konkrétní jedinci
Slide 3
Mezidruhové vztahy
• rozdělují se
podle vlivu
na fitness
účastníků
vztahu:
vliv na A vliv na B vztah
0
0
Neutralismus
-
0
Amensalismus
+
0
Komensalismus
Detritovorie
-
-
Konkurence (Kompetice)
+
+
Mutualismus (symbióza)
+
-
Predace, parazitismus
Slide 4
Neutralismus
• jedinci na sebe nijak nepůsobí
• tím pádem nepříliš zajímavý vztah
• zdánlivě častý (kapr a veverka, kůň a
jezevec,…), v rámci jednoho biotopu již
vzácnější
Slide 5
Konkurence (kompetice)
• vnitrodruhová i mezidruhová
• nejčastěji konkurence o zdroje
– vnitrodruhová – jedinci využívají stejné zdroje (živiny,
úkryty, sexuální partnery, prostor bez nepřátel,…)
– mezidruhová – různé druhy často sdílí aspoň některé
zdroje (králík a ovce, hyena a sup, mravenci a drobní
hlodavci (potrava), sýkora a krutihlav (dutina),
pampeliška a sedmikráska (světlo, živiny, voda),
teoreticky hraboš a žába (zdánlivá konkurence prostor bez nepřátel)
• většinou asymetrická (jedna strana má menší
škodu než druhá)
Slide 6
Konkurence (kompetice)
• Gauseův princip
– pokud dva konkurující si druhy koexistují ve stabilních
podmínkách, je to umožněno diferenciací jejich
realizovaných nik
– pokud diferenciace není možná, dojde k tzv.
konkurenčnímu vyloučení
• ve skutečnosti spolu často koexistují mnohé
druhy, které by se měly vyloučit
• to je umožněno heterogenitou prostředí!!!
• přízrak minulé konkurence
Slide 7
Konkurence (kompetice)
• konkurence interferenční
– jedinci se dostávají do přímého kontaktu
– boj o partnera, o teritorium, o prostor
(usedlí (=sedentární) organismy)
• konkurence exploatační
– častější
– jedinci reagují na úroveň zdroje, která je
snížena činností ostatních jedinců
Slide 8
Amensalismus
• extrémně asymetrická konkurence
• jeden druh ovlivněn nepříznivě, druhý nijak
• většinou produkce nějakých toxinů
(antibiotika, alelopatie (=produkce
inhibitorů růstu některými rostlinami))
• ale i produkce toxinů něco stojí
• člověk často nepříznivě působí na některé
druhy, aniž z toho má prospěch / ztrátu
Slide 9
Mutualismus
• oba účastníci vztahu z něj mají užitek
• mykorhiza – jeden z nejdůležitějších
vztahů na Zemi
• symbiotické řasy mají někt. houby
(lišejníky) i vodní živočichové
• fixátoři dusíku
• „trávicí symbionti“, opylování, rozšiřování
semen (ale daleko od ideální spolupráce!)
• zemědělství a chov zvířat
Slide 10
Predace a parazitismus
• jeden organismus má ze vztahu užitek, druhý
ztrátu
• predátor napadá živou kořist
– praví predátoři – orel, vlk, střevlík, rosnatka, plejtvák,
veverka (semeno je organismus!)
– spásači – nespotřebovávají kořist celou – ovce, bizoni,
komáři, pijavice
– paraziti – soustředí se jen na jednoho či málo jedinců;
vznikají těsné vztahy – tasemnice, žlabatky, mšice,
virus spalniček
– parazitoidi – na rozdíl od parazitů zabíjejí svou kořist –
především blanokřídlí a někt. dvoukřídlí
Slide 11
Predace a parazitismus
• vždy negativní pro napadeného
dince
• pro populaci kořisti / společenstvo ale nemusí
být negativní!
– predátor nevybírá náhodně, ale spíše slabé a
nemocné jedince
– často potlačuje dominantní druh, tím snižuje jeho
konkurenční působení a zvyšuje biodiverzitu
• člověk (hlavně v minulosti!) pravděpodobně
nejefektivnější predátor
Slide 12
Predace a parazitismus
• člověk jako
predátor
Slide 13
Komensalismus a detritovorie
• mnoho parazitických vztahů s minimálními
škodlivými účinky pro hostitele
• člověk hostí mnoho bakterií a hub (např.
Staphylococcus epidermidis)
• rozkladači (bakterie, houby) a detritovoři
(konzumenti mrtvé organické hmoty)
• nepostradatelná část ekosystémů
Slide 14
potravní vztahy
• producenti, konzumenti a rozkladači
• potravní řetězce a sítě
Slide 15
potravní sítě
• při přechodu mezi trofickými úrovněmi se
ztrácí mnoho energie (70% - 99%)
• většinou poměrně málo trofických úrovní
(3-4)
• ovšem jakékoli škatulkování (konzument I
– III řádu apod.) poměrně problematické
• potravní specialisti vs. generalisté
Slide 16
růst populací
• pokud neexistuje žádné omezení –
exponenciální růst
Slide 17
růst populací
• v podstatě všechny organismy mají ale
růst populace závislý na hustotě – jak se
blíží nosné kapacitě prostředí (nejvyšší
možný počet jedinců, které je prostředí
schopno dlouhodobě uživit. Určeno
nejvzácnějším (nejomezenějším)
zdrojem), růst je pomalejší a populační
hustota se ustálí
Slide 18
růst populací
• jestliže však populace reaguje na
dosažení nosné kapacity prostředí se
zpožděním (téměř vždy), dostaví se
tlumené oscilace
Slide 19
růst populací
• pokud je zpoždění příliš velké či velká
růstová rychlost, dojde k pravidelným
oscilacím málo tlumeným, či dokonce k
chaosu
co z toho plyne???
Slide 20
Disturbance
• narušení, které vede k odstranění části
jedinců ze společenstva
• např. pastva býložravců, pád stromu v
lese, sesuv půdy, požár, povodeň, přejezd
tanku, výbuch bomby, reaktoru
• jeho úloha?
Slide 21
Disturbance
• zvyšují biodiverzitu – nejvíce postihne
dominantní druhy (je jich nejvíc),tím zmírní jejich
konkurenční působení
• pro většinu společenstev je velmi důležitá
heterogenita (různorodost) prostředí
– ideální je mozaikovitá krajina – společně různá stadia
sukcese a klimaxu
• disturbance tuto heterogenitu vytváří
• přirozená společenstva se vyvinula za
přítomnosti disturbancí
• často nutné pro existenci společenstva či druhu
(např. sekvojovec obrovský a požáry)
Slide 22
Strategie
• rozlišujeme r a K stratégy (r=růstová rychlost,
K=kapacita prostředí)
• r-stratégové mají vysokou růstovou rychlost, produkují
velké množství potomků (vysoká mortalita), jsou slabí
konkurenti, časná stádia sukcese
– byliny, hmyz
• K-stratégové mají málo potomků, mají ale vysokou
nosnou kapacitu prostředí a jsou zdatní konkurenti,
klimaxová stadia
– stromy, savci
• r-K kontinuum
• relativní!
Slide 23
Strategie
• podle „Race, Evolution, and Behavior“ (J.
P. Rushton 1995) je r-K kontinuum i u lidí
• východní asiaté jsou na K straně r-K
kontinua (relativně nízká porodnost,
dlouhý život), europoidi uprostřed,
subsaharští afričani na r-straně kontinua
(krátký život, vysoká porodnost a
úmrtnost)
Slide 24
Trade-off
• něco za něco, „směna“
• pojmenování obecného, intuitivního principu
• nelze mít vše, mohu mít něco na úkor něčeho jiného
– málo velkých potomků, anebo hodně malých (r-K)
– hodně potomků, anebo schopnost létat (mnohý hmyz)
– hodně semen, anebo růst (mnohé stromy)
• člověk je chytrý, ale kvůli velké hlavě komplikovaný
porod
• člověk je schopný pracovat a chodit, ale špatně se mu
leze po stromech
• u lidí často volba kariéra vs. rodina
Slide 25
Evoluční ekologie
• Nejmocnější nástroj evoluce je přírodní (+
pohlavní) selekce (výběr)
– tvrdá – vyhynutí těch, kteří nebyli schopni adaptace
– měkká – jedinci s vyšší fitness zanechají více
potomků
• přírodní selekce působí převážně změnou
reprodukční úspěšnosti
• během evoluce mohou být modifikovány jen
stávající struktury! - často velmi nedokonalá
Slide 26
Evoluční ekologie
http://farm3.static.flickr.com/2269/1814092845_c90f76fb26_o.jpg
http://www.hunting-fishing.co.nz/images/red-stag.jpg
http://farm3.static.flickr.com/2384/2369787168_741dc5334a.jpg?v=0
Slide 27
Evoluční ekologie
• pohlavní výběr - samice si
vybírají partnera
• vysvětlí i vznik struktur
vysloveně nevýhodných
• teorie handicapu
– i přes zjevný handicap
přežívám – jsem asi kvalitní
• parazitem řízená sexuální
selekce
Slide 28
Altruismus
• chování, snižující vlastní fitness a zvyšující
cizí fitness
• zdánlivý
• reciproký
• v rámci klanu (rodiny)
• sobecký gen
Slide 29
Čemu věřit?
• noviny, časopisy, televize, „internet“..
• knihy (kdokoli může napsat cokoli)
• škola ZŠ – SŠ (zjednodušení) – VŠ každý je omylný
(http://academic.engr.arizona.edu/HWR/Brooks/
NATS101sec48/lectures/4-1-2003.ppt)
• recenzované časopisy ale i zde podvody
http://www.osel.cz/index.php?clanek=4650
Slide 30
Čemu věřit?
• lidstvo je velmi důvěřivé
• DHMO.org
• důležitý je
– vlastní úsudek
– založený na ověřených faktech
– což je problém
– nutnost čerpání z mnoha zdrojů (i
kontraverzních)
• spíše nevěřit nikomu a ničemu!
Ekologie - pokračování
vztahy mezi organismy
Slide 2
Vztahy mezi organismy
• navzájem se ovlivňují jedinci v rámci
jednoho druhu i jedinci různých druhů
• často se mluví o vztahu populací / druhů /
společenstev
• navzájem se však
ovlivňují konkrétní jedinci
Slide 3
Mezidruhové vztahy
• rozdělují se
podle vlivu
na fitness
účastníků
vztahu:
vliv na A vliv na B vztah
0
0
Neutralismus
-
0
Amensalismus
+
0
Komensalismus
Detritovorie
-
-
Konkurence (Kompetice)
+
+
Mutualismus (symbióza)
+
-
Predace, parazitismus
Slide 4
Neutralismus
• jedinci na sebe nijak nepůsobí
• tím pádem nepříliš zajímavý vztah
• zdánlivě častý (kapr a veverka, kůň a
jezevec,…), v rámci jednoho biotopu již
vzácnější
Slide 5
Konkurence (kompetice)
• vnitrodruhová i mezidruhová
• nejčastěji konkurence o zdroje
– vnitrodruhová – jedinci využívají stejné zdroje (živiny,
úkryty, sexuální partnery, prostor bez nepřátel,…)
– mezidruhová – různé druhy často sdílí aspoň některé
zdroje (králík a ovce, hyena a sup, mravenci a drobní
hlodavci (potrava), sýkora a krutihlav (dutina),
pampeliška a sedmikráska (světlo, živiny, voda),
teoreticky hraboš a žába (zdánlivá konkurence prostor bez nepřátel)
• většinou asymetrická (jedna strana má menší
škodu než druhá)
Slide 6
Konkurence (kompetice)
• Gauseův princip
– pokud dva konkurující si druhy koexistují ve stabilních
podmínkách, je to umožněno diferenciací jejich
realizovaných nik
– pokud diferenciace není možná, dojde k tzv.
konkurenčnímu vyloučení
• ve skutečnosti spolu často koexistují mnohé
druhy, které by se měly vyloučit
• to je umožněno heterogenitou prostředí!!!
• přízrak minulé konkurence
Slide 7
Konkurence (kompetice)
• konkurence interferenční
– jedinci se dostávají do přímého kontaktu
– boj o partnera, o teritorium, o prostor
(usedlí (=sedentární) organismy)
• konkurence exploatační
– častější
– jedinci reagují na úroveň zdroje, která je
snížena činností ostatních jedinců
Slide 8
Amensalismus
• extrémně asymetrická konkurence
• jeden druh ovlivněn nepříznivě, druhý nijak
• většinou produkce nějakých toxinů
(antibiotika, alelopatie (=produkce
inhibitorů růstu některými rostlinami))
• ale i produkce toxinů něco stojí
• člověk často nepříznivě působí na některé
druhy, aniž z toho má prospěch / ztrátu
Slide 9
Mutualismus
• oba účastníci vztahu z něj mají užitek
• mykorhiza – jeden z nejdůležitějších
vztahů na Zemi
• symbiotické řasy mají někt. houby
(lišejníky) i vodní živočichové
• fixátoři dusíku
• „trávicí symbionti“, opylování, rozšiřování
semen (ale daleko od ideální spolupráce!)
• zemědělství a chov zvířat
Slide 10
Predace a parazitismus
• jeden organismus má ze vztahu užitek, druhý
ztrátu
• predátor napadá živou kořist
– praví predátoři – orel, vlk, střevlík, rosnatka, plejtvák,
veverka (semeno je organismus!)
– spásači – nespotřebovávají kořist celou – ovce, bizoni,
komáři, pijavice
– paraziti – soustředí se jen na jednoho či málo jedinců;
vznikají těsné vztahy – tasemnice, žlabatky, mšice,
virus spalniček
– parazitoidi – na rozdíl od parazitů zabíjejí svou kořist –
především blanokřídlí a někt. dvoukřídlí
Slide 11
Predace a parazitismus
• vždy negativní pro napadeného
dince
• pro populaci kořisti / společenstvo ale nemusí
být negativní!
– predátor nevybírá náhodně, ale spíše slabé a
nemocné jedince
– často potlačuje dominantní druh, tím snižuje jeho
konkurenční působení a zvyšuje biodiverzitu
• člověk (hlavně v minulosti!) pravděpodobně
nejefektivnější predátor
Slide 12
Predace a parazitismus
• člověk jako
predátor
Slide 13
Komensalismus a detritovorie
• mnoho parazitických vztahů s minimálními
škodlivými účinky pro hostitele
• člověk hostí mnoho bakterií a hub (např.
Staphylococcus epidermidis)
• rozkladači (bakterie, houby) a detritovoři
(konzumenti mrtvé organické hmoty)
• nepostradatelná část ekosystémů
Slide 14
potravní vztahy
• producenti, konzumenti a rozkladači
• potravní řetězce a sítě
Slide 15
potravní sítě
• při přechodu mezi trofickými úrovněmi se
ztrácí mnoho energie (70% - 99%)
• většinou poměrně málo trofických úrovní
(3-4)
• ovšem jakékoli škatulkování (konzument I
– III řádu apod.) poměrně problematické
• potravní specialisti vs. generalisté
Slide 16
růst populací
• pokud neexistuje žádné omezení –
exponenciální růst
Slide 17
růst populací
• v podstatě všechny organismy mají ale
růst populace závislý na hustotě – jak se
blíží nosné kapacitě prostředí (nejvyšší
možný počet jedinců, které je prostředí
schopno dlouhodobě uživit. Určeno
nejvzácnějším (nejomezenějším)
zdrojem), růst je pomalejší a populační
hustota se ustálí
Slide 18
růst populací
• jestliže však populace reaguje na
dosažení nosné kapacity prostředí se
zpožděním (téměř vždy), dostaví se
tlumené oscilace
Slide 19
růst populací
• pokud je zpoždění příliš velké či velká
růstová rychlost, dojde k pravidelným
oscilacím málo tlumeným, či dokonce k
chaosu
co z toho plyne???
Slide 20
Disturbance
• narušení, které vede k odstranění části
jedinců ze společenstva
• např. pastva býložravců, pád stromu v
lese, sesuv půdy, požár, povodeň, přejezd
tanku, výbuch bomby, reaktoru
• jeho úloha?
Slide 21
Disturbance
• zvyšují biodiverzitu – nejvíce postihne
dominantní druhy (je jich nejvíc),tím zmírní jejich
konkurenční působení
• pro většinu společenstev je velmi důležitá
heterogenita (různorodost) prostředí
– ideální je mozaikovitá krajina – společně různá stadia
sukcese a klimaxu
• disturbance tuto heterogenitu vytváří
• přirozená společenstva se vyvinula za
přítomnosti disturbancí
• často nutné pro existenci společenstva či druhu
(např. sekvojovec obrovský a požáry)
Slide 22
Strategie
• rozlišujeme r a K stratégy (r=růstová rychlost,
K=kapacita prostředí)
• r-stratégové mají vysokou růstovou rychlost, produkují
velké množství potomků (vysoká mortalita), jsou slabí
konkurenti, časná stádia sukcese
– byliny, hmyz
• K-stratégové mají málo potomků, mají ale vysokou
nosnou kapacitu prostředí a jsou zdatní konkurenti,
klimaxová stadia
– stromy, savci
• r-K kontinuum
• relativní!
Slide 23
Strategie
• podle „Race, Evolution, and Behavior“ (J.
P. Rushton 1995) je r-K kontinuum i u lidí
• východní asiaté jsou na K straně r-K
kontinua (relativně nízká porodnost,
dlouhý život), europoidi uprostřed,
subsaharští afričani na r-straně kontinua
(krátký život, vysoká porodnost a
úmrtnost)
Slide 24
Trade-off
• něco za něco, „směna“
• pojmenování obecného, intuitivního principu
• nelze mít vše, mohu mít něco na úkor něčeho jiného
– málo velkých potomků, anebo hodně malých (r-K)
– hodně potomků, anebo schopnost létat (mnohý hmyz)
– hodně semen, anebo růst (mnohé stromy)
• člověk je chytrý, ale kvůli velké hlavě komplikovaný
porod
• člověk je schopný pracovat a chodit, ale špatně se mu
leze po stromech
• u lidí často volba kariéra vs. rodina
Slide 25
Evoluční ekologie
• Nejmocnější nástroj evoluce je přírodní (+
pohlavní) selekce (výběr)
– tvrdá – vyhynutí těch, kteří nebyli schopni adaptace
– měkká – jedinci s vyšší fitness zanechají více
potomků
• přírodní selekce působí převážně změnou
reprodukční úspěšnosti
• během evoluce mohou být modifikovány jen
stávající struktury! - často velmi nedokonalá
Slide 26
Evoluční ekologie
http://farm3.static.flickr.com/2269/1814092845_c90f76fb26_o.jpg
http://www.hunting-fishing.co.nz/images/red-stag.jpg
http://farm3.static.flickr.com/2384/2369787168_741dc5334a.jpg?v=0
Slide 27
Evoluční ekologie
• pohlavní výběr - samice si
vybírají partnera
• vysvětlí i vznik struktur
vysloveně nevýhodných
• teorie handicapu
– i přes zjevný handicap
přežívám – jsem asi kvalitní
• parazitem řízená sexuální
selekce
Slide 28
Altruismus
• chování, snižující vlastní fitness a zvyšující
cizí fitness
• zdánlivý
• reciproký
• v rámci klanu (rodiny)
• sobecký gen
Slide 29
Čemu věřit?
• noviny, časopisy, televize, „internet“..
• knihy (kdokoli může napsat cokoli)
• škola ZŠ – SŠ (zjednodušení) – VŠ každý je omylný
(http://academic.engr.arizona.edu/HWR/Brooks/
NATS101sec48/lectures/4-1-2003.ppt)
• recenzované časopisy ale i zde podvody
http://www.osel.cz/index.php?clanek=4650
Slide 30
Čemu věřit?
• lidstvo je velmi důvěřivé
• DHMO.org
• důležitý je
– vlastní úsudek
– založený na ověřených faktech
– což je problém
– nutnost čerpání z mnoha zdrojů (i
kontraverzních)
• spíše nevěřit nikomu a ničemu!