Globális biodiverzitás mintázatok

Átírás

1 The worst thing that can happen during the 1980s is not energy depletion, economic collapse, limited nuclear war, or conquest by a totalitarian government. As terrible as these catastrophes would be for us, they can be repaired within a few generations. The one process ongoing in the 1980s that will take millions of years to correct is the loss of genetic and species diversity by the destruction of natural habitats. This is the folly that our descendents are least likely to forgive us. E.O. Wilson, 1985 Globális biodiverzitás mintázatok Megismerni Megérteni Megőrizni Török János (tszv., egy. tanár, D-ép. 7. em szoba, t:1760) Segédanyagok: i) Órai jegyzet ii) Speciális jegyzet altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 1

2 "God created Linnaeus arranged" Linné summázata munkájáról Kiadás Carl von Linné ( ) kiadás kiadás 2. kiadás altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 2

3 Linné után 1940 AS Corbet Malájzia lepkéi csökken a fajok száma az egyedszám függvényében (hyperbola) negatív binomiális eloszlást mutat 1943 RA Fisher CS Williams AS Corbet (J Anim Ecology) fénycsapdák által fogott 16 ezer lepkét dolgoztak fel (240 faj). Eredmény: ALACSONY a diverzitás, ha fajszám lassan nő az egyedszám növekedéssel és MAGAS akkor, ha gyorsan RW Preston cikkei 1957 RH MacArthur törött pálca modellje kiderült, hogy a relatív abundacia eloszlása nagyon változatos lehet és nem egységes időben és a közösségekben, ettõl kezdve indexeket használnak (ezekben nincs benne az eloszlás) 1957 Margalef bevezeti Shannon-féle entrópia indexet 1981 US Strategy Conference on Biological Diversity 1986 National Forum on BioDiversity: általánossá válik a biodiverzitás kifejezés használata 1992 Rio de Janeiro Convention on Biological Diversity A feladat túl nagy az idő viszont túl rövid, hogy szemantikai problémákkal foglalkozzunk Landres (1992) kijelentése a biodiverzitás meghatározásával kapcsolatban.!? jr. DeLong (1996) 85 definíciót említ Definíciók Biológiai sokféleség a bármilyen eredetű élőlények közötti változatosságot jelenti, beleértve többek között a szárazföldi, tengeri és más vízi-ökológiai rendszereket, valamint az e rendszereket magukban foglaló ökológiai komplexumokat; ez magában foglalja a fajokon belüli, a fajok közötti sokféleséget és maguknak az ökológiai rendszereknek a sokféleségét. (05/07/2006 Bio. Div. Egyezményhez kapcsolódó fogalmak) ÁLTALÁNOSAN: entitások száma és a köztük lévő különbség foka Élőlényekhez kapcsolódó sokféleség Szerveződési szintek Molekulák Sejtek Szövetek EGYED Populációk Közösségek Biomok Bioszféra Biodiverzitás szintjei Genetikai diverzitás Fenotípus/genotípus diverzitás Faj/egyed diverzitás Fajgazdagság, kapcsolati diverzitás Biom diverzitás altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 3

4 Kezdetben foglalkozzunk a legegyszerűbb megközelítéssel Mit nevezünk fajnak? Fajgazdagság Biológiai fajkoncepció Mayr 1942, 1959 Filogenetikai fajkoncepció Cracraft 1983 Evolúciós fajkoncepció Lényegileg az előzőhöz hasonló Ökológia fajkoncepció Van Valen 1976 Morfológiai fajkoncepció Wiley 1978 Hasonló tulajdonságok, szaporodási közösség, reproduktív izoláció Synapomorf morfológiai bélyegek származástani és rokonság kapcsolat Leszármazási kapcsolatban lévő populációk vonala, evolúciós egység Adaptív zónát elfoglaló populációk, egymástól kissé különböznek, más populáció sorozatoktól jelentősen különböznek Öröklődő morfológiai (viselkedésbeli) bélyegekben elkülönülő egyedek csoportja Áltöko-globdiv altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 4

5 Tüskehordozó tuatara Sphenodon guntheri -(Buller, 1877) Sphenodon punctatus -(Gray, 1842) Sphenodon diversum - Colenso, 1885 Hány faj él a Földön? Attól függ Linné (1758) ~9000 növ.- és állatfajt említ 1,5-2 millió Eddig leírt fajok száma kb ennyi 3 millió Raven (1983) becslése, a trópusokon kétszer annyi faj él, mint a mérsékelt övben 5 10 millió May (1988) becslése a testméret-abundancia összefüggés alapján millió Erwin (1982) panamai esőerdőben egyetlen fafajon talált új fajok arányából becsülte (sokan vitatják) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 5

6 ERWIN (1982) Hány faj él a Földön?/2 Módszer: DDT (?) kezelés 19 Luehea seemannii fán (Tiliaceae, Panama) Megfigyelések: ~ 1200 bogárfaj 8000 egyede a lombkoronában ( specialista ~ 160 faj generalista ~ 1000 faj) Becslések: ~ 400 ízeltlábú faj/fafaj (ált. ízeltlábúak 40 %-a bogár) (+ ~ 200 talajon élő ízeltlábú faj) 600 specialista ízeltláb faj /fafaj (lombozat + talajfelszín) trópusi esőerdei fafaj ismert Összesen: 30 M trópusi ízeltlábú faj May (1988) becslése a testméretabundancia összefüggés alapján Hány faj él a Földön?/3 Ha a méret 1/10-re csökken, a fajszám 100-szorosára nő (csonkított eloszlás: sok kistermetű leíratlan faj Becslés: 10 millió szárazföldi állat. Egyéb alternatív becslések (számos van): Pl. 1 Edényes növény : gomba arány = 1 : ezer leírt edényes növényfaj van Várható gombafajok száma 1,6 millió Pl. 2 Táplálékhálózatok elemzése alapján Rovar: növény arány = 10:1 270 ezer leírt edényes növényfaj Várható rovarfajok száma kb. 3 millió Pl. 3 Ha a paraziták többsége fajspecifikus, akkor a várható fajszám minimum a kétszerese az ismertnek Pl. 4 Erwin (1988) Manaus forest Tambopata (Peru) forest Coleoptera fajok átfedése 2,6 % Becslés: millió faj altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 6

7 Hány faj él a Földön? /4 Liocichla bugunorum Nematoda faj (mélytengeri vizsgálatok, esőerdei fák lombkorona vizsgálata, genetikai vizsgálatok, lakatlan élőhelyek ) Rejtett fajdiverzitás (EO Wilson) Évente több ezer új fajt írnak le! Ismert faj Becsült fajszám Enyaloides sp. Gombák 69 ezer 1,6 millió Nematoda 16 ezer 1 millió Baktériumok 6 ezer 4 millió (Prochlorococcus mikrobaktérium 1988, leggyakoribb élőlény) Macaca munzala Trimeresurus gumprechti Leptobrachium smithi Hány faj él a Földön? /5 altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 7

8 Az ismert kb. 1,6 millió faj megoszlása a főbb taxonok között Regionális különbségek a fajismeretben Hány faj él a Földön? /7 altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 8

9 Hány faj él Magyarországon? Földön élő fajok száma Hazai fajok száma Algák Gombák Zuzmók Mohák Harasztok Edényes növények Ízeltlábúak Egyéb gerinctelenek Gerincesek Summa ~ Ha ég a könyvtár folytassuk-e a katalogizálást, vagy oltsuk a tüzet? altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 9

10 Sokféleség becslése i) nincs általános mérőszám ii) összehasonlításban értelmezhető Fajgazdagság: egy adott területen élő fajok száma. Faj-egyed diverzitás: fajok száma és relatív gyakorisága egy adott területen. (reciprok) Simpson index D=1/Σp 2 i Egyenletesség E= D max =S Shannon-Wiener index H =-Σp i ln(p i ) pi = az i-edik faj egyedeinek aránya az összes egyedhez képest Egyenletesség J= H max = lns, ( S a fajszám ) D D max H H max A minta B minta Az eltérés szignifikanciája?? A minta B minta S 3 2 D 1,69 2 E 0,56 1 H 0,74 0,7 J 0,67 1 altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 10

11 Fafajok faj-egyed diverzitása az USA keleti részén található lombhullató erdőkben (Monk 1967) Sokféleség mintázatai < i) Miért kell ismernünk a mintázatot? ii) Mik a mintázatot kiváltó tényezők? ad i) előrejelzés a leghatékonyabb in situ védelem kialakítása ad ii)???? altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 11

12 Gaston K.J. (2000) a földrajzi szélesség és a sokféleség kapcsolata az elérhető energia és a sokféleség kapcsolata a lokális és a regionális sokféleség kapcsolata taxonok mintázatának kovarianciája * sokféleség időbeli mintázata A biodiverzitás időbeli mintázata Fossziliák alapján Szilárd váz 600 millió éve jelent meg Messel, Germany, millió éves i) Az eddig élt fajoknak csak kevesebb mint 1%-áról vannak fosszilis leletek. ii) A maradványok legtöbbször csak a szervezet piciny részét jelentik. iii) A váznélküli élőlények messze alulreprezentáltak a leletekben. iv) A leletek 95%-a tengeri, a ma élő organizmusok 85%-a viszont szárazföldi. Darwinius masillae altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 12

13 A biodiverzitás időbeli mintázata /tömeges kihalás (Fajok alapján) A hatodik A 600 millió év alatt növekedett a fajszám (vízi élőhelyeken) 5+1 nagy kihalási periódus volt Kihalási ráta: 1:4, vagy 1:100 vagy 1:1000 A biodiverzitás időbeli mintázata /kipusztulások 400 év alatt kb (ismert) faj pusztult ki Turnover-t nem ismerjük Sebességet becsüljük (Eddig élt fajok 95%-a már kipusztult) 150 éve gyorsult fel a folyamat (tengeren túli kolonizációk) Növény 596 faj Mollusca 202 Arthropoda 65 Amphibia 2 Reptilia 23 Aves 117 Mammalia 62 altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 13

14 Becslések IUCN RED LIST /a jelen (2008) faj alapján 869 (1159) gyakorlatilag kihalt fajok (lehetségesen kihalt fajok) 3246 súlyosan veszélyeztetett 4770 veszélyeztetett 8912 sebezhető Σ faj Veszély fenyegeti: Kétéltűek 33 %-át, Madarak 12 %-át, Emlősök 25 %-át ban közel 450 emlősfajt tartottak nyilván veszélyeztetettként, köztük a tasmán ördögöt (Sarcophilus harrisii), amelynek populációja az elmúlt évtizedben 60 %-kal csökkent. altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 14

15 A biodiverzitás időbeli mintázata /kipuszt.kockázat A térkép a különböző területek várható természetvédelmi kockázatát jelöli a vöröstől a sötétzöldig terjedő színskálával. Számokkal néhány terület adata az ott élő ritka kétéltű-, hüllő-, madár- és emlősfajok számáról A biodiverzitás időbeli mintázata /kipuszt.becslése Kihalási ráta becslése fajszám-terület összefüggésből S = CA z (később még beszélünk róla) z 0,3 (range: 0,15-0,45) a terület 90%-kal csökken, a fajszám 50%-kal a trópusi esőerdők területe évente 1,8%-kal csökken, akkor a fajszám ~0,54%-kal csökken kipusztulás faj/év trópusokon (mérsékelt becslés: 0,1-0,3%/év) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 15

16 A biodiverzitás időbeli mintázata /kipuszt.előszele Fajok átlagos élettartama (!?) változik (pl. madarak) evolúciós időben: 1-5 millió év jelenleg: 10 ezer év közel jövőben: év Nemzeti Biodiverzitás Monitorozó Rendszer (Leltározás) Egyedszám csökkenése, populációk/szubpopulációk kipusztulása DE ismernünk kell elterjedést: core vagy satellit metapopulációs dinamikát közösségi kapcsolatrendszereket (?) életmenetet: lassú vagy gyors DE általában ezeket nem ismerjük!! Több faj együttes változási trendje figyelmeztet! Haris Európában 195 madárfajnál (33 %) figyelmeztető a trend! Nyaktekercs altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 16

17 Háttérmagyarázatok a tömeges kipusztulásokra Extraterresztriális hatások (üstökös becsapódás) Tengerszint ingadozás (tengeri élőhelyek csökkenése) Klimatikus változások (lehűlés, albedo változása) Óceáni anoxia (nem globális) Kontinensvándorlások (provincialitás csökkenése) Megnövekedett vulkáni aktivitás Magnetikus átfordulások (?) A biodiverzitás időbeli mintázata /háttérmagyarázatok Kipusztulást prediktáló változók Nagy testméret Alacsony pop. növekedési ráta (r) és populációméret (N), nagy fluktuáció Ritka vagy időleges forrásokhoz kötődés (specializáció) Kis mozgékonyság Szűk elterjedés, endemizmus Trópusi élőlényeknél együtt jelentkezik a specializáció, a kisebb area és a kisebb tűrőképesség A diverz taxonok hosszabb életűek (megfigyelés) A biodiverzitás időbeli mintázata /prediktáló változók altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 17

18 A biodiverzitás időbeli mintázata /szárazföldön A biodiverzitás időbeli mintázata /egysejtű+növény altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 18

19 A biodiverzitás időbeli mintázata /kovariancia A biodiverzitás időbeli mintázata /eltérő speciáció Fajok száma Eutheria csoportnál Rendek fajgazdagsága Családok (Rodentia) fajgazdagsága Genusok (Mókusfélék) fajgzdagsága Genusok altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 19

20 Magyarázatok a diverzitás evolúciós léptékű növekedésére A növekedés nem egyetlen okra vezethető vissza! kontinensvándorlások klímaváltozások élőhelyek architekturális komplexitásának növekedése diverzebb taxonok gyakoriságának a megnövekedése verseny és niche-elkülönülés növekedése (mutációs ráta növekedése speciáció felgyorsulása) DE: régebbi fossziliák megtalálási esélye kisebb! Gaston (2000) a földrajzi szélesség és a sokféleség kapcsolata az elérhető energia és a sokféleség kapcsolata (máshol tárgyalják részletesen) a lokális és a regionális sokféleség kapcsolata taxonok mintázatának kovarianciája * sokféleség időbeli mintázata altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 20

21 A biodiverzitás térbeli mintázata A fajok eloszlása a Földön nem egyenletes! Fontos a skálázás! Fajszám terület kapcsolat (Lásd szigetbiogeográfia bővebben) Lumbricidae fajok Európában Növényfajok ausztrál szigeteken A biodiverzitás térbeli mintázata /skálázás z S = CA C taxonra, abundanciára és lokalitásra jellemző állandó A S z terület nagysága fajszám állandó (kolonizáció sebességét, a sziget topográfiai heterogenitását jellemzi) Rozenzweig (1995): 4 az 1-ben hatást vet fel i) kis területeknél (azonos biótánál) eltűnhet a fajszám területfüggése ii) nagy területeknél habitat hatás tüntetheti el a fajszám területfüggését iii) valódi szigeteknél a habitat hatás keveredik a bevándorlás/kihalás hatásával iv) nagyon nagy területeknél zavaró a speciáció magasabb és a kihalás alacsonyabb rátája (Costa Rica - Nagy-Britannia; terület 1:6-hoz, nagylepkék 30:1-hez!!!) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 21

22 A biodiverzitás térbeli mintázata /kovariancia a lokális és a regionális sokféleség kapcsolata A biodiverzitás térbeli mintázata/tenger/szárazföld Tenger és szárazföld összehasonlítása Tenger Szárazföld Állattörzsek száma sok kevés Kizárólagos előfordulás 2/3 csak itt Onychophora csak itt Fajgazdagság kisebb nagyobb (rovarok) Ismert fajok eloszlása 15 % 85 % A mintázat háttere (May 1994) o Élet vízi eredetű o Kontinentális környezet heterogénebb, mint a tengeri o A partszakaszok kevésbé arhitekturáltak, mint a szárazföld o A herbivória mintázata jelentősen különbözik a két nagy élőhely típusban o A testméret eloszlás különbözik a két nagy élőhely típusban altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 22

23 A biodiverzitás térbeli mintázata/szárazföld, általános Biogeo régiók Papillionidae Odonata Indotropikus Neotropikus Palearktikus Afrotropikus 9 16 Óceániai 8 11 Nearktikus 3 8 Mintázat 1) A hat régióból 3 trópusi, ott él a szárazföldi fajok 2/3-a 2) Neot., Indot., Afrot. irányban csökken a diverzitás, az első kettő inkább hasonlít, a harmadik kisebb 3) Neotrópus: legnagyobb a diverzitás 4) A mintázat nem konzisztens a toxonómiai csoportok között A biodiverzitás térbeli mintázata/tenger, általános Kevesebb barrier ismert, de nem homogén a tenger!!! Hőmérséklet, vagy áramlások alapján kategorizálnak A fajok 2 %-a él csak a víztestben 98 % az aljzaton vagy benne!!!!! Az összes faj 1/4-e ill. az összes hal 1/5-e a korallzátonyokon él Legnagyobb a sokféleség (Indo-Western-Pacific Regio) Indiai- és a Csendesóceán nyugati térségében altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 23

24 BUNAKEN a paradicsom (kitérő) A biodiverzitás térbeli mintázata/finomabb skálán Megadiverz országok 6-12 országban található a fajgazdagság %-a Madagaszkár Ausztrália Kína India Indonézia Malájzia Thaiföld Mexikó Brazilia Kolumbia Ecuador Peru Virágos növények alapján altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 24

25 Endemizmusok/Európa +világ Európai hegyvidéki flóra endemizmusai (%) Fajgazdagság Veszélyeztetettség Endemikus (bennszülött) egy faj, akkor ha egy adott régióban alakult ki és areája ma is erre a viszonylag szűk területre korlátozódik. Endemizmusok Orme et al. (2005) Endemizmusok/általános mintázat 52 biogeográfiai régióban a növ.faj és endemikus növ.fajok Mintázat: i) szigeteken általában magas az endemikus fajok száma (pl. Hawaii) ii) a terület méretével nő az endemikus fajok száma (? lásd előző térkép) iii) a fajok számával nő az endemikus fajok száma iv) endemikus fajok száma nő a sarkoktól trópusok felé 4,5 %-a a Föld felszínnek 73%-a a veszélyeztetett fajoknak Módszer: legalább két endemikus faj areája, terület < km2, n = 218 altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 25

26 Biodiverzitás horizontális mintázata Legegyöntetűbb és legrégebben megfigyelt mintázat! Humboldt et Bonpland (1807), Wallace (1853), Bates (1862) EMLŐSŐKFAJOK ELOSZLÁSA A FÖLDÖN (Davies T J et al. PNAS 2008;105: ) (a) A folytonos vonal a fajszám mediánját mutatja; a szürke sáv interquartilisek sávját; a fajszámot (100 km széles) szélességi sávonként becsülték. (b) Fajszám-térkép km négyzetekre, mélykéktől (minimum = 0 faj) pirosig (maximum = 258 faj). (c) Az átlagos elterjedési terület; egyebek, mint az a. ábrán /i) Fajszám nő a trópusok felé haladva/ 2008 by National Academy of Sciences Biodiverzitás horizontális mintázata/emlősök Európában (12 km 2 kvadrátokban a fajok száma, 0-79 faj) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 26

27 Biodiverzitás horizontális mintázata/madarak Falconiformes (Sólyomalkatúak) rend fajgazdagsága. /i) Fajszám nő a trópusok felé haladva/ Biodiverzitás horizontális mintázata/kétéltűek /i) Fajszám nő a trópusok felé haladva/ altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 27

28 Biodiverzitás horizontális mintázata/általános + példák i) Fajszám nő a trópusok felé haladva genusokra, családokra is igaz! ii) Meredekség változik fajok között pl. lepkék inkább trópusiak mint a madarak (meredekebb a változás) (kétszer annyi lepke van mint madár a Földön) iii) Meredekség É és D között különbözik iv) Kovariancia a taxonok között v) Maximum az Egyenlítőtől északra van Újvilági madárfajok eloszlása ( km 2 ) Papillionidae fajok eloszlása az Újvilágban /i) Fajszám nő a trópusok felé haladva/ Biodiverzitás horizontális mintázata/papillionidae,általános /i) Fajszám nő a trópusok felé haladva, kovariancia a földrészek között/ altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 28

29 Gaston (2000) a földrajzi szélesség és a sokféleség kapcsolata az elérhető energia és a sokféleség kapcsolata (máshol tárgyalják részletesen) a lokális és a regionális sokféleség kapcsolata taxonok mintázatának kovarianciája * sokféleség időbeli mintázata Biodiverzitás horizontális mintázata/taxon-kovariancia/1 (Családok száma km 2 kvadrátokban) Magvas növények Kétéltűek Hüllők Emlősök /i) Faj(család)szám nő a trópusok felé haladva, de a szórás jelentős lehet iv) Kovariancia a taxonok között/ altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 29

30 Biodiverzitás horizontális mintázata/taxon-kovariancia/2 Biodiverzitás horizontális mintázata/taxon-kovariancia/3 240x204 km kvadrátok Ausztrália Erszényes fajok és a a) madarak fajszáma, b) kétéltűek fajszáma, c) kígyók fajszáma Erszényesek altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 30

31 Biodiverzitás horizontális mintázata/kivételek SZÁRAZFÖLD Fordított mintázat ritka Pl: levéldarazsak, levéltetvek, gombák, fürkészek, gyilkosfürkészek (Braconidae), ill. Ausztráliában egyes területek között levéldarazsak TENGER Jobban megkérdőjelezhető a mintázat Két ok: i) zavaró a tengermélység hatása ii) kis mintaszám Nincs mintázat: korallhalak (a korallok melegtengeriek), problémás még a pelágikus élőlényeknél Mélytengeri és parti sáv élőlényeinél kifejezettebb a mintázat Biodiverzitás horizontális mintázata/tengerek Kagylófajok Kagyló genusok Földrajzi szélesség (Pelágikus élettér, m-ig Észak-Atlanti régió, Angel 1993) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 31

32 Biodiverzitás horizontális mintázata/nagy lépték A horizontális mintázat két robusztus jellegzetessége i) történetileg is helytálló ii) az Egyenlítőtől távolodva az É. és D. mintázat eltérő Zárvatermők előfordulási százaléka a krétai palynoflorában Crane & Lidgard 1989 Fenyő pollen /i) történetileg is helytálló/ Biodiverzitás horizontális mintázata/nagy lépték/aszimmetria Termesz genusok a földrajzi övekben km 2 kvadrátokban becsült értékek alapján (1 legészakibb előfordulás, 9-10 között az egyenlítő, 18 legdélibb előfordulás) /ii) az egyenlítőtől távolodva az É. és D. mintázat eltérő/ altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 32

33 Biodiverzitás vertikális mintázata/szárazföld (a harmadik dimenzió ) Mintázat i) nagy léptéknél nem számolnak vele ii) magassággal/mélységgel csökken a biodiv. iii) területre standardizálni kell (Himalája, Nepál) Biodiverzitás vertikális mintázata/szárazföld ( iii) területre standardizálni kell) (Crax fasciolata) Rahbek 1995, Dél-Amerika, trópusi madarak a) terület nem standard b) területre standardizálva, eloszlás pupos altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 33

34 Biodiverzitás vertikális mintázata/szárazföld (Barlangok és aljzat) Mintázat i) keveset tudunk (kevés adat a mintázathoz) ii) barlangok mélyén kemoszintetizáló baktériumok (hasonlóak a tengeri hidrotermális övekben élőkhöz) iii) földfelszín alatt 4000 m mélyen szintén élnek baktériumközösségek iv) szintenként akár 62 típust is találtak, de a típus-gazdagságnak nincs vertikális mintázata Biodiverzitás vertikális mintázata/tenger Mintázat i) a bentikus és pelágikus formáknál eltérő lehet a mélység-mintázat ii) biodiv. nő ~1500 m (pelágikus fajoknál) ~2000 m (megabentikus fajoknál) ~3000 m (makrobentikus fajoknál) Megabentos fajokra (halak, dekapodák, tengeri csillag, t. uborka) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 34

35 A biodiverzitás térbeli mintázata Mechanizmusok Átlagos nyári ºC és a költő madarak száma (Nagy-Britannia) Korrelációk környezeti változókkal Tenger felszín átlagos nyári ºC és a tengeri csigafajok száma (Csendes-óceán) Epicauta (Meloidae) bogárfajok száma és az evapostranszpiráció (É-Am) A biodiverzitás térbeli mintázata/mechanizmusok Korrelációk környezeti változókkal a) Csapadék- fák (D-Afrika) b) Csapadék- kétéltűek (Ausztrália) c) Havi átlagos hőmérséklet tartománya - madarak (É-Amerika) d) Fagymentes napok száma- gyíkok (É-Amerika, sivatagok) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 35

36 A biodiverzitás térbeli mintázata/mechanizmusok Korrelációk környezeti változókkal Fafajok száma és a primer produkció (É-Am) a) Ragadozó emlősök (Texas, 4100 km2) b) Fafajok (Amerika és Kelet-Ázsia, km2) A biodiverzitás térbeli mintázata/mechanizmusok Potenciális okok: Kompetíció Mutualizmus Predáció Foltosság/mozaikosság Környezet stabilitása Környezet prediktálhatósága Produktivitás Área (?) Élőhelyek sokfélesége Ökológiai idő Evolúciós idő Szoláris energia Parazitanyomás, Alacsony önmegtermékenyítési arány Léptéktől függ Kis lépték: fajkeletkezés, kipusztulás, kiés bevándorlás Nagy lépték: fajkeletkezés, kipusztulás Jablonski (1993) Post-Paleozoikumi tengeri rendek alapján Szignifikánsan több új (rend) előfordulás volt a trópusi vizekben Jó bizonyíték a trópusokon várható magasabb fajszámra altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 36

37 A fajszám változása ds/dt = O(S) E(S) O(S) fajképződési ráta, E(S) kipusztulási ráta Ha kihalási ráta = speciációs ráta, akkor a fajszám állandó, ha kihalási ráta > speciációs ráta, akkor a fajszám csökken, ha kihalási ráta < speciációs ráta, akkor a fajszám nő. A nettó fajszám pozitív valós szám! Összefoglalás 1. nincs pontos globális térkép a biodiverzitásról (elvi és gyak. okok miatt), de vannak mintázatok terület nő fajgazdagság nő (szigetbiogeográfia) helyi regionális fajgazdagság pozitív korreláció szárazföld tenger összehasonlítás szárazföld: kevés törzs, de nagy variáció (pl. rovarok) tenger: egy kivételével összes állattörzs, de kevés faj (15%) szárazföldi biogeográfiai régiók: trópusok magas diverzitás (2/3-a a fajoknak) tropikus régiók közül a Neotrópus a legdiverzebb tengeri régiók mások, mint a szárazföldiek korallzátonyok a legdiverzebbek (1/4-e a fajoknak) legnagyobb diverzitás: Indiai-Nyugat-Csendes-óceáni térségben mélytengerek diverzitása alig ismert diverzitás eloszlása egyenetlen: 12 megadiverz ország (fajok %-a) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 37

38 Összefoglalás 2. endemizmusok trópusok felé nő a számuk fajszám endemikus fajok száma + korreláció horizontális mintázat sok taxonnál, okok nem ismertek mintázat történeti időben is látható a két féltekén aszimmetrikus a mintázat vertikális mintázat szárazföldön a diverzitás csökken felfelé és lefelé tengerekben a mintázat konvex (domború) korreláció környezeti faktorokkal (probléma az időskála) taxonok együttmozgása variál okozati háttér (?????) altoko_glob_biodiv_mintazatok.ppt 38