NIKA A KOEXISTENCE Populační ekologie 2014          Monika Hloušková Ekologická nikaEkologická nika Je abstraktní pojem, který určuje nároky na zdroje a podmínky daného organismu kterézdroje a podmínky daného organismu, které mu umožňují přežívat a rozmnožovat se. Koncepce pojetí: 1.Grinnell (1917) ‐ stanovištní nika 2.Elton (1927) ‐ funkční nika 3.Hutchinson (1957) – realizovaná a fundamentální nika3.Hutchinson (1957)  realizovaná a fundamentální nika Grinnellova koncepce (1917)Grinnellova koncepce (1917) Nika je určena ekologickými faktory  stanoviště a chováním druhu které mustanoviště a chováním druhu, které mu  umožňuje přežít a rozmnožovat se. Eltonova koncepce (1927)Eltonova koncepce (1927) "The 'niche' of an animal means its place in the biotic environment,  i l i f d d i (El 2001) • role a funkce v ekosystému its relations to food and enemies (Elton, 2001).„ • role a funkce v ekosystému • ovlivňuje ostatní druhy a spoluurčuje jejich  niky Hutchinsonova koncepce (1957)Hutchinsonova koncepce (1957) • matematické pojetí • mnohorozměrný hyperprostor ý yp p definovaný počtem limitujících  faktorů a také vztah populace nebo p p druhu ke všem měřitelným  charakteristikám daného prostředí, p , ve kterém se druh nachází a které  ho ovlivňují  George Evelyn Hutchinson (1903‐1991) j Hutchinson (1957)Hutchinson (1957) Ekologická nika • 1‐rozměrná • 2‐rozměrná • 3‐rozměrná • n‐rozměrná = hyperprostor Hutchinson (1957)Hutchinson (1957) • Fundamentální nika  (teoretická) – nepřítomnost ( ) p predátorů a kompetitorů,  celkový potenciál • Realizovaná nika část• Realizovaná nika – část  fundamentální niky  skutečně využívaná v y přítomnosti ostatních  organismů KoexistenceKoexistence Gausův princip kompetičního vyloučení vGausův princip kompetičního vyloučení – v  homogenním prostředí nemohou 2 druhy se  stejnými nároky na prostředí koexistovatj ý y p P d l kt (H t hi 1961)Paradox planktonu (Hutchinson 1961) Nemůže být více koexistujících druhů než je limitujících zdrojů ALE:ALE: • Staré prérie Minnesota USA• Staré prérie, Minnesota, USA • Amazonský deštný les v Peru • Deštné tropické lesy Nové• Deštné tropické lesy Nové  Guinei Kompetiční vyloučení Segregace niky Segregace nikSegregace nik • Podle zdrojů – specializace na odlišné zdroje nebo vystavení  predacip • Podle času – druhy se liší dobou, kdy využívají zdroj nebo kdyPodle času  druhy se liší dobou, kdy využívají zdroj nebo kdy  jsou vystaveny predaci • Podle prostoru ‐ liší se místem, kde je zdroj využíván nebo  kde jsou vystaveny predaci K oddělení může dojít podél 4 os: zdrojů nepřátel času a prostoru – druhová nikaK oddělení může dojít podél 4 os: zdrojů,  nepřátel, času a prostoru – druhová nika Oddělení nik podle zdrojů Darwinovy pěnkavy na  Galapágách Oddělení nik podle zdrojů MacArthurova studie o lesních  ák í í h d d irákosnících rodu Dendroica Oddělení nik podle zdrojů Koncepce limitující podobnosti:  je nejmenší možný rozdíl v nice, který ještě umožňuje koexistenci. Teorie niky:  propojuje interspecifickou kompetici s teorií rozdělování zdrojů p p j j p p j mezi soutěžícími organismy ALE:ALE: • Nelze se zabývat všemi rozměry niky • Pokud není nalezen rozdíl v rozdělení zdrojů, není to důvod  k odmítnutí principu kompetičního vyloučení • Mohou existovat rozdíly podél nezkoumaných os  h kt i jí í h ikcharakterizujících niku Oddělení nik v čase • Vyvolána z venku • Prostředí se mění v čase a tím vytváří podmínky pro segregaci nik • V případě dvou druhů v opakujících se stavech A a B, je vždy jeden druh  zvýhodněn v A, znevýhodněn v B a naopak. • Koexistence je umožněna 2 scénáře  k i Nelineární odpověď k dostupnosti zdroje  E i j 1 li i jí í d j 2 d h J d lé d ří řikoexistence: Existuje 1 limitující zdroj a 2 druhy. Jednomu se lépe daří  při  vyšší dostupnosti zdroje, druhému při nižší dostupnosti – probíhá fluktuace, která umožňuje koexistenci Efekt zásoby Existuje 1 limitující zdroj, rozdíly jsou v proměnlivostiExistuje 1 limitující zdroj, rozdíly jsou v proměnlivosti  prostředí a následnému rekruitmentu druhů. Jeden rok  nepříznivý pro A, druhý pro B – odlišná regenerační nika Oddělení nik v prostoru • Intenzivní zkoumání – mnoho názorů, obtížná klasifikace • Vznik prostorových nik v kompetičním prostředí homogenním/heterogenním Homogenníg • Kompetiční schopnosti druhů nezávisí na prostředí, ale na mezidruhových rozdílech v  demografiidemografii • Jak na menší škále (tj. lokální společenstvo) tak na větší (tj. metaspolečenstvo) • Mechanismy vedou k lokální i regionální koexistenciy g • Několik mechanismů – vždy existuje intraspecifická agregace a interspecifická segregace Oddělení nik v prostoru Mechanismy Trade‐off • Vztah kompetice‐kolonizace (časté disturbance umožňují  i t i l bšíh k tit kt ý j l ší k l i átexistenci slabšího kompetitora, který je lepší kolonizátor • Vztah kompetice rychlost růstu = model sukcesní niky (silnější  kompetitor má nižší populační růst) Heteromyopia • Při silné intraspecifické kompetici • Lokální poklesy v hustotě (až mezery) – prostor pro slabšíhoLokální poklesy v hustotě (až mezery)  prostor pro slabšího  kompetitora Oddělení nik v prostoru Heterogenní • Spíše na větší škále (metaspolečenstvo) k l kál í k ál í k• Jak lokální tak regionální kompetice • Pravděpodobnější regionální koexistence a lokální vyloučení Nelineární odpověď ke zdrojům  •Analogická jako v čase, ale dostupnost zdrojů kolísá v prostoru 3 mechanismy Prostorový efekt zásoby3 mechanismy ý y •Také analogie s časem, vznikají příznivá a nepříznivá místa Závislost míry populačního růstu a lokální density •Málo prozkoumáno Sciurus carolinensis x      Sciurus vulgaris • Velká Británie – Skotsko (koexistence už asi 30 let) • S. carolinensis – introdukovaná,  kompetičně nahrazuje a ohrožuje S. vulgaris • Na míru kompetičního vyloučení má vliv složení habitatu• Na míru kompetičního vyloučení má vliv složení habitatu • Výzkum překryvu:   prostorové překrytí domovských areálů (radiové zaměřování) d ik i ( di l k á í)dynamika asociace (radiolokace + pozorování) překryv nik (PCA) Výběr habitatu zkoumán na 3 úrovních:  • výběr hlavní domácí oblasti • výběr druhů dřevin v domácí oblasti • vlastnosti patchů intenzivně využívaných každým druhem veverky vevlastnosti patchů intenzivně využívaných každým druhem veverky ve  srovnání s náhodnými místy v rámci jejich domovské oblasti Výsledky • Překryv mezi oblastmi, ale odlišnosti ve využívání mikrohabitatů • S. vulgaris – oblasti se smrkem ztepilým • S. carlolinensis – smíšené lesy • Výskyt ve stejnou dobu ve stejné oblasti, dochází ke značnému překrytí nik • I ve smíšených lesích si S. vulgaris vybírá spíše smrkové stromy, zatímco S.  carolinensis využívá hojně jak jehličnany, tak i listnaté stromy • Rozčleňování habitatu může snižovat kompetici mezi veverkami a to přispělo k p p p setrvání S. vulgaris • Ochrana S vulgaris – lesní management potřeba určit prostorové měřítkoOchrana S. vulgaris lesní management, potřeba určit prostorové měřítko  společné koexistence,  dát obrázek řízení invazivních druhů prostřednictvím  manipulace nikymanipulace niky DĚKUJI ZA POZORNOSTDĚKUJI ZA POZORNOSTDĚKUJI ZA POZORNOSTDĚKUJI ZA POZORNOST