Mezidruhové vztahy:
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 29

Mezidruhové vztahy: kompetice preda ce , para zitismus, mutualism us a t d . PowerPoint PPT Presentation


  • 112 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Mezidruhové vztahy: kompetice preda ce , para zitismus, mutualism us a t d. And now for something completely different: MECHANISMUS PREDA CE. Optimální získávání potravy (o ptimum foraging ) : jak investovat čas a energii na získání co nejv íce kořisti.

Download Presentation

Mezidruhové vztahy: kompetice preda ce , para zitismus, mutualism us a t d .

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Mezidruhové vztahy:

kompetice

predace, parazitismus,

mutualismus

atd.


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

And now for something completely different:

MECHANISMUS PREDACE


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Optimální získávání potravy (optimum foraging):

jak investovat čas a energii na získání co nejvíce kořisti

Čas strávený lovem = hledání kořisti (S) + zpracování kořisti (H)

Výtěžek z kořisti = obsah energie (E) / čas na zpracování (H)

Zisk z lovu = E/(S+H)

Kdy je výhodné rozšířit spektrum lovené kořisti o nový druh?

K lovenému druhu 1 je výhodné přidat druh 2 pokud platí

E2/H2 E1/(S1+H1)

Pokud je:

S>>H vede to k širokému potravnímu spektru

S<<H vede ke specializovaným predátorům

Pokud je:

S krátký, očekáváme specialisty, pro dlouhý S generalisty


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Funkční odpověď predátora:

vztah mezi hojností kořisti a rychlostí její konzumace

Funkční x početní odpověď na hojnost kořisti: funkční odpověď se dána změnou účinnosti lovu, nikoli změnami v početnosti populace predátora

Typ 1: lineární (Nicholsonův model)

Typ 2: convexní(Hollingův model) [nejčastější]

Typ 3: sigmoidní

Způsob odezvy je dán způsobem lovu a zpracování kořisti - snadnost lovu roste přímo úměrně hojnosti kořisti (1), nebo rychleji (2) či pomaleji (3).

(1)

(2)

(3)

Jednotlivé typy odpovědi se liší izávislostí % ulovené populace kořisti na velikosti této populace


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Hollingova rovnice popisující odezvu typu 2:

čas potřebný k nalezení kořisti se blíží nule s rostoucí početností kořisti N

čas ke zpracování kořisti H se nemění a určuje finální (stálou) rychlost konzumace

Počet ulovené kořisti P = účinnost hledání kořisti a x čas věnovaný hledání kořisti S x početnost kořisti N

Hledání kořisti lze věnovat z celkového čast T jenom tu část, jež není věnována zpracovávání ulovené kořisti. To vyžaduje čas H na každého z P ulovených jedinců

Typ 2

P = aSN kde S = T-HPtakžeP = a(T-HP)N

což lze vyjádřit také jako

P = aNT/[1+aHN]

což je rovnice křivky typu 2


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Příklad odezvy typu 2 odpovídající Hollingově rovnici

SlunéčkaEpilachna varivestisnapadená plošticí Podiscus maculiventris


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Příklad odezvy typu 1:

lumíci na jednoděložných roslinách v tundře

Rychlost konzumace je úpřímo úměrná biomase potravy


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Optimální získávání potravy:

výběr mezi různými oblastmi s výskytem kořisti

Kořist se téměř vždy vyskytuje shloučeně, agregována do řady oblastí různé kvality

  • Predátor se snaží o co nejvyšší celkový zisk kořisti

  • Musí se tedy rozhodovat, zda pokračovat v lovu na daném místě, nebo hledat výhodnější oblast

  • Délka setrvání predátora v dané oblasti závisí na:

  • kvalitě oblasti [t.j. množství energie získané lovem za daný čas]

  • vzdálenost alternativních oblastí s kořistí

  • Kvalita dané oblasti také klesá v čase, jak se stává postupně vylovenou.

Celkový (kumulativní) zisk energie z dané oblasti:

nulová během cesty k této oblasti, potom rychlý, ale postupně se zpomalující zisk (vzestup křivky) jak je poblast postupně vylovována, nakonec je zisk nulový a křivka dále nestoupá.


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Oblast je vhodné opustit jakmile se dosáhne maximálního zisku energie za dobu cestování do oblasti a jejího využívání. Závisí tedy na bohatosti oblasti a vzdálenosti mezi oblastmi. Graficky lze maximální rychlost získání zdrojů znázornit jako tečnu vedenou ke kumulativní křivce získané energie.

Příklad příliš brzkého odchodu - získaná energie je znázorněna modře, maximální získaná energie při pozdějším odchodu červeně.

Vliv doby cestování na optimální rozhodnutí - pro stejně kvalitní oblast je výhodnější zůstat déle v případě dlouhé doby cestování (červeně) než krátké doby cestování (modře), kdy je možné se rychleji přesunout k dalšímu zdroji.


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

And now for something completely different:

POPULAČNÍ DYNAMIKA SYSTÉMU

PREDÁTOR-KOŘIST


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Lotka-Volterrův model

dN/dt = rN - aCN

dC/dt = faCN - qC

N = počet jedinců kořisti

C = počet jedinců predátora

t = čas

r = rychlost růstu populace

a = frekvence útoků na kořist

f = efektivita převodu energie z kořisti do potomstva predátora

q = úmrtnost


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Skutečná data: cykly zajíce a rysa v severní Kanadě

Jedná se o kultovní datový soubor populační ekologie. Pokrývá 90 let, populace odhadnuty podle počtu ulovených kusů, tentýž datový soubor nesčetněkrát zobrazen v mnoha publikacích


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

And now for something completely different:

MUTUALISMUS


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Řada klíčových vztahů je mutualistických

  • Houby + řasy [= lišejníky]

  • Houby + mravenci Atta

  • Rostliny + opylovači

  • Rostliny + živočichové pojídající plody a šířící semena

  • Rostliny + mravenci

  • Rostliny + mykorrhizní houby

  • Rostliny + N fixující baktérie

  • Přežvýkavci + baktérie rozkládající celulózu

  • Termiti + prvoci rozkládající celulózu

  • Lidé + domestikované rostliny a zvířata

  • Koráli + řasy

  • Buňky + baktérie, t.č. mitochondrie and chloroplasty


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Endosymbióza: prokaryotické buňky obsahují mitochondrie a chloroplasty s vlastní genetickou informací. Jedná se o nyní již obligátní mutualismus s bakteriemi


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Koráli žijí v symbióze s fotosyntetizujícícmi řasami

photo M. Janda


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Mykorhizní houby žijí s cévnatými rostlinami

Ektomykorhiza: přibližně 5000 druhů hub interaguje s 2000 druhy rostlin

Endomykorhiza: cca 150 druhů hub a 90% všech druhů rostlin


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Rostliny a opylovači


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Rostliny žijí se savci, ptáky, hmyzem a dalšími živočichy rozšiřujícími semena


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Termiti žijí s prvoky rozkládajícími celulózu

Trichonympha flagellateze střeva termitů, kde pomáhá trávit dřevní celulózu


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Lidé žijí s domestikovanými rostlinami a živočichy

Kávovník a Homo sapiensžijí v mutualistickém vztahu, kde člověk pomohl kávovníku zvítězit v kompetici nad stovkami konkurenčních keřů a stromů v oblasti tropických lesů


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

  • Mutualistické vztahy mravenců

  • Mravenci a myrmekofilní rostliny:

  • - rostlina získá živiny, ochranu před popínavými rostlinami a herbivory, mravenci hnízdní prostor a potravu (extraflorální nektarie, proteinová tělíska)

  • Mravenci and stejnokřídlý hmyz [mšice, červci, atd.]

  • - stejnokřídlý hmyz získá ochranu před predátory a parazitoidy, mravenci potravu (nadbytečný cukr vylučovaný druhy sajícími na floému)

  • Mravenci a houby [pouze mravenci r. Atta]

  • houby získají klimatizovaný prostor pro růs a potravu (listy rostlin přinášené do mraveniště), mravenci požírají plodnice hub

Hydnophytum, Rubiaceae


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Mutualismus mezi mravenci a akáciemi

Akácie poskytují hnízdní prostory v modifikovaných trnech, mravenci je chrání před herbivory takže akácie obsazené mravenci rostou lépe než bez nich

Acacia macrantha

Acacia drepanolobium

Acacia cornigera


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Devil's gardens

Monokulturní porosty myrmekofilního druhu stromu Duroia hirsuta (Rubiaceae) v Amazonském pralese. Vytvářené mravencem Myrmelachista schumannizabíjejícím ostatní rostliny kyselinou mravenčí (obrázek ukazuje výsledné nekrózy na listech). D. hirsuta poskytuje mravencům hnízdní dutiny. Každá zahrádka spravovaná jednou kolinií mravenců, některé až 800 let staré .

Megan E. Frederickson, Michael J. Greene and Deborah M. Gordon

 'Devil's gardens' bedevilled by ants. Nature 437, 495-496


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Podvádění v mutualistickýchvztazích:

mravenecCrematogaster nigricepsa Acacia drepanolobiumv Africe

  • C. nigricepsobývá myrmekofilní akácie, ale je kompetičně vytlačen jinými druhy mravenců, pokud se dostanou na stejný strom

  • kompetující druhy mravenců kolonizují nové akácie přechodem po navzájem se dotýkajících větvích

  • C. nigricepsproto zaštipuje větve hostitelské akaácie tak, aby nebyly v kontatku s jinými stromy

  • tím sice zvyšuje svoji šansi na přežití, ale zároveň snižuje plodnost hostitelského stromu

Stanton et al. 1999

Crematogaster nigriceps


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Mutualistické vztahy jsou citlivé na podvádění

příklady ze systémů rostlina - opylovač:

  • některé rostliny podvádějí tím, že neposkytují za opylení nektar [tzv. polinační pasti]

  • tořiče Ophryslákají opylovače tím, že vylučují analogy jejich feromonů a napodobují tak partnery ke kopulaci

  • opylovači někdy kradou nektar aniž by květ opýlili, například se prokousají do květu zvenčí, mimo bliznu a prašníky

Ophrys insectivora lákající včely


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Obligátní mutualismus mezi rostlinami r.Yuccaa opylovači, motýlky z r. Tegeticula(opylovači jsou specializovaní na 1 druh rostliny, jejich larvy se živí jejími semeny)


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Motýli Tegeticula: dvojí přechod od mutualismu k parazitismu

vznik parazitických druhů

vznik mutualismu

vznik parazitických druhů

Tegeticula - Yucca mutualismus je velmi specializovaný. Motýl po opýlení klade do téhož květu vajíčka, larvy se potom žijí vyvíjejícími se semeny. Pokud kladoucí samice květ neopýlí, larvy zahynou. Přesto došlo během evoluce r. Tegeticula dvakrát ke ztrátě mutualismu, kde některé druhy podvádějí a kladou vajíčka do květů opýlených jinými druhy - jejich vztah k rostlině je tedy parazitický


Mezidruhov vztahy kompetice preda ce para zitismus mutualism us a t d

Ektomykorhizní houby: opakovaná ztráta mykorhizního mutualismu

původní stav v této linii hub jeektomykorhiza (červeně), nicméně došlo opakovaně ke ztrátě mutualismu a přechodu hub na nezávislou existenci (černě)


  • Login