BIODIVERZITA. WWF/IUCN/UNEP (1991): rozmanitost života ve všech jeho formách, úrovních a kombinacích. Zahrnuje diverzitu ekosystémů, druhů a genů.

Transkript

1 BIODIVERZITA WWF (1989): bohatost života na Zemi, miliony rostlin, živočichů a mikroorganismů, včetně genů, které obsahují, a složité ekosystémy, které vytvářejí životní prostředí. ÚMLUVA O BIOLOGICKÉ DIVERZITĚ (1992): variabilita všech živých organismů, ekosystémů a ekologických komplexů, jejichž jsou součástí; zahrnuje různorodost v rámci druhů, mezi druhy a ekosystémy. WWF/IUCN/UNEP (1991): rozmanitost života ve všech jeho formách, úrovních a kombinacích. Zahrnuje diverzitu ekosystémů, druhů a genů. výsledek 4 miliard let evoluce 1

2 genetická kulturní DIVERZITA >>úrovně<< druhová ekosystémová genetická populace jedinci chromozomy GE Y nukleotidy DIVERZITA >>úrovně<< druhová říše kmeny čeledi rody DRUHY poddruhy POPULACE jedinci kulturní lidské vztahy na všech úrovních ekosystémová biomy bioregiony KRAJI Y EKOSYSTÉMY STA OVIŠTĚ niky populace 2

3 MĚŘÍTKO časové prostorové JED OTKY - extinkce vs. speciace - lokální, regionální, globální - ekosystém, krajina cena geny, DRUHY, vyšší tax., společenstva, stanoviště, krajiny, půdy, klima přesnost HOD OCE Í DIVERZITY taxonomie, genetika, ekologie BIODIVERZITA Z TAXO OMICKÉHO A EVOLUČ ÍHO HLEDISKA taxonomie - základní rámec rozpoznání diverzity, systém fylogenetika - evoluční stromy def. druhu: morfologická, biologická, evoluční (fylogenetická) morfospecies, mikrospecies, kryptické druhy, hybridizace, introgrese speciace vs. extinkce 1.75 mil. z předpokládaných mil. popsána 13% nových druhů ročně (především hmyz) 1-5 ptáků a savců ročně (tropy) vzácněji nové ekosystémy 3

4 morfologická def.: skupina jedinců, která je svou některou vlastností morfologicky, anatomicky, fyziologicky nebo biochemicky odlišná od jiných skupin biologická def.: skupina přírodních populací, které se mezi sebou skutečně nebo potencálně kříží a které jsou reprodukčně izolovány od populací jiných druhů evoluční (fylogenetická) def.: nejmenší evolučně izolovaná linie, která si udržuje v čase i prostoru svou identitu a která má svůj vlastní nezávislý evoluční vývoj druh je charakteristický pro svůj jedinečný původ a historii, soubor výlučných společných vlastností, unikátní ekologická nika, potomstvo patří ke stejnému druhu (Štys 1998) 4

5 5

6 DRUHOVÁ BOHATOST ČESKÉ REPUBLIKY taxon/skupina počet druhů sinice a řasy houby mechorosty lišejníky vyšší rostliny hmyz ostatní mnohob. bezob. ryby a mihulovci obojživelníci plazi ptáci savci celkem (bez virů, bakterií, jednobuněčných živočichů) Biologové stále objevují dosud přehlížené druhy, jako je veverka Laoská 6

7 Kipundži stromový pavián Papio kipunji objeven 2005 Stručný přehled faktů: Wollemia nobilis Čím je pozoruhodný: Jeden z nejstarších a nevzácnějších stromů na světě Vědecký název: Wollemia nobilis (český překlad wollemia vznešená) Čeleď: Araucariaceae Příbuzné druhy: blahočet ztepilý, blahočet Bidwillův, blahočet Cunninghamův, blahočet chilský a damaroň australská Objevení: V roce 1994 Davidem oblem, ochránce a terénní pracovník árodních parků a rezervací ového Jižního Walesu Kde: a utajovaném místě, přibližně 200 km západně od Sydney (Austrálie) v národním parku Wollemi, který je součástí oblasti světového dědictví známé jako širší Modré hory. Stáří: Wollemia vznešená náleží do čeledi Araucariaceae, jejíž stáří je 200 milionů let. ejstarší známá fosílie: 90 milionů let Přírodní populace: Je známo, že se v národním parku Wollemi vyskytuje méně než sto dospělých stromů a tyto stromy se nevyskytují jinde na světě. Charakteristiky: Jehličnan s atraktivním, nezvykle tmavě zeleným jehličím a kůrou jakoby potaženou bublinkovou čokoládou. V přírodě mají nejstarší stromy výšku 40 metrů a mohou být starší než 1000 let. Růst: Může přežít teploty v rozmezí od -5 do 45 C, přičemž dochází k provádění pokusů v širším spektru klimatických podmínek. Dobře reaguje na prostředí interiérů s nižší úrovní slunečního světla. 7

8 8

9 BIODIVERZITA Z GE ETICKÉHO HLEDISKA evoluce, adaptace genotyp vs. fenotyp genofond (gene pool) - soubor genů v populaci v daném čase genetický polymorfismus zdroj - sexuální reprodukce, mutace genetická diverzita druhová d. - relativní bohatství různých genů ekosystémová d. - relativní bohatství různých procesů, ke kterým geny připívají 9

10 počet druhů nalezených v daném území stoupá lineárně s počtem čeledí druhové bohatství je úzce korelováno s bohatstvím vlastností druhů (genotyp a fenotyp) BIODIVERZITA Z EKOLOGICKÉHO HLEDISKA druhy rozmístěny nerovnoměrně - prostorový pattern důvody: a) historické př. rozpad Pangey b) abiotické př. klima a půdní typy c) biotické př. potravní sítě 10

11 SROV Á Í DIVERZITY MEZI OBLASTMI BOHATSTVÍ DRUHŮ (species richness) počet druhů, species per country, stejná váha, indexy diverzity ROZMANITOST DRUHŮ (species diversity) počet druhů a jejich početnost TAXONOMICKÁ DIVERZITA (taxic diversity) taxonomická nepříbuznost, počet vyšších taxonů FUNKČNÍ DIVERZITA (functional diversity) bohatství vazeb, interakcí, procesů, strategií potravní sítě, klíčové druhy, guildy globální pohled: struktura > složení Keystone species Charismatické (vlajkové), deštníkové druhy; indikátorové druhy 11

12 EUTRÁL Í TEORIE BIODIVERZITY Hubbell S.P. 2001: TheUnified eutraltheoryofbiodiversityandbiogeography rozšíření a zobecnění teorie ostrovní biogeografie (kolonizace a extinkce) predikuje nejen diverzitu, ale i rozložení abundancí a změny diverzity v prostoru náhodný ekologický drift (~ genetický drift, neutrální alely) ne diferenciace nik, ale dynamika migrace, extinkce a speciace ekologická společenstva jsou neutrální, všechny druhy jsou si rovné, interakce jsou povoleny, pokud se druhy chovají stejně př. lokální koexistence stromů v pralese (50ha les, Barro Colorado Island, Panama) I DEXY DRUHOVÉ ROZMA ITOSTI 12

13 alfa ( ) diverzita - lokální - členitost, mozaikovitost, diverzita stanovišť, reliéf - nadmořská výška, vzdálenost od sídel beta ( ) diverzita - gradienty prostředí - species turn-over - gama/alfa Whittaker (1960, 1972): Evolution and measurement of species diversity. - Taxon 21: within-habitat - between-habitat gama ( ) diverzita - regionální - počet druhů v regionu - násobek alfa- a beta diverzity Species - area => species - habitat - area alfa diverzita - lokální - členitost, mozaikovitost, diverzita stanovišť, reliéf - nadmořská výška, vzdálenost od sídel beta diverzita netopýři v P, Peru - gradienty prostředí - species turn-over - gama/alfa gama diverzita - regionální - počet druhů v regionu - násobek alfa- a beta diverzity 13

14 Př. počet druhů v maloplošných chráněných územích alfa a beta diverzita = odhad gama (regionální) diverzity teplé vápencové a flyšové oblasti - Pálava (1300) - Český kras (1600) - Bílé Karpaty (1320) pestrý reliéf říčních údolí - Křivoklátsko (1250) střední a vyšší polohy neúživný substrát - Česká les (770) - Orlické hory (820) - Krkonoše (720) 14

15 DIVERZITA OBLASTÍ RŮZ É VELIKOSTI 1cm 2 ; 0,1ha; 10km 2 ; 100km 2 (1 o x 1 o ) př. druhy ptáků Ekvádor 1435 / km 2 Kanada 426 / 10 7 km 2 evropské žížaly na území 100m km 2 S = c. A z c - indikační skupina (savci, motýli ) z - 1/4 (v reálu 0,15-0,8) Ekvádor 61 / plocha 1/4 Kanada 7,5 / plocha 1/4 log počtu druhů log plochy 16n plochy = 2n druhů Arrhenius 1921 Log - Gleason 1922 Ln S = ln c + z*ln A LOKÁL Í DIVERZITA (alfa) - určena ekologickými procesy - koexistence druhů - mezidruhová konkurence - predace, disturbance - heterogenita prostředí - ostrovní efekty - kolonizace vs. vymírání - velikost a vzdálenost od zdroje - nenasycená společenstva př. lokální diverzita stromů v tropech 15

16 REGIO ÁL Í DIVERZITA (gama) - určena dynamikou vzniku a zániku druhů obecné zákonistosti: - větší oblasti - více druhů - různé taxonomické skupiny různě bohaté ptáci ového světa - malé organismy druhově početnější - vysoká a nízká produktivita - nižší diverzita - od rovníku k pólu se diverzita snižuje (vyjímky: perloočky ; mšice, lumkovití ) 16

17 HORKÁ MÍSTA BIODIVERZITY - HOT SPOTS lokální až globální měřítko vysoký počet druhů (tropy) vysoký počet endemitů (Endemic Bird Areas) významný genofond (Vavilovská centra) velká diverzita biotopů velký počet druhů adaptovaných na speciální půdní podmínky území ohrožená devastací vzácnost (rarity) druhů 17

18 HORKÁ MÍSTA BIODIVERZITY - HOT SPOTS oblasti s vysokou koncentrací vzácných, ohrožených a především reliktních a endemických druhů 25 hotspots - 1,4% souše 0,6% chráněno - 44% end. rostlin a 35% obratlovců 68% překryv s EBA (Endemic Bird Area) 82% s Int. Centres of Plant Diversity and Endemism (IUCN/WWF) 92% s nejvíce ohroženými 200 ekoregiony (WWF) cold spots (hory) black spots (vymírání) megadiverzitní země - 17 zemí, 60-70% celosvětové diverzity oblasti nedotčené přírody: 75% původní vegetace, < 5 lidí/km2 Nová guinea endemických rostlin Amazonie + Konžská pánev - dalších druhů ekologické gradienty (transitional zones) 18

19 počet druhů (červená místa - - nejbohatější, modrá místa - - nejchudší) počet vzácných a endemických druhů projekt Worldmap 19

20 počet druhů počet vzácných a endemických druhů 20

21 HOTSPOT DLE VZÁC OSTI Míra dle velikosti areálu zahrnuje druhy podle: absolutní velikost areálu (př km 2 ) měření diverzity v % druhů s nejužšími areály (př. 25% všech druhů, rare quartile richness) celková druhová bohatost vážky bohatost 25% nejvzácnějších druhů neřeší významné druhy s jen o něco větším areálem vzácnost je spojitou funkcí velikosti areálu větší váha pro druhy s omezenějším areálem druhová bohatost 21

22 ČESKÁ HOT SPOTS - teplé až středně teplé oblasti - úživné horniny - vertikální stanovištní pestrost př. Český Kras, České středohoří, Křivoklátsko, Bílé Karpaty - horizontální stanovištní pestrost - nivy velkých řek, pánve, kotliny př. Polabí, Pomoraví; Třeboňsko, Dokesko lokální vyjímečnost - odchylka od závislosti počtu druhů na ploše koncept ekologických fenoménů 22

23 ekologické fenomény- krasový, pískovcový - dolomitový, sprašový - slínovcový - flyšový - neovukalnitový, hadcový - suťový, skalní - říční a údolní - mrazové kotliny, vrcholový, karový - ostrovní charakter - specifičnost př. - Velká Kotlina (225ha, 485 druhů) - Čertova skála na Křivoklátsku (2,3ha, 311 druhů) - Hrabanovská černava v Polabí (28ha, 470 druhů) CHÚ 23

24 PLÁ OVÁ Í REZERVACÍ A OCHRA A BIODIVERZITY 24

25 HORKÁ MÍSTA BIODIVERZITY - HOT SPOTS lokální až globální měřítko vysoký počet druhů (tropy) vysoký počet endemitů (EBA) území ohrožená devastací významný genofond (Vavilovská centra) velká diverzita biotopů velký počet druhů adaptovaných na speciální půdní podmínky vzácnost (rarity) druhů IBA, IPA, IFA (ptáci, rostliny, houby) KLASIFIKACE VZÁC OSTI A BĚŽ OSTI všechny ohrožené druhy jsou vzácné, ne všechny vzácné druhy jsou ohrožené Geografický rozsah Velký Malý Rozmezí biotopů široké úzké široké úzké Místní populace velké Místní populace malé A B B B B B B C (A) druh není vzácný (B) druh je vzácný z jednoho hlediska (C) druh vzácný ze tří hledisek 25

26 PROČ JSOU OHROŽE É DRUHY VZÁC É specifické biotopy vzácné v prostoru (př. ústí jeskyň, hadce) biotopy vzácné v čase (ranná sukcesní stádia - obnažená dna, lomy) limitace zdroji (konkurence, predace, parazitace) vhodné biotopy jsou malé (př. ostrovy) vhodné biotopy jsou mimo areál VÝZ AM Á PTAČÍ ÚZEMÍ (IBA) Evropa , ČR - 16 BirdLife International Česká ornitologická společnost 26

27 BOTA ICKY VÝZ AM Á ÚZEMÍ (IPA) mezinárodního sdružení Planta Europa partnerská organizace AOPK ČR organizace Plantlife International, Londýn druhy cévnatých rostlin, ale i druhy hub, mechorostů a lišejníků JAK AVRH OUT CHRÁ Ě Á ÚZEMÍ? biogeografický přístup vlastnosti políček - počet druhů - vzácnost druhů - vyšší taxony, indikátory - genetická příbuznost - endemismus druhů - cena políčka - využití políčka 27

28 Jaká je vzájemná souvislost mezi - počtem druhů a vzácností druhů - počtem druhů a endemismem - počtem druhů a genetickou příbuzností mezi taxony a uvnitř taxonů (skupin)? Jak moc je vhodné využívat indikátorové druhy? VÝSLEDEK: horká místa pro vyšší taxony se nepřekrývají (překrývají se více v tropech než mimo tropy) malý překryv mezi oblastmi s vysokou druhovou bohatostí a endemismem, malý překryv mezi taxony, i uvnitř taxonů jednoduchá ochrana míst s vysokým počtem druhů, nebo podle jedné indikační skupiny neřeší komplexní ochranu biodiverzity! 28

29 Zdroje informací o biodiverzitě I Primack a kol. (2001): Biologické principy ochrany přírody, Portál, Praha. Primack R. B. (2002): A Primer of Conservation Biology, Sinauer, Sunderland. Ekologické fenomény a biodiverzita: Živa 1999/47/3: Plánování rezervací a ochrana biodiverzity. Ochrana přírody 1999/54/2. Kolik žije v České republice druhů: Ochrana přírody 2001/56/6: Jsou horká místa globální biodiverzity vhodnými prioritami pro péči o biologickou rozmanitost v celosvětovém měřítku? Ochrana přírody 2003/58/7: Biodiversity hotspots for conservation priorities: Nature 2000/403/24: Global patterns in biodiversity: Nature 2000/405: Wilson E.O. (1988): Biodiversity ( /html/index.html, elektronický text knihy) Mittermeier et al: Hotspots Revisited, Earth's Biologically Richest and Most Endangered Terrestrial Ecoregions, Conservation International. Zdroje informací o biodiverzitě II Convention on Biological Diversity- World Resource Institute - biodiversity and protected areas- Center for Conservation Biology Network: Ecology and Biodiversity Biodiversity and Worldmap- Biodiversity Web - Tree of Life- Conservation International: hotspots, wilderness areas Biodiversity and conservation: A Hypertext Book by Peter J. Bryant WWF: nejohroženější ekoregiony světa The National Biological Information Infrastructure: odkazy na stránky o biodiverzitě Global Biodiversity Information Facility- European Network for BD Information and Biomonitoring 29