velikost textu

Mechanisms of species-energy relationships across spatial scales

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.
Název:
Mechanisms of species-energy relationships across spatial scales
Název v češtině:
Mechanismy zodpovědné za vztah počtu druhů a dostupné energie na různých prostorových úrovních
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Irena Šímová, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. David Storch, Ph.D.
Oponenti:
Dr. Ingolf Kühn
Prof. RNDr. Jan Lepš, CSc.
Id práce:
83529
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra ekologie (31-162)
Program studia:
Botanika (P1507)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
22. 5. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt Jedním z hlavních cílů ekologie je vysvětlení příčin variability v druhovém bohatství. Mnohé studie ukázaly, že druhová bohatost závisí na dostupné energii. Hypotézy, které vysvětlují, jak může dostupná energie ovlivňovat počet druhů, se dají rozdělit do dvou hlavních kategorií: i) hypotézy založené na předpokladu, že počet druhů na daném stanovišti je omezen celkovým množstvím zdrojů a ii) hypotézy předpovídající že hlavní vliv na současnou variabilitu v počtu druhů mají historické a evoluční procesy. Testovali jsme předpoklady hypotéz týkajících se jak limitací zdroji tak historických procesů s použitím dat bylinné vegetace, stromů a vážek. Tato data se zároveň lišila i v prostorovém rozlišení. V případě lokálních společenstev bylinné vegetace byl počet druhů ovlivněn celkovým množstvím zdrojů (produktivitou stanoviště) a to skrze vliv produktivity na počet jedinců a intensitu mezidruhové kompetice. Vliv produktivity ale nebyl silný a výsledná závislost mezi produktivitou a počtem druhů byla ovlivněna prostorovou heterogenitou, nezávislou na produktivitě. Jako důležitá se ukázala i historie daného regionu ovlivňující velikost druhového poolu pro jednotlivá společenstva (Kapitola 1). Vliv proměnných vyjadřujících produktivitu prostředí se ukázal jako nevýznamný v případě snímků lokálních společenstev stromů s globálním rozšířením, ačkoliv počet druhů silně koreloval s teplotou a množstvím srážek. Předpoklad, že teplota ovlivňuje množství druhů skrze rychlost speciace, jsme potvrdili jen částečně. Druhová bohatost na této úrovni byla určovaná především klimatickými extrémy (minimální teplota a minimální úhrn srážek). To znamená, že stěžejní vliv klimatu na druhovou bohatost je nejspíše skrze omezení šíření druhů (Kapitola 2). Když jsme testovali hypotézy vysvětlující počet druhů u evropských vážek, nepotvrdili jsme předpoklad vlivu teploty na rychlost speciace. Počet druhů vážek nejlépe koreloval s aktuální a potenciální evapotranspirací, tj. opět s kombinací teploty a srážek (Kapitola 3). Jakkoliv chladné a suché klima vede k redukci v počtu druhů napříč taxony, ukázali jsme, že tyto podmínky neomezují jiný aspekt biodiverzity a to variabilitu ve funkčních vlastnostech druhů. Variance ve funkčních vlastnostech se navíc pro různá společenstva nelišila ve srovnání s variancí založenou na náhodném výběru z druhového poolu. Naopak jsme zjistili, že se společenstva signifikantně liší ve svých průměrných vlastnostech (ve srovnání s druhovým poolem). Tyto průměry zároveň silně korelovaly jak s klimatickými proměnnými tak s počtem druhů, což opět značí vliv klimatu na přítomnost adaptací které určují zda může druh v daném prostředí přežít (Kapitola 4). Celkově jsme ukázali, že procesy založené na limitaci počtu druhů skrze množství dostupných zdrojů jsou do určité míry důležité na v rámci lokálních společenstev ale jejich role je mnohem slabší se zvětšujícím se prostorovým zrnem i geografickým rozsahem. Naopak jsme potvrdili význam historických a evolučních procesů na velkých prostorových měřítkách ale zároveň jsme ukázali, že vliv těchto procesů nelze zanedbat ani v případě lokálních společenstev. Vztah mezi počtem druhů a dostupnou energií či produktivitou je nejspíše určen kombinací několika mechanismů, převažuje ale vliv klimatických extrémů, které omezují přežívání druhů v závislosti na jejich adaptacích.
Abstract v angličtině:
Abstract Explaining spatial variation of species richness is a central goal of ecology. Recently it has been shown that the number of species is related to energy availability. There are two major categories of hypotheses concerning possible processes behind this relationship: i) hypotheses based on an assumption that the total number of species at given site is limited by the total amount of resources, and ii) hypotheses assuming that evolutionary and historical processes are mainly responsible for the current species richness patterns. We tested possible explanations concerning both resource limitation and evolutionary history using datasets of herbaceous plants, trees and dragonflies, varying in their scale and extent. Within local communities of herbaceous plants, the number of species was influenced by the total amount of available resources (productivity), through its effect on the total number of individuals and the intensity of interspecific competition. However, the role of resource limitation was not strong, and the form of the resulting species-productivity relationship was affected by habitat heterogeneity acting independently of productivity. Historical processes affecting the size of species pool appeared also as important at this scale (Chapter 1). Within local communities of trees distributed globally, the role of variables associated with environmental productivity was rather weak, although the number of species strongly increased with temperature and precipitation. We found only limited evidence for the prediction that increasing temperature leads to the increase of species richness due to its effect on speciation rate. The number of species was most strongly determined by climatic extremes, indicating that the major effect of climate on species richness patterns comprises the limitation of species' spreading (Chapter 2). When exploring species richness patterns of European dragonflies, we also did not find any evidence for the prediction concerning the effect of temperature on speciation rate. The number of species of European dragonflies was best explained by the actual and potential evapotranspiration, i.e. also by the combination of temperature and precipitation (Chapter 3). Despite the strong role of environmental harshness reducing species richness across taxonomic groups, it did not reduce another aspect of biodiversity –the variance of values of species' functional traits. Moreover, this variance within woody plant communities did not significantly differ from a pattern based on random selection from a species pool. In contrast, we found significant geographic shifts in the means of trait values (when comparing to the species pool). Geographic variation in mean trait values was strongly correlated with temperature and precipitation, as well as with the number of species, particularly at larger spatial scales, again suggesting the role of climate for the presence of particular adaptation constraining the number of species which can survive in given environment. (Chapter 4). Generally, our results suggest that the processes concerning resource limitation are perhaps important at small spatial scales, but their role got much weaker toward larger scales. On the other hand, historical and evolutionary processes are important for shaping species richness patterns at both large and small spatial scales. The relationship between the number of species and productivity or available energy is likely driven by multiple mechanisms, although the effect of climatic extremes constraining the possibilities of the survival of species differing in their adaptations is overwhelming.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Irena Šímová, Ph.D. 5.24 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Irena Šímová, Ph.D. 20 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Irena Šímová, Ph.D. 9 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Ingolf Kühn 50 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. RNDr. Jan Lepš, CSc. 131 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 559 kB