Základy ekologie Doc. RNDr. Milan Gelnar, CSc. Doc. RNDr. Michal Hájek, PhD Ústav botaniky a zoologie, PřF MU, Brno A11/306; pondělí 17.00 – 19.00 Doc. RNDr. Michal Hájek, PhD Osnova přednášky •Stručná historie ekologie •Ekologie – základní definice a pojmy •Co je a není ekologie ? •Metody ekologického výzkumu •Ekologická hierarchie •Ekologické faktory •Ekologie versus evoluce •Adaptace a tolerance •Ekologická valence a ekologická nika •Evoluce a procesy speciace Stručná historie ekologie •Theophrastos – staré Řecko – psal o vztazích organismů a prostředí •1798 - Thomas Malthus: Essay on the Principle of Population •1805 - Alexander von Humboldt: plant communities •1859 - Charles Darwin – On the Origin of Species – koncept evoluce •Gregor Mendel (1822-1884) populační genetika •1877 – Karl Mobius – biocenosis •1887 – Stephen Forbes – Lake as a Microcosm •1913 – Victor E. Shelford – Animal Communities in Temperate America •Charles Adams (USA) - 1913 – A Guide to study of Animal Ecology •Arthur G. Tansley (1871-1955) – holistický koncept – ekosystém •1925 – Alfred J. Lotka – Elements of Physical Biology •Charles Elton (UK) - 1927 – Animal Ecology • • • • • • Druhá polovina 20. století – rozvoj • ekologie: • •Populační ekologie •Evoluční ekologie •Ekologie společenstev •Fyziologická ekologie •Behaviorální ekologie •Krajinná ekologie •Conservation ecology •Restoration ecology •Globální ekologie •Teoretická ekologie •Ekologická statistika •Imunoekologie •Molekulární ekologie • • Ekologie – základní definice a pojmy Termín ekologie – Ernst Haeckel (1869) – z řeckého oikos – „domov“ Ekologie je věda o vzájemném působení organismů a jejich prostředí. Krebs (1972): Ekologie je vědecké studium interakcí, které ovlivňují výskyt a hojnost organismů – vymezuje zde základní předmět studia – rozšíření a početnost organismů – kde se organismy vyskytují a jak se tam chovají. Jak definovat slovo prostředí ? Prostředí organismu se skládá ze všech faktorů a jevů vně organismu, které na tento organismus působí, ať jsou těmito jevy faktory fyzikální a chemické (faktory abiotické), anebo jiné organismy (faktory biotické). Pojem prostředí tak má v ekologii ústřední postavení. Vztah mezi organismy a jejich prostředím Prostředí: abiotické versus biotické Rozmístění druhů v prostředí: nenáhodné, nehomogenní Jaké jsou příčiny rozmístění druhů ? Které vlastnosti umožňují druhu žít v daném prostředí a které ho vylučují ? Rozmanitost druhů: Co je příčinou druhové rozmanitosti ? Jak došlo k diverzifikaci druhů ? Organismus Biocenóza Prostředí Vzájemné působení v ekologii Ekologie – základní definice a pojmy •Ekologie je zabývá třemi základními stupni biologické organizace/hierarchie: • •Jednotlivým organismem •Populací složenou z jedinců téhož druhu •Společenstvem – složeným z většího či menšího počtu populací • Ekologie je komplexní věda Ekologie není synonymem životního prostředí, environmentalismu, dějin přírody, nebo věd o životním prostředí. Úzce souvisí s evoluční biologií, genetikou, a etologií ale i s množstvím dalších disciplín a subdisciplín (záleží na konkrétním předmětu zkoumání). Důležitým cílem pro ekology je zlepšit porozumění toho, jak biodiverzita ovlivňuje ekologickou funkci. Ekologové se snaží vysvětlit: Životní procesy, interakce a adaptace organismů Pohyb materiálu a energie prostřednictvím živých společenství Sukcesi a rozvoj ekosystémů Počet a distribuci organismů a biologickou rozmanitost v rámci životního prostředí Co je a není ekologie - teorie MEZI TÉMATA JIMIŽ SE EKOLOGIE ZABÝVÁ PATŘÍ ROZMANITOST, DISTRIBUCE, HMOTA (BIOMASY) A POČET (POPULACE) JEDNOTLIVÝCH ORGANISMŮ, JAKOŽ I SPOLUPRÁCE A KONKURENCE MEZI ORGANISMY, A TO JAK UVNITŘ, TAK MEZI EKOSYSTÉMY. EKOSYSTÉMY JSOU SLOŽENY Z DYNAMICKY NAVZÁJEM PROPOJENÝCH ČÁSTÍ VČETNĚ ORGANISMŮ, KOMUNIT JEŽ VYTVÁŘÍ, A NEŽIVÝCH SLOŽEK JEJICH PROSTŘEDÍ. EKOSYSTÉMOVÉ PROCESY, JAKO JE PRIMÁRNÍ PRODUKCE, PEDOGENEZE, KOLOBĚH ŽIVIN, A DALŠÍ RŮZNÉ ČINNOSTI SMĚŘUJÍCÍ K VYTVÁŘENÍ NIKY, REGULUJÍ TOKY ENERGIE A HMOTY SKRZE PROSTŘEDÍ. TYTO PROCESY JSOU UDRŽOVÁNY ORGANISMY SE SPECIFICKÝMI ŽIVOTNÍMI VLASTNOSTMI, PRO OZNAČENÍ ROZMANITOSTI ORGANISMŮ SE POUŽÍVÁ TERMÍN BIODIVERZITA (BIOLOGICKÁ ROZMANITOST). BIODIVERZITA, POUKAZUJE NA ROZDÍLNOST DRUHŮ, GENŮ A EKOSYSTÉMŮ A PODPORUJE NĚKTERÉ EKOSYSTÉMOVÉ SLUŽBY. Co je a není ekologie - teorie Biologické disciplíny blízce příbuzné ekologii Biologický dort – Odum (1977) Předpokládané počty druhů Ekologie – hraniční obory Deskriptivní ekologie – procesy spojené s popisem vzájemných vztahů organismů pro každý ekosystém Funkční ekologie – identifikuje a kvantifikuje vztahy, analyzuje obecné problémy společné většině různých prostředí, JAK SYSTÉM PRACUJE ? Evoluční ekologie – historické důsledky, proč přírodní výběr favorizoval určitě ekologické řešení. PROČ SYSTÉM PRACUJE ? Behaviorální ekologie – vztahy spojené s chováním živočichů Molekulární ekologie – aplikace molekulárních metod při řešení ekologických problémů Ekologická genetika – studuje variabilitu genotypů a jejich expresi na úrovni fenotypu Matematická ekologie – teoretická ekologie; kvantitativní ekologie, matematické modelování, ekologická statistika, numerická ekologie Pojetí ekologie podle šíře zkoumaných objektů •ekologie jedince (autekologie): nejužší pojem, týká se pouze vztahu jednoho konkrétního jedince k ostatním jedincům, nebo k okolnímu prostředí. Příklad: ekologie zajíce •ekologie populací (demekologie): zabývá se vztahy mezi soubory jedinců stejného druhu (populace) a prostředím. Příklad: ekologie zaječí populace, osídlující podhorské louky v Pošumaví. •ekologie společenstev (synekologie): se zabývá vztahy mezi souborem jedinců různých druhů pobývajících na jednom stanovišti (společenstvo). Příklad: ekologie bukového lesa. •ekologie biomů: zabývá se nejvyšší úrovní přírodních objektů (biom), je blízce příbuzná biogeografii, tedy nauce o rozmístění organismů na Zemi. Příklad: ekologie středoevropských opadavých lesů. •globální ekologie: studuje procesy v biosféře, zabývat globálními ekologickými, ale i sociálními problémy, které s ekologií souvisí; blízká globalistice. Systém ekologických věd •obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy. •ekologie mikroorganismů, ekologie rostlin, ekologie živočichů, ekologie člověka: zabývají se vztahy mezi příslušnými organismy a prostředím. •ekologie moře: vztahy mezi organismy a prostředím v mořích. •ekologie lesa: nauka o lesním prostředí •ekologie krajiny: souvislosti mezi částmi krajiny, změny v krajině (včetně důsledků činností člověka). •ekologie globální: souvislosti a změny na celé planetě Zemi a jejich vliv na život. •aplikovaná ekologie: zabývá se praktickou aplikací ekologických poznatků •produkční ekologie: zabývá se produkční analýzou trofických úrovní a koloběhem hmoty a energie v ekosystému • Aplikace ekologického myšlení •Existuje mnoho praktických aplikací ekologického myšlení v ochraně přírody, řízení přírodních zdrojů (např. agroekologie, zemědělství, lesnictví, agrolesnictví, rybolov), urbanismu (ekologie města), komunitním zdraví, ekonomii, základní a aplikované vědě, stejně jako v lidských sociálních interakcích (ekologie člověka). •V původním a správném významu je tedy ekologie věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem. Jako první tak nazval a definoval tento vědní obor Ernst Haeckel v roce 1866. •Dále se ekologie užívá chybně v širokém smyslu jako ochrana životního prostředí nebo dokonce místo přírodní prostředí (např. ekologicky šetrný výrobek znamená výrobek šetrný k životnímu prostředí). Toto užití - viz ochrana přírody. •Ekologie se také nepřesně používá pro označení ideologie environmentalismu (tzv. hlubinná ekologie, je subdisciplína ekologie, která je základním přesvědčením radikálního ekologického hnutí ). Toto užití - viz ekologismus nebo environmentalismus. Ekologie vychází z: biologie, meteorologie, klimatologie, geologie, geografie, fyziky, chemie, antropologie, lékařských věd (hygiena), ekonomiky, práva, historie, psychologie, technických věd. Nové hraniční obory ekologie •agroekologie: zkoumá zemědělské organismy z pohledu jejich vnějšího prostředí; využívá metody ekologie a agronomie. •bioekologie: •ekofyziologie: zabývá se studiem změn a adaptací fyziologických funkcí souvisejících se změnami prostředí •ekoimunologie: sleduje vliv prostředí a jeho změn na práci a efektivitu imunitního systému •ekologie obnovy: zabývá se obnovou ekosystémů do původního stavu (viz též rekultivace, revitalizace vodních toků a meliorace) •ekotoxikologie: kombinuje poznatky vědy studující ekosystémy (ekologie) a vědy studující interakce chemických látek s živými organismy (toxikologie), je součástí toxikologie životního prostředí, je však zaměřena na studium vlivu toxických látek na dynamiku populace uvnitř ekosystémů •environmentalistika: zabývá se vztahem člověka a životního prostředí. Tvoří tak doplněk ekologie. • •Digitální ekologie •environmentální dějiny: •geobotanika (ekologická botanika):. • • • •globalistigeonika: sleduje dopady činností člověka a jím vyvolaných aktivit na přírodní prostředí a interakci přírodního a antropogenního prostředí.[4],[5] •ka: zkoumá základní otázky existence a vývoje světové společnosti jako celku.[6] •gradologie: zabývá se gradacemi, jejich příčinami a důsledky; je zaměřena na problematiku přemnožování škodlivých druhů v zemědělství a lesnictví. •historická ekologie (archeoekologie): zabývá se historickým vlivem člověka na ekosystémy a naopak v období holocénu.[7] •krajinná ekologie (geoekologie; environmentální geografie): zabývá se studiem komplexní struktury vztahů mezi společenstvy organismů (biocenózami) a podmínkami jejich prostředí v určitém výseku krajiny. Využívá metody ekologie, fyzické geografie a geologie. •Informační ekologie •lesnická ekologie: zabývá se ekologií lesů. •lidská ekologie (ekologie člověka; humánní ekologie; sociální a kulturní ekologie[8]; humanitní environmentalistika): hledá porozumění světu přírody i člověka v jejich jednotě a strategie porozumění vedoucí k řešení globálních i místních problémů. •myslivost: soubor činností prováděných v přírodě ve vztahu k volně žijící zvěři jako součásti ekosystému. •paleoekologie: používá data z fosilií a subfosilií k rekonstrukci ekosystémů minulosti. • Ekologie jako exaktní věda •Metody ekologického výzkumu Ekologie jako exaktní věda Metody ekologického výzkumu Pozorování v přírodě (v terénu) Experimentální pozorování (v laboratoři) Matematické modelování Vzájemné propojení různých přístupů Porovnávaní teorie (hypotézy) s realitou (pozorováním) Hypotéza – testovaná empiricky (experimentálně) – hypotézy je nutno definovat předem – pak jejich testování- experimentální design – správný sběr dat Pozorování by mělo být verifikovatelné Nutnost kontroly Správná interpretace výsledků – velikost studovaného vzorku - statistika Příklad analýzy ekologického vztahu Pozitivní vztah mezi N a produkcí Jednoduchý model lineární regrese Ekologie jako experimentální věda Hierarchické úrovně ekologie 3 základní jednotky: organismus, populace, společenstvo Autekologie – individuální organismus ve vztahu k biotických a biotických faktorům prostředí Demekologie – jedinci jedné populace ve vztahu k faktorům prostředí prostředí Synekologie – skupina organismů ve vztahu k faktorům prostředí Hierarchické úrovně ekologie Úroveň porozumění procesům biologické integrace Biologická hierarchie Organismus Biocenóza Prostředí Vzájemné působení Ekologické faktory Působení ekologických faktorů na organismus Organismus Teplota Vlkost Světlo Oheň Biocenóza Kompetice Proudění Znečištění Základní ekologické faktory •Členění ekologických faktorů: • •Abiotické versus Biotické •Podmínky versus Zdroje •Podle povahy jejich cykličnosti • • Členění ekologických faktorů I • Abiotické •Teplota •Vlhkost (Voda) •Světlo •Půda •Oheň •Znečištění • • Biotické •Natalita a mortalita •Populační dynamika •Hustota populace •Kompetice •Biologické interakce •Antropogenní vlivy • • Členění ekologických faktorů II • Podmínky •Teplota •Světlo •Vlhkost •Hustota •Viskozita •Proudění •Znečištění • • • Zdroje •Záření jako zdroj •Anorganické molekuly jako zdroj (CO2, H2O, O2) •Organismy jako zdroj (sezónnost, nutriční hodnota, počet samic) •Prostor jako zdroj Členění ekologických faktorů III • Podle cykličnosti: •Primárně periodické •Sekundárně periodické •Neperiodické • •Které faktory to jsou ? • •Jaké budou na ně adaptace u různých organismů ? • •Cykličnost se odvozuje od planetárních pohybů ! • •Mohou mít faktory prostředí hierarchický charakter ? • • Ekologické faktory podle cykličnosti • •Primárně periodické: •Teplota, světlo, mořské dmutí • •Sekundárně periodické: •Vlhkost, hustota, viskozita, rozpustnost plynů, potravní faktory, biologické interakce, oheň, zemědělství, • •Neperiodické: •Sopečná činnost, zemětřesení, živelné katastrofy (tsunami), katastrofy působené člověkem • Vítejte ve Vesmíru Vývoj vesmíru a lidstva (Kurzweil, 1999) •před 10 až 15 miliardami zrod vesmíru •o 10-43 vteřiny později vzniká gravitace •1 MLD po Velké třesku - vznik galaxií •5 MLD – vznik Země •3,4 MLD – anaerobní prokaryota •1,7 MLD – jednoduchá DNA •700 MIL – mnohobuněčné R a Ž •570 MIL– kambrijská exploze •80 MIL – počátek rozvoje savců •65 MIL – vyhynutí dinosaurů •50 MIL – antropoidní primáti •15 MIL – první hominidi •5 MIL – Homo habilis – nástroje •2 MIL – Homo erectus – oheň, jazyk, zbraně •100 000 let – Homo sapiens neandrtalensis •90 000 let – vznik Homo sapiens sapiens •40 000 let – Homo s. sapiens – jediný hominid – technologie •10 000 – neolitická revoluce •6 000 v Mezopotámii první města •496-332 př.n.l. – Sokrates, Platon, Aristoteles – racionalistická filosofie •1543 – Mikuláš Koperník (heliocentrismus) •1687 – Isaac Newton – zákony pohybu a gravitace •1859 – Charles Darwin – evoluce •1900 – telegraf – celosvětově •1939 – komerční lety přes Atlantik •1961 – J. Gagarin – 1. kosmonaut •1971 – kapesní kalkulačka •1981 – na trhu první PC – IBM •1990 – vznik WWW •1997 – počítač Deep Blue poráží šachového velmistra Garry Kasparova •1998 – WWW celosvětové rozšíření • • 1) Dobré umístění (Země o 15% dále od Slunce – zamrzly by oceány; kdyby o 5% blíže - vypařila by se voda) 2) Správný typ planety (tekuté magma – průnik plynů na povrch – podmínka vzniku atmosféry) 3) Země je dvojitá planeta (Měsíc udržuje Zemi ve správném úhlu a rychlosti otáčení kolem osy – podmínky pro vznik a udržení života) 4) Správné načasování – 65 MIL extinkce dinosaurů – podmínky pro nástup savců včetně člověka Základní struktura planety Země 1)Lithosféra 2)Hydrosféra 3)Atmosféra 4)Biosféra 5) A)Zemské jádro B)Plášť C)Zemská kůra Zjednodušená historie biologické evoluce Geologické procesy a biologická evoluce Velké vymírání v průběhu posledních 500 MIL (upraveno podle UNEP, 1995) •Doposud bylo paleontology identifikováno 5 velkých katastrof, kterými byly ukončeno velké geologické periody: • 1)Ordovik – 440 MIL, vyhynulo 80 až 85% druhů 2) 2)Devon – 365 MIL, vyhynulo 80 až 85% druhů 3) 3) Perm – 225 MIL, vyhynulo 95% druhů 4) 4)Trias – 210 MIL, vyhynulo 70 až 75% druhů 5) 5)Křída – 65 MIL, vyhynulo 70 až 75% druhů 6) 6) 6) Ekologické faktory a planetární pohyby •Rotace Země kolem Slunce – roční cyklus – sezónnost – teplota, fotoperioda, délka světelného dne (např. jaro, léto, podzim, zima) • •Rotace Země kolem své osy – denní cyklus (střídání noci a dne) • •Rotace Měsíce kolem Země – měsíční cyklus – mořské dmutí (příliv a odliv) • Rotace Země kolem Slunce Tok energie ze Slunce na Zemi Solární energie dopadající na Zemi Pozice Slunce, Měsíce a Země ve vztahu k přílivu je zásadní Cyklus Měsíce a průměrný měsíční příliv Distribuce typů přílivů - semidiurnálního, smíšeného semidiurnálního a diurnálního Ekologie versus Evoluce • • Charles Darwin (1809 – 1882) Charles Darwin, 1849 Darwinova pracovna v Down House v Kentu, Anglie H.M.S. Beagle 5 letá cesta kolem světa lodi H.M.S. Beagle Přírodní výběr - Darwinova teorie, 1859 Jedinci, kteří tvoří jednu populaci nejsou stejní (velikost, reakce na teplotu, fyziologie atd. - heterogenita) Některé z těchto vlastností jsou dědičné, takže favorizované formy se přenášejí do další generace. Každá populace je schopna vyprodukovat nadmíru potomstva, avšak jedinci se prakticky reprodukují v menší míře než jsou reálně schopni. Různí jedinci po sobě zanechávají různé množství potomků. Počet potomků, které jedinec po sobě zanechává může záviset na interakcích mezi jeho vlastnostmi a prostředím. Fenotypická plasticita Zdatnost - fitness Nejzdatnější jedinci jsou takoví, kteří v porovnání s jinými zdatnými jedinci zanechávají nejvíc potomstva Přírodní výběr zvýhodňuje nejzdatnější jedince z právě přítomných a ne z maximálně zdatných tj. nejsou nejdokonalejší Evoluce optimalizuje fitness organismů Evoluční změny zahrnují Změny ve frekvenci individuálních genů, které se přenášení z generace na generaci – adaptivní charakteristiky Adaptace k prostředí Dědičný charakter: morfologický fyziologický behaviorální Pomáhá jakýmkoliv způsobem při přežívání a reprodukci ! Je výsledkem přírodního výběru ! Reakce organismu na změnu faktoru prostředí Tolerance vůči faktorům prostředí Ekologická valence a ekologická nika •Prostředí organismu – habitat – specifické charakteristiky: • terestrické • vodní – mořské • sladkovodní • •Pro každý druh a pro každý ekologický faktor definujeme rozsah environmentálního faktoru: • rozsah tolerance • rozsah optima • ekologická valence druhu • •Limitující faktor ! • •Změny faktorů – odpověď organismu na změnu – neevoluční změny: • • fyziologické změny – aklimatizace • behaviorální změny – u mobilních druhů • fenotypická plasticita – environmentálně indukovaná fenotypická variace • • • Rozsah tolerance vůči faktorům prostředí Tolerance k faktorům prostředí Preference optimálních podmínek Aklimatizace druhu na nové podmínky Ekologická nika a valence organismu/druhu Optimum se může lišit v různých aspektech života organismu • 1)Fotosyntéza – optimum při 30oC 2) 2)Růst – optimum při 25oC • Reakce druhu na prostředí 1)V prostředí (1) druh vyvíjí fenotyp (1) 2) 2)V prostředí (2) druh vyvíjí fenotyp (2) Překryv nik dvou různých druhů Rozsah tolerance různých druhů organismů • Vícerozměrné pojetí ekologické niky Multidimensionální ekologická nika Fundamentální versus realizovaná nika Kompetice mezi druhy vede ke zmenšení nik • Koexistence podobných druhů antarktických tuleňů Adaptace versus specializace Specializované potravní niky ptáků Gradient prostředí Specializace organismů a gradient prostředí Evoluční divergence ptáků specializovaných na různé ekologické niky Morfologické adaptace - přizpůsobení ústního ústrojí živočichů a)Bodavě savé u komára b) b)Kousací u sarančete c) c)Zobák semenožravého ptáka d) d)Zobák pro filtraci vody e) e)Zobák dravce f) f)Chrup přežvýkavce g) g)Chrup šelmy Adaptace na úrovni zažívacího traktu obratlovců a)Nepřežvýkavý herbivor – dlouhé tenké střevo a dobře vyvinuté slepé střevo b) b)Přežvýkavec – žaludek se skládá ze čtyř částí (bachor, čepec, kniha, slez) c) c)Zažívací trakt ptáka – má vole d) d)Masožravý savec – jícen, žaludek, tenké střevo, malé slepé střevo, tlusté střevo Divergence versus konvergence DIVERGENCE Selekce na příkladu zbarvení plžů a)Frekvence distribuce zbarvení před selekčním tlakem b) b)Stabilizují efekt eliminuje světlé a tmavé varianty c) c)Směrová selekce vede k posunu průměru jedním směrem d) d)Disruptivní selekce eliminuje „průměrné“ varianty fenotypu a může vést až ke vzniku dvou druhů Evoluce velkých nelétavých ptáků a kontinentální drift Příklad divergence •Míra příbuznosti zjišťována metodou hybridizace DNA • •První divergencí je odlišení tinamy • •Následující divergence odpovídají rozpadu Gondwany a následnému kontinetálnímu driftu • •Průrva mezi Austrálií a ostatními jižními kontinenty • •Vstup Atlantiku mezi Afriku a Jižní Ameriku • •Záliv Tasmánského moře (80MIL) • •Předchůdci Kiwi se dostali na Nový Zéland (40MIL) • Rekonstrukce dělení starého superkontinentu Gondwany •Historické vlivy: • •Pohyby zemských hmot – výskyt organismů byl během evoluce ovlivněn •pohybem kontinentů – Wegener (1915) – kontinentální drift. • •Během tohoto pohybu – výrazné klimatické změny. • •Zásadní vliv na rozšíření organismů na povrchu země. • •● poloha jižního pólu Model evoluce 13 druhů darwinových pěnkav na ostrovech Galapágy •Kolonizace proběhla ve třech krocích: • 1)Druh imigrující z Jižní Ameriky dosáhl Galapágy a kolonizoval ostrov San Cristobal 2) 2)Po stabilizaci populace se tento druh šířil na další ostrovy a adaptoval se na nové podmínky a změnil se geneticky 3) 3)Po dostatečné době isolace se původní populace dostaly do kontaktu již jako nové druhy , které se vzájemně nekříží Specializace versus speciace Darwinovy pěnkavy na Galapágách Adaptivní radiace 10 druhů darwinových pěnkav Evoluční strom havajských druhů rodu Drosofila •Nejstarší druhy – D. primaeva (1) a D. attigua (2) jsou pouze na ostrově Kauai • •Další druhy jsou umístěny nad ostrovy • •Na Nithau a Kahoolawe se žádná Drosofila nevyskytuje • •První kolonizátoři dosáhli Havajské ostrovy zřejmě před 40 MIL Evoluce a procesy speciace Allopatrická (geografická) speciace Speciace v důsledku geografické izolace – příklad divergence Proces allopatrické speciace: geografické barevné variace mloků rodu Ensatina •Populace mloků rodu Ensatina z geografické oblasti Central Valey v Kalifornii • • • • •Rozrůzněné populace původního druhu E. e. eschscholtzii žijící v oblasti jsou isolovány geografickou barierou • • • • •Druhy E.e. eschscholtzii a E.e. klauberi lze již považovat za samostatné druhy, které se nekříží KONVERGENCE Příklad konvergentního vývoje tvaru těla u velkých mořských masožravců •Shodu mezi povahou organismů a jejich prostředím můžeme vnímat jako podobnost tvaru a chování organismů, které žijí v podobném prostředí, ale patří k rozdílným evolučním liniím. • •Struktury zcela odlišného evolučního původu zde plní obdobné role – jsou tedy analogické, na rozdíl od struktur homologických, kdy dochází ke vzniku odpovídajících struktur ze společného předka. • •Hovoříme tedy o konvergentní evoluci. Příklad homologního vývoje předních končetin Konvergence a paralely •Klasickým příkladem paralelní evoluce je evoluční radiace placentárních savců a vačnatců. • •Australští vačnatci dospěli na tento kontinent v křídě ( cca před 90 MIL), kdy jediní v této bodě přítomni savci byli podivní vejcorodí savci z řádu ptakořitých (dnes pouze ježury a ptakopysci). • •Došlo k evolučnímu rozrůznění a tento proces v mnoha směrech stejný jako u jiných savců na jiných kontinentech. • •Dokonalá shoda jak v podobě organismů a jejich způsobu života je tak mimořádně nápadná. • •Jsou to tzv. ekologicky ekvivalentní druhy. Děkuji za pozornost Děkuji za pozornost Prostředí – Fenotyp - Genotyp •Rozdílné prostředí •Rozdílný genotyp