text size

Patterns and processes in desmid communities: Insights from functional and phylogenetic approaches

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
Patterns and processes in desmid communities: Insights from functional and phylogenetic approaches
Title (in czech):
Procesy strukturující krásivková společenstva: funkční a fylogenetický přístup
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. Helena Bestová
Supervisor:
Mgr. Pavel Škaloud, Ph.D.
Opponents:
prof. Elena Litchman, Dr.
Dr. Francesco De Bello, Ph.D. et Ph.D.
Thesis Id:
128275
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Botany (31-120)
Study programm:
Botany (P1507)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
10/06/2019
Defence result:
Pass
Language:
English
Abstract (in czech):
Abstrakt Dlouho se předpokládalo, že společenstva mikroorganismů jsou formována rozdílnými procesy než ta makroorganismální, především díky možnosti neomezeného šíření. Tento pohled se sice začíná měnit, ale k objasnění ekologické struktury mikrobiálních společenstev se nadále využívá převážně taxonomická diverzita a často se opomíjí teoretický a metodologický posun v ekologii společenstev makroorganismů. Například, funkční a fylogenetická diverzita odrážejí procesy formující společenstva lépe než pouhá druhová bohatost, přesto se jen zřídka používají v ekologii mikroorganismů. V této práci jsme se zaměřili na sladkovodní zelené řasy – krásivky (Desmidiaceae, Streptophyta). Hlavním cílem bylo porozumět procesům utvářejícím diversitu společenstev krásivek za použití jejich fylogenetických a funkčních vztahů. Analyzovali jsme přes sto společenstev z Evropy, zkonstruovali fylogenezi skupiny a použili funkční vlastnosti spojené s velikostí a tvarem buněk. Dále jsme experimentálně testovali vztah mezi funkčními vlastnostmi a populační růstovou rychlostí krásivek. Společenstva krásivek byla funkčně i fylogeneticky nenáhodně strukturovaná, a to jak v regionálním, tak i lokálním měřítku, tudíž pod dominantním vlivem nikových procesů. V regionálním měřítku, byly metaspolečenstva rozdělená geograficky i environmentálně s rozdílnými funkčními vlastnostmi. Takovéto rozdělení svědčí o limitovaném šíření, vlivu regionální environmentální variability a historických faktorů. Na lokálním měřítku jsou společenstva ovlivněna kompeticí a environmentálním filtrováním, které se odrážejí v nenáhodném fylogenetickém a funkčním složení společenstev. Fylogenetická diverzita se měnila s gradientem pH a funkční diverzita s klimatickým gradientem. Tento rozdíl v dominantním faktoru prostředí svědčí o tom, že funkční a fylogenetická diverzita představují rozdílnou ekologickou niku krásivek. Experimenty ukázaly, že velikost je hlavní vlastností definující populační růstové rychlosti, je tudíž zásadní funkční vlastností pro predikci dynamiky krásivkových společenstev. Celkově jsme ukázali, že diverzita evropských krásivek je strukturována interakcí evolučních a ekologických procesů i historickou biogeografií a pro objasnění jejich dynamiky lze využít jednoduché funkční vlastnosti a evoluční vztahy mezi druhy ve společenstvech.
Abstract:
Abstract For long, microorganisms have been thought to have unlimited dispersal and therefore to follow fundamental different assembly rules than macroorganisms. This premise is slowly changing, and ecological structure of microbial communities could gain insights from the theoretical and methodological developments applied on macroorganisms. While scarcely used, functional and phylogenetic metrics represent complement facets of diversity that should add valuable information to understand microorganisms’ diversity structuration. We used freshwater phytobenthic algae desmids (Desmidiaceae, Streptophyta) as a model group. The main aim of this thesis was identification the processes creating distinct patterns of desmid diversity using functional and phylogenetical information. We sampled over a hundred communities within Europe, used a well-resolved phylogeny, and size- related functional traits. Moreover, we experimentally measured the population growth rate of desmids, to determine the link between functional traits and organism performance. Desmid communities showed non-random patterns of size and phylogenetic distributions on both large and local scales, advocating for a strong influence of niche-based processes. At large scale, desmids were distributed into environmentally and geographically separated species pools. At the local scale, phylogenetic diversity was linked with a gradient of pH and functional diversity with climatic variation. The population growth rates were strongly related to the size of desmids while no signal was found with other morphological traits. We show that large scale diversity of European desmids is driven by niche conservatism, large scale environmental filtering, dispersal limitations, and historical biogeography. Locally, functional and phylogenetic structuring in communities revealed the influence of environmental filtering and biotic interaction. Phylogeny and size-related traits apparently represented different ecological niche axes of desmids, as they responded to different environmental drivers. Size is strongly linked with organism performance and thus is a pivotal functional trait to infer desmids’ community dynamics. The diversity of desmids communities is shaped by similar processes affecting macroorganismal communities.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Helena Bestová 6.17 MB
Download Abstract in czech Mgr. Helena Bestová 57 kB
Download Abstract in english Mgr. Helena Bestová 54 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Mgr. Helena Bestová 201 kB
Download Opponent's review prof. Elena Litchman, Dr. 350 kB
Download Opponent's review Dr. Francesco De Bello, Ph.D. et Ph.D. 379 kB
Download Defence's report 109 kB