Historický a aktuální vývoj fauny na Zemi Mgr. Petra Černochová Evoluce Zdroj: dtpko.cz Evoluce • Biologická evoluce = geneticky podmíněná a dědičná změna vlastností organismů mezi generacemi • Alias dlouhodobý samovolně probíhající proces kdy z neživých látek vznikly živé organismy a ty se dále v čase vyvíjejí • Týká se živých systémů • Kumulace změn • Disipace – nevratná změna energie • Je náhodná – přírodní výběr x náhodné mutace • Je oportunistická – funguje na tom co je tady a teď (nelze zahodit starý plán) • Není progresivní – může dojít k sekundárnímu zjednodušení (paraziti) • Nemá záměr ani cíl (ani přežití druhů!) Evoluční myšlení • 1859 – Charles Darwin a jeho O původu druhů • 1846 – Jan Svatopluk Presl – popsal, že se organismy vyvíjejí 1. Před Darwinem – z ryb (člověk uvnitř ryby), náhodné skládání částí těl (kentaur, minotaur); křesťanská filozofie (Bůh na vrcholu, Bůh stvořil všechny druhy) 2. Osvícenství – příbuzné druhy mají stejného předka; všechno z měkkýšů 3. 19.stol. – J. de Lamarck - Lamarckismus • Každý organizmus má přirozenou tendenci ke změně • Dědičnost získaných vlastností Zdroj: cs.wikipedia.org Darwin a Wallace • Bohatý, nikdy nepracoval, původem kněz • Tvrzení, že druhy se nemění • Cesta kolem světa na lodi Beagle • Lišící se druhy želv, leguánů a pěnkavek na souostroví Galapágy • Sledoval boj o potravu a vítěze jenž jsou nejlépe přizpůsobeni • Dopis J. Hookerovi 1844: „Jsem si téměř jist, že druhy nejsou neměnné.“ • Dopis od Wallaceho 1858: „O sklonu variet nekonečně se odchylovat od původního druhu“ • Přišel nezávisle na to stejné co Darwin na ostrovech v Indonésii 1859 Darwin: On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life Zdroj: cs.wikipedia.org Vznik života • Definice života? Vlastnosti živého organismu? • Schopnost akumulace hmoty • Proměnlivost • Dědičnost – paměť systému • Země – 4,54 ± 0,04 mld. let • Nejstarší horniny – 4,3 mld. let (krystaly Zirkonu, Austrálie) • Nejstarší fosílie – 3,45 mld. let (rohovec, Austrálie) → Život vznikl mezi 4 a 3,8 mld. let https://www.youtube.com/watch?v=c5DMCEcYsQs Vznik života • Jednoduché organické molekuly →Vznik autoreplikace, kompartmentace (co bylo dřív?? RNA nebo replikáza? ☺) • Několik experimentů (1828-1924) na důkaz vzniku aminokyselin z redukující atmosféry – obsahující H, NH3, H2O, CH4, CO2 • Stanley L. Miller (1953) • Metan + čpavek + vodík + voda + el. výboj → „hot little pond“ - polévka aminokyselin, lipidů, cukrů, nukleových kyselin (DNA,RNA) Zdroj: sciencephoto.com Vznik buňky • Proteiny, RNA → DNA • Lipidové membrány – „voda v oleji“ • Semibuňka → protobuňka → buňka → vznik prokaryot Zdroj: actualidad.rt.com Vznik eukaryotické buňky Eukaryotická buňka • Jádro s membránou – invaginace membrány • Kompartmentace • Vytvoření endoskeletu – pohyb, fagocytóza Endosymbióza – pohlcení prokaryoty • Mitochondrie – bakterie, ztráta fotosyntézy • Chloroplasty – sinice, ztráta respirace Zdroj: mun.ca Vznik života • 4,0 - 3,8 mld let – vznik života Prahory (Archaikum, starší prekambrium) • 3,5 mld let – nejstarší prokaryotické fosílie • 2,5 mld let – kyslík se začíná akumulovat v atmosféře (sinice) • 2,1 mld let – nejstarší eukaryotické fosílie - endosymbiotická teorie Starohory (Proterozoikum, mladší prekambrium) • 1,2 mld let – první mnohobuněčné organismy (kroužkovci, láčkovci) Zdroj: worldsciencefestival.com Prvohory Starší prvohory: kambrium, ordovik, silur, devon Mladší prvohory: karbon, perm • 0,5 mld let kambrická exploze = biologický „velký třesk“ – rozvoj mnohobuněčných mořských živočichů; nejvýznamnější trilobiti – 60 % druhů • Vznikají mořské houby, žahavci, ramenonožci, ostnokožci, měkkýši, členovci, první obratlovci členovci, první obratlovci • Na souš první rostliny https://render.fineartamerica.com/images/ren 5/palaeozoic-arthropods-christian-jegou-publip Starší prvohory • Kambrium – ordovik: život vázán na vodu • Ordovik – další vývoj strunatců, pancéřnaté ryby, vznik čelistí • Ordovik/silur – první masová extinkce • Silur – devon: prudký rozvoj ryb, nálezy obojživelníků, první bezobratlí a obratlovci na souši, vznik čtvernožců • Koncem devonu druhé vymírání – ústup moří, pokles hladiny O2 ve vodě https://cdnb3.artstation.com/ Mladší prvohory Karbon • horotvorné procesy, ústup moří – první plazi • pralesy, bažiny – naleziště černého uhlí, hmyz • Nejvyšší obsah kyslíku v atmosféře (asi 60%) Perm • na S polokouli – suché a teplé klima → rozvoj plazů • na J polokouli pokles T → † trilobitů • Vymírání perm/trias – největší; 95 % druhů pravděpodobně kvůli vulkanické činnosti, pokles O2, nárůst pH Druhohory • Trias – první savci, největší rozvoj plazů – dinosauři – čtvrtá extinkce – mořští bezobratlí • Jura – první ptáci • Křída – ústup moří, rozvoj ptáků a plazů • Páté vymírání K-T – 75 % všech druhů - dinosauři, velcí plazi, amonité - pád asteroidu, vulkanická činnost, ústup moří Zdroj: npr.org Třetihory Paleogén, eocén, neogén • Ochlazování a opětovné oteplení • Dominují savci • Hmyzožravci, hlodavci, šelmy, kopytníci, chobotnatci a velcí nelétaví ptáci • Objevují se primáti a první hominidi Zdroj: https://www.fossils-facts-and-finds.com/ Čtvrtohory (kvartér) pleistocén - holocén • 2 mil let - dodnes • Značné ochlazení → střídání glaciálů a interglaciálů • Ledovce → kolísání moří → pevninské mosty → migrace (Beringie, Středozemní moře, …) • Ledovce → sucho → pouště, savany, úbytek deštných lesů • Vývoj a migrace člověka → vyhubení megafauny (mamuti, nosorožci, tygři) → masová extinkce související s příchodem lidí → 6. extinkce?? http://nd01.jxs.cz/2Zdroj: artstation.com Aktuální vývoj fauny v Evropě • Celosvětový pokles druhů • V Evropě od 1970 pokles savců o 25% a ptáků 8% • Savci 219 suchozemských a 41 mořských • Ptáci 530 druhů (asi 5% celosvětové rozmanitosti) • Úspěchy v ochraně < zprávy o poklesu a zániku • Ochrana má význam! • Reintrodukce druhů • Příspěvek regulací a předpisů https://rewildingeurope.com/wp-content/uploads/2013/11/Wildlife- Comeback-in-Europe-the-recovery-of-selected-mammal-and-bird-species.pdf • Mnoho druhů je ohroženo • např. 15% savců, 23% obojživelníci a 19% plazů • Důvod: • Agrární společnosti, průmyslový rozvoj • Těžba dřeva, zemědělské pole a pastviny • Intenzivní změny stanovišť, výlov a pronásledování Zdroj: wikipedia.com Zubr evropský Bison bonasus • Největší býložravec v Evropě • Vyhynul ve volné přírodě začátkem 20. století kvůli degradaci a fragmentaci stanovišť, lesní těžbě a neomezenému lovu a pytláctví. • Pouze 54 jedinců zůstalo v zajetí • Reintrodukce: 33 volně žijících, izolovaných stád • Polsko a Bělorusko • Zůstává ohrožen kvůli nízké genetické rozmanitosti a nedostatku propojení mezi populacemi. Kamzíci Rupicapra • Cílená správa - znovuzavedení, zřízení chráněných území, právní ochrana a omezení konkurence s jinými druhy • Hrozby - ztráta stanoviště, pytláctví a nadměrné využívání, lidské rušení, konkurence hospodářských zvířat a introdukovaných druhů, nemoci • Kromě toho změna klimatu - zvláštní zájem o budoucnost. Los evropský Alces alces • Severní polokoule od Skandinávie přes Sibiř až k řece Jenisej • Pokles v 19. a 20. století nadměrné vykořisťování, ničení struktury obyvatelstva a politická nestabilita • Legální ochrana a omezení přirozených predátorů → rozšíření do své původní podoby Prase divoké Sus scrofa • Nárůst od poloviny 20. století - znovuzavedení, příznivé podmínky, kontrola lovu, lepší dostupnost potravin a opuštění půdy. • Rozšířené a hojné, žádné hrozby. • Se změnou klimatu – další růst • Problémy – škody na úrodě, konkurence, africký mor Šakal obecný Canis aureus • Odolný, přizpůsobivý a oportunní druh • Výrazný pokles ve 20. století v důsledku změny prostředí a pronásledování člověkem. • • Místní kolonizace a právní ochrana zákazu potravy a pastí na nohy vedla k zotavení • Také dostupnost potravy a snížení konkurence Vlk obecný Canis lupus • Kdysi nejrozšířenějším savcem • Pokles díky pronásledování • Uvědomění veřejnosti, výzkumy a právní ochrana, zvýšení hojnosti kopytníků a jejich rozptyl • Vysoce přizpůsobivý, nedávné rozšíření do západní Evropy • Nutné zmírnění konfliktu mezi vlky a lidmi (útoky na hospodářská zvířata) Rys ostrovid Lynx lynx • Kontrakce během 19. a 20. století • Lovecký tlak a odlesňování • V 50. letech úsilí o zachování většiny jeho stanovišť • Populace se ztrojnásobila díky právní ochraně, znovuzavedení a přemístění a přirozené rekolonizaci • Stále ohrožen - izolované a roztříštěné Rosomák sibiřský Gulo gulo • Největší pozemský člen rodiny Mustelidae • Historicky rozšířený v Skandinávii a východní Evropě • Pokles od poloviny 19. století kvůli intenzivnímu pronásledování. • Zotavení právní ochranou, přírodní rekolonizací a implementací • Omezení expanze – specifické stanoviště • Konflikt s lidmi – lov hospodářských zvířat Tuleň kuželozubý Halichoerus grypus • Pokles od středověku kvůli antropogenní činnosti a jeho využití • Za posledních 50 let zotavení díky právní ochraně • Antropogenní hrozby – konflikt s rybolovem, změna klimatu v budoucnosti. • Pobřeží UK, Skandinávie pro rozmnožování Medvěd hnědý Ursus arctos • Největší dravec v Evropě, dříve hojně rozšířen • Nyní především ve vnitrozemí, zalesněné a horské oblasti s minimální lidskou aktivitou • Stabilní nebo rostoucí populační trendy - zůstává ohrožen • Ztráta stanovišť v důsledku rozvoje infrastruktury • Roste hojnost kontaktu s lidmi – přizpůsobení se noční aktivitou Bobr evropský Castor fiber • Druhý největší hlodavec • Klíčový druh a ekologický inženýr vodních toků • Pokles na 1200 jedinců začátkem 20. století kvůli přílišnému vykořisťování kožešiny, masa a kastorea • Právní lovecká omezení, znovuzavedení a přemístění, přirozená rekolonizace • Pozoruhodné zotavení za posledních 40 let a nynější regulace Luňák červený Milvus Milvus • Pokles v 19. a začátkem 20. století • Omezená a vysoce fragmentovaná distribuce • Otrava a ztráta stanoviště • Pozitivní trendy ve Švédsku, Švýcarsku a Velká Británii • Právní ochrana a znovuzavedení • Zůstává kritické ohrožení, zejména ve Španělsku a Francii Orlosup bradatý Gypaetus barbatus • Hojně rozšířen v horských oblastech na jihu Evropy až do 19. století • Přímé pronásledování a používání jedu • Přežili pouze v Pyrenejích a na dvou středomořských ostrovech Korsika a Kréta • V Alpách probíhají projekty reintrodukce a další se plánují v Andalucii a Francii • Populace je stále málo početná (200 párů) Sup bělohlavý Gyps fulvus • Neustálý pokles až do druhé poloviny 20. století • Právní ochrana a použití nejsmrtelnějších jedů bylo zakázáno. Do té doby zmizel mnoho evropských zemí • Navýšení populací zejména na Pyrenejském poloostrově a ve Francii • Stále klesá v některých zemích (např. v Albánii a Řecku) Návrat Od roku 1960 do 2007 Zdroj grafu a map: článek https://rewildingeurope.com/wp-content/uploads/2013/11/Wildlife-Comeback-in-Europe-the-recovery-of-selected-mammal-and-bird-species.pdf Test?? • Co je probiotická polévka? a) Směs jednobuněčných organismů žijících v moři b) Akumulace organických molekul v mořích c) Mix anorganických molekul uzavřené v cytoplazmě prvních buněk na Zemi d) Zásoba nukleových kyselin, které nesly genetickou informaci prvních buněk e) Nic z toho Test?? • Co z následujícího není charakteristické pro prokaryota? a) Kompartmentalizace b) Plazmatická membrána c) Kruhová DNA d) self-replication e) Všechno je typické pro prokaryota Test?? • Pohyb pevniny a její rozpad na části nazýváme? a) Glaciály b) Pangea c) Kontinentální drift d) Biogeografie e) Geologický posun Test?? • Endosymbióza je: a) Pohlcení jiné stejné buňky b) Invaginace membrány na jejímž povrchu byla DNA jiné buňky c) Pučení buňky v buňce d) Pohlcení prokaryotické buňky eukaryotickou e) Oddělení DNA z jádra a jeho obalení membránou K zamyšlení Co by se muselo stát/ co se stane a kdo přežije při šesté masové extinkci?