INTERSPECIFICKÉ INTRASPECIFICKÉ. Interakce mezi organismy. Základy ekologie pro KPT 2.12.2014



Podobné dokumenty
Amensalismus Komensalismus Mutualismus

a) zkonzumují za život velké množství jedinců, avšak nespotřebují jedince celého, nezpůsobují jeho smrt, i když mu svou aktivitou škodí

Mezidruhové vztahy. Michal Hejcman

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

INTERSPECIFICKÁ KOMPETICE

HERBIVOŘI PARAZITI PATOGENY PETRA ZAHRADNÍČKOVÁ MASARYKOVA UNIVERSITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV BOTANIKY A ZOOLOGIE

Ekologická společenstva

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie živočichů

SSOS_ZE_1.14 Jedinec, druh, populace

Vyšší odborná škola a Střední škola Varnsdorf, příspěvková organizace. Šablona 09 VY 32 INOVACE

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49

Ekologie živočichů, téma 24 : Parasitismus

Vztahy mezi populacemi

Nika důvod biodiverzity navzdory kompetici

Biotické interakce. Biotické interakce (vztahy) = vztahy a vazby mezi organismy v ekosystému. Postavení živocichu v lesním ekosystému

Otázka číslo 13B. Typy interakcí mezi populacemi: Neutralismus. Konkurence

ŽP - EKOLOGIE (K143EKOL)

Populace, populační dynamika a hmyzí gradace

Kooperace a Aleeho efekt. Kristýna Kopperová

Vnitrodruhová (intraspecifická) konkurence

NIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie 2014 Monika Hloušková

3.9 SPOLEČENSTVO VZTAHY MEZI ORGANISMY KONKURENCE. Vztahy mezi druhy. Konkurence. Nika. Vztahy mezi organismy dvou druhů: 1.

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 6:

Predace - její konsekvence pro dynamiku a evoluci společenstev

XI. Predace Predace Praví predátoři Spásači Paraziti Parazitoidi

Projevy života. přijímání potravy dýchání vylučování růst pohyb dráždivost rozmnožování dědičnost

Přírodopis - 6. ročník Vzdělávací obsah

VZTAHY MEZI POPULACEMI (MEZIDRUHOVÉ VZTAHY)

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ORGANISMY

Ekologie tropických lesů a jejich obyvatel

Rozptyl a migrace. Petra Hamplová

Ekologie. (obecná ekologie, ochrana životního prostředí, globální problémy)

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Biologická olympiáda, 46. ročník, školní rok okresní kolo kategorie C soutěžící číslo

Populace 2. = soubor jedinců téhož druhu vyskytující se v určitém prostoru, má atributy jednotlivců i speciální skupinové.

vznik života na Zemi organické a anorganické látky a přírodními jevy ekosystémy, živé a neživé složky přírodního prostředí

Lucie Jančíková. Obrana před predátorem

Země živá planeta Vznik Země. Vývoj Země. Organické a anorganické látky. Atmosféra Člověk mění složení atmosféry. Člověk mění podnebí planety

World of Plants Sources for Botanical Courses

Aplikovaná ekologie. 2.přednáška. Ekosystém, vztahy na stanovišti, vývoj

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Mezidruhové vztahy. foto: Kosińscy. Neutralismus, protokooperace, komenzalismus, mutualismus, amenzalismus, kompetice, predace, parazitismus

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

PŘÍLOHA NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU) /...


Základní škola a mateřská škola Drnholec, okres Břeclav, příspěvková organizace CZ.1.07/1.4.00/

primární producenti: řasy, sinice, vodní rostliny konkurence o zdroje mikrobiální smyčka

TEORETICKÁ ČÁST test. 4. Podtrhni 3 kořenové poloparazity: ochmet, světlík, černýš, kokotice, jmelí, raflézie, kokrhel, podbílek

VZDĚLÁVACÍ OBOR: PŘÍRODOPIS 6. ROČNÍK

ČAS LÉTAT Evoluce: O původu druhů rozšíření

Dynamika populace. - výkyvy populační hustoty (jakékoliv změny početnosti populace) - rozhodující faktory jsou natalita, mortalita, příp.

Rybářství 4. Produktivita a produkce. Primární produkce - rozdělení. Primární produkce - PP

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo předmětu Přesahy, poznámky. Poznáváme přírodu

Moderní biologie na dosah ruky EUSOCIALITA. Kateřina Černá Přírodovědecká Fakulta Univerzity Karlovy, Katedra zoologie

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

ORGANIZMY V EKOSYSTÉMECH

Základní škola Fr. Kupky, ul. Fr. Kupky 350, Dobruška 5.6 ČLOVĚK A PŘÍRODA PŘÍRODOPIS - Přírodopis - 7. ročník

NEŽIVÁ PŘÍRODA. 1. Spoj čarami NEŽIVOU přírodu a její složky: Název materiálu: Opakování- vztahy mezi organizmy Autor: Mgr.

Viry. Bakterie. Buňka

SOBECKÝ GEN. Proč gen? Co je fitness? Proč sobecký? Můžou se posádky promíchávat? Jak se geny šíří?

SOBECKÝ GEN. Proč gen? Co je fitness? Proč sobecký? Co je objektem přirozeného výběru? Jedinec? Skupina? Gen (resp. alela)?

Vodní ekosystém. vstupy z atmosféry odtok. vstupy z povodí (přítok) potravní vztahy (metabolismus, cykly živin)

Ekologické faktory rozšíření rostlin a živočichů

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vymezení druhové rozmanitosti

Zkoumá: Obory ekologie:

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM. D. Kvasničková a kol.: Ekologický přírodopis pro 7. ročník ZŠ a nižší ročníky víceletých gymnázií, 1. a 2.

Přírodopis. 8. ročník. Obecná biologie a genetika

I. Sekaniny1804 Přírodopis

4.3. Vztahy rostlinstva a prostředí T Vzájemné vztahy mezi rostlinami (1/51)

X. Kompetice. Jedinec ovlivňován podmínkami v nichž žije a zdroji, které potřebuje ostatními členy populace jeho druhu jedinci jiných druhů

Program péče o velké šelmy

Dědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování

Tematický plán učiva BIOLOGIE

druhu ( místě čase společný genofond

Vodní ekosystém. vstupy z atmosféry odtok. vstupy z povodí (přítok) potravní vztahy (metabolismus, cykly živin)

Genetika kvantitativních znaků

Evoluce pohlaví a determinace pohlaví. Marie Ošlejšková

Lesnická fytopatologie a rostlinolékařství

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

Taxonomický systém a jeho význam v biologii

Populace. Skupinové atributy populace. Ekologie populací. Soubor všech jedinců téhož druhu, vyskytující se v určitém čase na určitém místě.

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

Okoun říční - Perca fluviatilis

Inovace výuky zoologie Skladištní škůdci

Otázky pro opakování. 6. ročník

Šablona č Přírodopis. Výstupní test z přírodopisu

Role živočichů v ekosystémech a faktory ovlivňující jejich výskyt a početnost

4.6. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Přírodopis Charakteristika vyučovacího předmětu Přírodopis

PŘÍRODOVĚDNĚ INSTRUMENTÁLNÍ POHLED. Doporučení pro předmět: přírodopis (biologie), ekologie, ekologický seminář

Potravní síť Společenstvo

VII. Biotické faktory

Základní pojmy I. EVOLUCE

orientuje se v přehledu vývoje organismů a rozliší základní projevy a podmínky života

Předmět: PŘÍRODOPIS Ročník: 6. ŠVP Základní škola Brno, Hroznová 1. Výstupy předmětu

Transkript:

Základy ekologie pro KPT Interakce mezi organismy INTRASPECIFICKÉ INTERSPECIFICKÉ KOOPERACE KOMPETICE KANIBALISMUS MUTUALISMUS PROTOKOOPERACE KOMPETICE PREDACE AMENZALISMUS KOMENZALISMUS NEUTRALISMUS ATD. 1

Typy vztahů mezi organismy Vnitrodruhové=intraspecifické - vznikají mezi jedinci stejného druhu, který tvoří danou populaci, realizace těchto vztahů je podmínkou pro vlastní existenci druhu Mezidruhové = interspecifické -jednotlivé druhy si mezi sebou konkurují o zdroje -často se jedná o druhy na stejné trofické úrovni -při jednostranném přemnožení druhu dochází také ke konkurenci vzhledem k nárůstu biomasy přemnožených jedinců, kteří omezují ostatní druhy Kompetice = konkurence vztah mezi jedinci vyvolaný společnou potřebou omezeného zdroje, směřuje ke snížení možnosti přežití, růstu a reprodukce soutěžících jedinců (snížení fitness) ekologická nika: prostředí, kde žije organismus, rozsah významný pro kompetici = nároky organismu na prostředí podobné nároky na prostředí vliv na disperzi, teritorialitu a regulační mechanismy habitat: fyzikální prostředí organismů, má mnoho nik a) realizovaná nika: velikost niky v podmínkách působení limitujících faktorů prostředí (kompetice a predace- zmenšení realizované niky; mutualismus- zvětšení niky) b) fundamentální nika: potenciální nika v podmínkách absence kompetice a predace 2

Interspecifická kompetice u jedinců obou druhů se snižuje fitness (jeden je ale vždy o poznání více utlačovaný ) působí prostřednictvím změn natality a mortality živočichové především o potravní zdroje sedentérní organismy především o prostor nejlépe se dá pozorovat u cechů (gilda = skupina organismů s různým původem ale společným způsobem obživy) má vliv na realizovanou niku Realizovaná vs fundamentální nika 3

Gauseův princip 2 druhy se stejnými nikami spolu nemohou koexistovat na stejném místě a čase kompetici je možné se vyhnout: náhodný vznik neobsazených nik slabý kompetitor první kolonizátor, silný kompetitor není slabý kolonizátor sezónnost efemernost prostředí - plod, mršina (různé cykly rozmnožování nahloučená distribuce u silnějšího kompetitora -> k vnitrodruhové kompetici Efekt kompetice konkurenční vyloučení nebo výběr rozdílných mikrohabitatů divergence = druhové rozrůznění 4

5 Model Lotka-Volterra hledám řešení pro obě rovnice naleznu body pro 1. druh bod A: N 1 =0, N 2 =K 1 /α 12 bod B: N 1 = K 1, N 2 =0 naleznu body pro 2. druh bod A: N 2 =0, N 1 =K 2 /α 21 bod B: N 2 = K 2, N 1 =0 0. 0. 1 21 2 2 2 12 1 1 N N K N N K 2 1 21 2 2 2 2 1 2 12 1 1 1 1.. 0.. 0 K N N K N r K N N K N r Izokliny nulového růstu 4 situace: Model Lotka-Volterra

Ověření modelu - trepky Ověření modelu - potemníci Tribolium castaneum potemník hnědý Tribolium confusum potemník skladištní 6

Kooperace termín není dostatečně definován typ vztahu mezi jedinci, který pro všechny kooperující jedince směřuje ke zvýšení možnosti přežití, růstu a reprodukce soutěžících jedinců (zvýšení fitness) Intraspecifická kooperace egoismus chování ve svůj prospěch altruismus chování ve prospěch ostatních Existuje v přírodě altruismus? Intraspecifická kooperace: I) mezi příbuznými II) mezi nepříbuznými jedinci 7

Kooperace mezi příbuznými jedinci Kooperace mezi příbuznými příbuzenský výběr (kin selection) např. rodičovská ochrana příbuzní si musí pomáhat, protože šíří svoje geny teorie inkluzivního fitness nepředpokládá rozvoj altruizmu bez příbuznosti, může však dojít k vynucení altruizmu skrze manipulaci (viz. kukačka) fenotypový altruismus je genotypový egoismus i přes ztráty přináší benefit jedinci 8

Hamiltonovo pravidlo jedinci, již přednostně pomáhají svým příbuzným, s nimiž mají společné geny, může vzrůstat reprodukční zdatnost (fitness) tato zdatnost je stanovena podle počtu kopií genu předaných do dalších generací dvě možnosti jak dosáhnout jejího zvýšení: I) přímo předáním genů svým potomkům II) nepřímo pomocí k reprodukci příbuzným jedincům, nositelům stejného genu r proporce sdílených genů B benefit pro příjemce (o kolik více potomků bude produkováno) C cena za altruismus r b c r Hamiltonovo pravidlo c b r koeficient příbuznosti b benefit získaný pomocí c ztráta díky pomocí L počet spojnic v příb. vztahu r pravděpodobnost sdílení shodného genu platí u diploidních organismů L je počet spojnic v příbuzenském vztahu r 1 2 L r=0.5 p(aa)=p(a).p(a) otec p(bb)=p(b).p(b) matka p(aavbb)=p(aa)+p(bb) r = (0.5x0.5)+(0.5x0.5) 1 r 2 2 1 r 2 2 4 3 0.25 0.125 9

Sociální hmyz včely haplodiploidie ( 1n 2n počet sad chromozomů) 1n 2n 100% 100% 50% 50% 100 50 r=0.75 100 50 50% 50% 50% 50% - dělnice spolu sdílení 75% genů = podpora altruismu Kooperace mezi nepříbuznými jedinci 10

Altruismus altruismus původně vysvětlován na základě skupinového výběru (group selection) altruismus lze nejjednodušším způsobem vysvětlit přes egoismus (pouštní Myrmica více královen produkuje více jedinců a vytlačují ostatní mravence (loupeživí), po vítězství se navzájem pozabíjí, zůstane jedna královna) Reciproční altruismus reciproční altruismus pomoc nepříbuznému jedinci -> očekávám, že mi to vrátí v budoucnu pokusy u Desmondus rotundus (upír obecný) pokud se samice 3x nenapijí, tak hynou, ale pokud jsou hladové, tak je ostatní krmí->příště budou muset pomoct ostatním prokázán větší altruismus u samic, které se znají 11

Vězňovo dilema vychází z teorie her (von Neumann, Oskar Morgerstern, John Nash) vězňovo dilema (the prisoner s dilema), 1950 (Merrill Flood a Melvin Dresher) Tit for tat 1984 Robert Axelrod The Evolution of Cooperation (1984) pro 1 pokus vždy zrada, nepředpokládám-li opakování a paměť Tit for Tat Anatol Rapoport A\B B kooperace B nekoop A kooperace A(3),B(3) A(0),B(5) A nekoop A(5),B(0) A(1),B(1) Tit for tat nabídnu spolupráci a opakuji kroky soupeře 12

Formy a důkazy altruismu? Manipulace hnízdní parazitismus (hostitel maximalizuje zisk parazita) ryby s výrůstky napodobují kořist a lákají přímo k sobě manipulace, aby pro ně ostatní pracovali (rodiče) špačci vyhodí druhému vajíčko a nakladou tam své manipulace je také varování před nepřítelem a signály (antilopa dává signál, že vidí nepřítele) Formy a důkazy altruismu? Shlukování - teorie sobeckého stáda = řada živočichů tráví mnoho času pospolu ve velkých skupinách - snaží snížit šanci, že při útoku predátora budou sežrání právě oni - souvisí se synchronizací organismů v prostoru a čase - manipulace - když uteče sám, jsem příliš nápadný Stádo ovcí s/bez ovčáckého psa v obou případech ovce vykazují velmi silnou přitažlivost ke středu stáda, a prakticky neustále kladou při pohybu nenápadný důraz na proniknutí do centra stáda. https://www.youtube.com/watch?v=o54zo30lnas 13

Interspecifické interakce Základní typy interakcí Typ vztahu Druh 1 Druh 2 Příklad kompetice - - trepky Paramecium predace + - kočka-myš parazitismus + - tasemnice-člověk neutralismus 0 0 vrabec-sýkora protokooperace + + sasanka-krab poustevník mutualismus + + mravenec-mšice komenzalismus + 0 sup-lev amenzalismus - 0 mikroorganismus-houba 14

Mutualismus mutualismus = širší pojem, oboustranně výhodná interakce nemusí být nutně symbionty = organismy v blízkém fyzickém kontaktu, ale řada z nich je Mutualismus obligátní: permanentní spojení (lichenismus, rak se sasankou) fakultativní: příležitostné spojení (opylování květů hmyzem, kolibříky a netopýry; přenášení semen) symbiotický: uvnitř těl organismů (mykorrhiza, termiti a prvoci) obranný: akácie (duté trny), mšice a mravenci 15

Protokooperace soužití nezávazné, oba druhy mají prospěch (kolektivní hnízdění ptáků; africká antilopa impala pavián babnivo: aliance proti útokům predátora - antilopa má výborný čich, pavián vynikající zrak ) klubák a hroch Komensalismus populace jednoho druhu (komenzál) těží z aktivity jiného druhu, který není přítomností komenzála poškozován 16

Komensalismus - typy Dle stupně vázanosti: parekie- sousedství 1 druhu s druhým jako ochrana před predátory (vrabci a obydlí, sasanky a korálové ryby) synekie- společný výskyt 2 druhů (brouci v doupatech svišťů) forézie - využití jiného druhu k přenosu (brouci a roztoči) druhy se běžně setkávají, jsou na sobě nezávislé, nijak se neovlivňují skokan vs. srnec Neutralismus vrabec vs. sýkora 17

Amensalimus soužití mezi druhy, kdy jeden brzdí rozmnožování, růst a vývoj druhého druhu vylučováním svých metabolitů ten je označován jako inhibitor a ovlivňovaný druh jako amenzál = také antibióza, allelopatie je znám u mikroorganismů allelopatické látky jsou silice, terpeny, fenoly, alkaloidy. známý je penicilin vylučovaný plísní Penicillium notatum, inhibiční látky vylučované rostlinami merlík, pelyněk atd.) řasy a sinice vylučují látky inhibující ryby Predace 18

Typy predace praví predátoři zabíjí po útoku, kořist celou, mnoho druhů šelmy, dravci, dravý hmyz a pavoukovci, dravé ryby, paryby Typy predace spásači (grazers) část těla oběti, množství kořisti herbivoři, sající hmyz, klíšťata 19

Typy predace paraziti jedna nebo několik kořistí, části těla obětí, rychle neumírají, fixován vývojem na kořist část Protozoa, škrkavky, motolice Typy predace parazitoidi kladou do oběti vajíčka a ta se vyvíjí, nakonec jej zabíjí, kuklí se, dospělec jiný způsob života Tachinidae, část Hymenoptera (Pompilidae, Sphecidae, Ichneumonidae, Chalcidae) 20

Důsledky predace Predátor kořist zvyšuje fitness kořisti (odstřel holubů nezvýšení mortality, lov slabších jedinců srnce rysem) snížení vnitrodruhové konkurence kořisti červená královna = organizmy se vždy mohou adaptovat k podmínkám prostředí lépe, když se tímto způsobem nějaký druh změní, má to dopad na ostatní druhy žijící na tomto místě a ty se musí vyvíjet také, aniž by tím učinily pokrok ( mění se proto, aby jim nebylo ještě hůř ) Kořist predátor hranice nasycenosti predátora využita kořistí kumulace kořisti do určitého časového období namnožení predátora po populačním maximu (peaku) Spásači vliv 1 - kompenzace u rostlin může mít také pozitivní vliv - snižuje zastíněnost - může mobilizovat zásobní glycidy - může snižovat mortalitu rostlinných částí (které se neuplatnily jinak, např. sekundární okolíky u pastiňáku) - zvýšení fotosyntézy na jednotku plochy - přerozdělení asimilátů (ztráta lusků u sóji zvyšuje hmotnost semen zbylých lusků) - přenos semen (zvyšuje disperzi) 21

Spásači vliv 2 - nepřiměřené působení - i přes kompenzaci jsou rostliny poškozovány - přenos nemocí (kůrovci přenáší choroby jilmů atd.) - loupání meristému letální následky - působení často posíleno konkurencí mezi rostlinami - odklad kvetení - ničí přímo reprodukční struktury - kombinace s polutanty velice nebezpečné - likvidace systému obrany - koevoluce obranné mechanismy rostlin, efekt Červené královny = i ve stabilních podmínkách dochází k evoluci Chování predátorů - potravní specializace generalista x specialista - Monofág specializace na konzumaci 1 druhu potravy - Oligofág více typů potravy - Polyfág široké spektrum potravy - energetický efekt - maximální 22

Numerická a funkční odpověď - odpověď typu 1 - nezávislé na zpracování kořisti, proto růst rychlý - odpověď typu 2 Numerická a funkční odpověď - závislé na zpracování kořisti, proto růst pozvolný 23

Numerická a funkční odpověď - odpověď typu 3 switching (přeskok) - změna preference při přechodu na jinou kořist - apostatická selekce predátor po vylovení změní chování (searching image) a loví jinou kořist - příčina sigmoidy je i růst zkušeností Lotka-Volterrův model 24

Lotka-Volterrův model 25