Sastav i struktura zajednica - unizg.hr · Životna zajednica - nastanak Begon et al. 2006, Townsend 1989 Naseljavanje praznina unutar zajednice „Koncept mozaičnedistribucije (engl

Sastav i struktura zajednica:kako i zašto?

Doc. dr. sc. Ana Previšić

Zagreb, 23.10.2019.

definicija životnih zajednica (biocenoza)

sastav zajednica

pojam ekološke niše i povezanih pojmova

nastanak zajednica na različitim vremenskim skalama – kolonizacija staništa i resursa, ekološka sukcesija

obilježja koja određuju sastav i strukturu zajednica (teorije i primjeri, hranidbene mreže, genetička struktura zajednica)

Sastav i struktura zajednica

Različite definicije i termini (community, assemblage, taksonomska razina)

Povijesno: koncept superorganizma (Clements, 1916.), individualistički koncept (Gleason, 1926.)…

„Skupina populacija koje koegzistiraju na određenom prostoru“ (Root, 2001.)

„Ukupna biotička komponenta u nekom ekosustavu, uključujući biljke, životinje i bakterije“ (Moore, 1998.)

„Organizmi koji su u međusobnoj interakciji na određenom prostoru“ (Price i sur., 2011.)

Interakcija među vrstama!!!

Ekologija: autekologija: djelovanje okoliša (ključna obilježja okoliša) na pojedinu vrstu

Ekologija zajednica (sinekologija): interakcije među vrstama u zajednicama na mnogim razinama (prostornim, vremenskim), uključujući rasprostranjenost, strukturu, gustoću, demografiju i interakcije među populacijama

Price et al. 2011

Životna zajednica - definicija


Begon et al. 2006

kako odrediti granice zajednica u prostoru?

Prostorne razine ekosustava


Begon et al. 2006

kako odrediti granice zajednica u prostoru?

bukove šume u Europi

zajednica beskralješnjaka rupa u drveću ispunjenih

vodomzajednica sisavacazajednica

beskralješnjaka u tlu

zajednica herbivornih kukaca

tko čini zajednicu?

zajednica je više od zbroja vrsta koje ju čine!

Ekologija zajednica istražuje stupanj organizacije, a ne prostorno i vremenski odijeljene jedinice! Zanimaju ju struktura i interakcije.

Životna zajednica - sastav

Begon et al. 2006

ZAJEDNICA

EKOLOGIJA VRSTA

EKOLOŠKI SKUP VRSTASKUP VRSTAU STANIŠTU GEOGRAFSKI

SKUP VRSTA

MOGUĆNOSTI RASPROSTRANJIVANJA

OKOLIŠUKUPNI SKUP VRSTA


Price et al. 2011

uloga vrsta u zajednicama - pojam ekološke niše

realizirana vs fundamentalna niša

Erythroneura sp. (Cicadellidae)


Price et al. 2011

uloga vrsta u zajednicama

trofička razina

funkcionalne skupine (engl. ecological guild)

„pit feeders”Phyllotreta spp.

„strip feeders”Gastropoda, Orthoptera, gusjenice leptira….

„sap feeders”Aphidae, Cicadellidae…

herbivori na kupusu


Price et al. 2011

uloga vrsta u zajednicama – ključne vrste

Životna zajednica - nastanak

Price et al. 2011

Razvoj u “ekološkom” i “evolucijskom” vremenu

Faze u razvoju zajednica (Wilson 1959.): bez interakcije (non-interactive), interakcije (interactive), organizacije (assortative), evolucijska faza (evolutionary)


Price et al. 2011

„Taxon cycle” (Wilson 1961.) („evolucijsko vrijeme”)

FAZA 1 - Vrste čiji su preci naseljavali šumska područja, a koje su sekundarno naselile marginalnastaništa (obalna) u jugoistočnoj Aziji (A) dobri su kolonizatori sličnih staništa na otocima Melanezije(B). Ove populacije izumiru vrlo brzo (C), ili FAZA 2 - se adaptiraju (D) i osvajaju staništa kišnihtropskih šuma u unutrašnjosti otoka; tu se diferenciraju i prolaze adaptivnu radijaciju, te moguevoluirati u nove vrste (E), FAZA 3 - ponekad iz njih nastaju forme koje sekundarno nastanjujumarginalna staništa i rasprostranjuju se na druge otoke (F)


Economo & Sarnat 2012

„Taxon cycle” (Wilson 1961.) – primjer mravi roda Phediole na otočju Fiji


Price et al. 2011

„ekološko vrijeme” – PR: kolonizacija otočića mangrova, Florida Keys(Simberloff, 1978)

https://www.youtube.com/watch?v=bluAfDj_B2s


Begon et al. 2006, Price et al. 2011

Naseljavanje “praznina” unutar zajednice

Ekološke sukcesije – promjene u sastavu i strukturi zajednica kroz vrijeme

Hipotetska (mini)sukcesija na novom prostoru (“praznini”) unutar zajednice


Begon et al. 2006, Townsend 1989

Naseljavanje “praznina” unutar zajednice

„Koncept mozaične distribucije” (engl. Patch dynamics concept) – tekućice, Townsend 1989.

1) dominantne vrste – scenarij kako kod sukcesija (predvidljiv razvoj)

2) ujednačeni kompetitori (engl. founder controlled) – kompetitivna lutrija!

Hipotetska kompetitivna lutrija: rekolonizacija ploha koje povremeno ostaju prazne. Svaka vrsta (A-E) ima jednaku mogućnost naseljavanja plohe, neovisno o tome koje su ih vrste prije naseljavale. Bogatstvo vrsta je relativno konstantno i veliko.

Životna zajednica – organizacija i struktura

Begon et al. 2006, Townsend 1989

Što određuje broj vrsta i njihovu brojnost u zajednicama?

1) Ovisnost resursa o heterogenosti okoliša (engl. the resource-heterogeneity hypothesis) – struktura staništa

Byctiscus betulae(Coleoptera, Curculionidae)


Price et al. 2011


2) Kvaliteta i kvantiteta resursa

Velika brojnost vrstaMala gustoća populacija

Mala brojnost vrstaVelika gustoća populacija

kvalitetakvantitet

kvalitetakvantiteta

Raspon kvantitete resursa

Kvan

tite

ta r

esu

rsa

u s

vako

j raz

ini k

valit

ete



2) Kvaliteta i kvantiteta resursa

Price et al. 2011

sezona

količ

ina

resu

rsa



3) Biotičke interakcije: utjecaj predatora

Price et al. 2011, Gravel et al. 2016

top-downcontrol



4) Biotičke interakcije: kvalitativne i kvantitativne hranidbene mreže: PR -istraživanje kukaca lisnih minera i njihovih parazitoida u Santa Rosa NP, Costa Rica

Price et al. 2011

88 vrsta biljaka

92 vrste lisnih minera

93 vrste parazitoida



4) Biotičke interakcije: kvalitativna hranidbena mreža (engl. connectance food web)

Price et al. 2011

parazitoidi (37-93)(1 domadar)

parazitoidi (1-36) (>1 domadar)

lisni mineri



4) Biotičke interakcije: kvantitativna hranidbena mreža

Price et al. 2011

parazitoidi (37-93)(1 domadar)

parazitoidi (1-36) (>1 domadar)

lisni mineri

usko specijalizirane vrste: 88% specijalista minera i 63% parazitoida



5) Biotičke interakcije: hranidbene mreže s podskupinama vrsta s pojačanim interakcijama (engl. compartmended food webs)

Prado & Lewinsohn 2004, Price et al. 2011

PR: 35 vrsta lisnih minera (por. Tephritidae, Diptera)81 vrsta biljaka (por. Asteraceae)Espinhaço Mt., Minas Gerais, Brazil



6) Genetička struktura zajednica (engl. community genetics)

PR: zajednica člankonožaca na topolama (Populus sp.) pozitivna korelacija raznolikosti vrsta člankonožaca i genetičke raznolikosti populacije

topole

Price et al. 2011



6) Genetička struktura zajednica (engl. community genetics)

PR: utjecaj genetičkih obilježja biljaka (topola, Populus sp.) na funkcioniranje ekosustava povećana koncentracija tanina u lišću – utjecaj na kopnenu i vodenu zajednicu u

riparijskoj zoni

Whitham et al. 2006


Složene zajednice i hranidbene mreže

PR: Atriplex canescens, Cecidomyiidae(Diptera, uzrokuju šiške) i parazitoidi

Price et al. 2011

PR: člankonošci u pustinji (CoachellaValley)

Sastav i struktura zajednica - korištena literatura

Begon M., Townsend C.R & J.L. Harper (2006) Ecology, From Individuals to Ecosystems. 4th edition. Blackwell Publishing, Malden, Oxford, Victoria.

Economo E.P & E.M. Sarnat (2012) Revisiting the Ants of Melanesia and the Taxon Cycle: Historical and Human-Mediated Invasions of a Tropical Archipelago. TheAmerican Naturalist, 180, 1-16.

Gravel D. et al. (2016) The meaning of functional trait composition of food webs for ecosystem functioning. Phil. Trans. R. Soc. B, 371:20150268

Prado P.I. & T.M. Lewinsohn (2004) Compartments in insect–plant associations and their consequences for community structure. Journal of Animal Ecology, 73, 1168–1178.

Price P. W., Denno R. F., Eubanks M. D., Finke D. L. & Kaplan I. (2011) Insect Ecology: Behavior, Populations and Communities. Cambridge University Press, Cambridge.

Townsend C.R. (1989) The Patch Dynamics Concept of Stream Community Ecology. Journal of the North American Benthological Society, 8, 36-50.

Whitham, T.G. et al. (2006) A framework for community and ecosystem genetics: from genes to ecosystems. Nat. Rev. Genet. 7, 510–523.

Documents

Sastav i struktura zajednica - unizg.hr · Životna zajednica - nastanak Begon et al. 2006, Townsend 1989 Naseljavanje praznina unutar zajednice „Koncept mozaičnedistribucije (engl