Feb 01, 2016
Biologisk mangfold
Glenn-Peter Sætre ([email protected]), rom 3409
Generelle aspekter ved biologisk mangfold Hva er biologisk mangfold?
Hvordan oppstår mangfoldet?
Hvilke faktorer påvirker mangfoldet?
Trusler
Hvordan kan vi bevare mangfoldet?
Hva er biologisk mangfold? FN-definisjonen:
– Variasjon mellom og innen alle biologiske arter i alle grupper av organismer
Artsmangfold: Variasjonen av arter som finnes i et område– Antall arter i et område– Antall arter i et område veiet mht taksonomisk tilhørighet
(1 fugl og 1 pattedyr gir mer mangfold enn 2 fugl) Genetisk mangfold: den genetiske variasjonen
innen en art – Mellom populasjoner eller innen populasjoner
Hva er en art?
Biologer er ikke enige
“En art er det en dyktig taxonom sier at det er”
Artsdefinisjoner
1. Art definert mht. evolusjonær historie
1. Det cladistiske artskonseptet: settet av organismer langs en evolusjonær linje mellom to forgreningspunkter
Det cladistiske artskonseptet
Fenotype
Fenotype
FenotypeT
id
Tid
Tid
Det cladistiske artskonseptet
Fenotype
Fenotype
FenotypeT
id
Tid
Tid
Artsdefinisjoner
1. Art definert mht. evolusjonær historie
2. Art definert som et punkt i tiden
1. Det fenetiske artskonseptet: Et sett av organismer som likner hverandre og som er forskjellige fra andre slike sett
Det fenetiske artskonseptet
Karakter 1
Kar
akte
r 2
Artsdefinisjoner
1. Art definert mht. evolusjonær historie
2. Art definert som et punkt i tiden
1. Det fenetiske artskonseptet: Et sett av organismer som likner hverandre og som er forskjellige fra andre slike sett
2. Det økologiske artskonseptet: et sett av organismer som opptar en økologisk nisje
Artsdefinisjoner
1. Art definert mht. evolusjonær historie
2. Art definert som et punkt i tiden
1. Det fenetiske artskonseptet: En gruppe av organismer som likner hverandre og som er forskjellige fra andre slike sett
2. Det økologiske artskonseptet: en gruppe av organismer som opptar en økologisk nisje
3. Det biologiske artskonseptet: en gruppe av organismer
som er reproduktivt isolert fra andre slike sett
Artsdefinisjoner
1. Art definert mht. evolusjonær historie
2. Art definert som et punkt i tiden
1. Det fenetiske artskonseptet: En gruppe av organismer som likner hverandre og som er forskjellige fra andre slike sett
2. Det økologiske artskonseptet: en gruppe av organismer som opptar en økologisk nisje
3. Det biologiske artskonseptet: en gruppe av organismer
som er reproduktivt isolert fra andre slike sett
Begrensninger med det biologiske artsbegrepet Gjelder bare seksuelt reproduserende
organismer
Hvordan avgjøre om geografisk atskilte populasjoner er reproduktivt isolert eller ikke?
Mangler tidsperspektivet
Fordeler med det biologiske artsbegrepet Arten er en fundamental enhet i evolusjonen
Reproduktiv isolasjon er en fundamental evolusjonær begivenhet - genflyt ikke lenger mulig og artene kan divergere videre uavhengig av hverandre
Artsdannelse ER evolusjon av reproduktiv isolasjon
Biologiske barrierer mot genutveksling Prezygotiske barrierer
Biologiske barrierer mot genutveksling Prezygotiske barrierer
– Barrierer mot parring • Økologiske barrierer
– Temporære barriererer (ulik brunsttid/hekkesesong)– Habitatbarrierer (parring skjer ulike steder)
Biologiske barrierer mot genutveksling Prezygotiske barrierer
– Barrierer mot parring • Økologiske barrierer
– Temporære barriererer (ulik brunsttid/hekkesesong)– Habitatbarrierer (parring skjer ulike steder)
• Atferdsbarrierer– Seksuelle barrierer (manglende seksuell tiltrekking)– Pollinator barrierer (ulike arter pollineres av ulike insekter)
Biologiske barrierer mot genutveksling Prezygotiske barrierer
– Barrierer mot parring • Økologiske barrierer
– Temporære barriererer (ulik brunsttid/hekkesesong)– Habitatbarrierer (parring skjer ulike steder)
• Atferdsbarrierer– Seksuelle barrierer (manglende seksuell tiltrekking)– Pollinator barrierer (ulike arter pollineres av ulike insekter)
– Barrierer mot befruktning
Biologiske barrierer mot genutveksling Prezygotiske barrierer
– Barrierer mot parring • Økologiske barrierer
– Temporære barriererer (ulik brunsttid/hekkesesong)– Habitatbarrierer (parring skjer ulike steder)
• Atferdsbarrierer– Seksuelle barrierer (manglende seksuell tiltrekking)– Pollinator barrierer (ulike arter pollineres av ulike insekter)
– Barrierer mot befruktning• Mekaniske- og andre kopulasjonsbarrierer• Gametiske barrierer (f. eks. enzymatisk inkompatibilitet mellom
egg og sperm fra ulike arter)
Biologiske barrierer mot genutveksling Postzygotiske barrierer
Biologiske barrierer mot genutveksling Postzygotiske barrierer
– Ytre faktorer• Økologisk (hybriden er dårligere tilpasset miljøet)• Atferdsmessig (hybriden er usexy)
Biologiske barrierer mot genutveksling Postzygotiske barrierer
– Ytre faktorer• Økologisk (hybriden er dårligere tilpasset miljøet)• Atferdsmessig (hybriden er usexy)
– Indre faktorer• Hybriden har lav levedyktighet• Hybriden har redusert fruktbarhet• Hybrid “break down” (tilbakekryssede individer har lav fitness)
Eks. Svarthvit og halsbåndfluesnapper Ulike habitatpreferanser HB hekker tidligere Positiv assortativ parring (parrer seg med like) Hunner i blanda par parrer seg med artsfrender Redusert befruktningssuksess i blanda par? Hybrider er seksuelt mindre attraktive Hunnhybrider er sterile - hannhybrider har redusert
fruktbarhet Tilbakekryssede individer (Hybrid x ren) har redusert
fruktbarhet
Subtile barrierer
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
are needed to see this picture.
Løvsanger
Subtile barrierer
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
are needed to see this picture.
Løvsanger
Arter, artsdannelse og geografi
Allopatrisk
Arter, artsdannelse og geografi
Peripatrisk
m
Peripatrisk artsdannelse
eller
?
Arter, artsdannelse og geografi
Miljøgradient
Miljøgradient
Parapatrisk
Parapatrisk artsdannelseF
rekv
.F
rekv
.
A1
A2
A1
A2
Arter, artsdannelse og geografi
Alloparapatrisk
Sekundær hybridsone
Arter, artsdannelse og geografi
Sympatrisk
Cichlider i Tanganykia-sjøen
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
are needed to see this picture.
Mulig startpunkt for sympatrisk artsdannelse
Fre
kven
s
Størrelse
Nebb
Frø
Problemer med sympatrisk artsdannelse Genflyt virker mot tendensen til å divergere
Seleksjon i ulike retninger (f. eks store og små nebb) fører ofte til at en av variantene dør ut - ustabil sameksistens
I tillegg til økologisk divergens må det utvikles mekanismer for at like parrer seg med like (prezygotiske barrierer)
Hva bestemmer mangfoldet?
Hva bestemmer en arts utbredelse?
Faktorer som påvirker en arts utbredelse Biologiske faktorer (+)
– Tilpasninger til forhold som tidligere begrenset utbredelsen (klima, konkurranse etc.)
– Ekspansjon av utbredelsesområdet (eks. stær)– Kolonisering (eks. øyhopping)
Abiotiske faktorer– Klimaendringer– Eustatiske hendelser (endring i havnivå som
stenger eller åpner korridorer mellom områder)– tektonikk (storskala geologiske prosesser som
kontinentaldrift og fjellkjedereising)
Utbredelse og økologi
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Skjærpiplerke
Fundamental vs. realisert nisje
Paralelle økologiske tilpasninger
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Australia Europa
Paralelle økologiske tilpasninger
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Sabeltanntiger
Smilodon (kattedyr)
Sabeltann”tiger” Thylacosmilus (pungdyr)
Biomer TundraTaigaTemperert skogTropisk regnskogTemperert gresslandTropisk savanneØrkenMiddelhavs-vegetasjon
Biomer og klimavariableT
e mpe
r at u
r
Nedbør+
-
- +
ørken
tundra
taiga
temperert skogtemperertgressland
savanne tropiskregnskog
tropisksesongskog
Øyer som modellsystem for å studere biologisk mangfold
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Adaptiv radiasjon Koloniseringshistorie
“Sjakkbrett”-utbredelse
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
A
BC
DE
Silver-eye’s
A
B
C
D
E
Antall arter på øyerIm
mig
rasj
onsr
ate
Utd
øels
esra
te
Antall arter
Nær
Fjern
Liten
Stor
Eksempler QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
EksemplerQuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressorare needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Eksempler QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Eksempler QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Platetektonikk
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Platetektonikk
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
SlektskapstrærAustralia
Ny Guinea
Sør-Amerika
Nord-Amerika
Pungdyr
Sør-Amerika
Afrika
Strutsefugl (ratitter)
Australia
Ny Guinea
Australia
Afrika
Sør-Amerika
Lungefisk
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
SlektskapstrærAustralia
Ny Guinea
Sør-Amerika
Nord-Amerika
Pungdyr
Sør-Amerika
Afrika
Strutsefugl (ratitter)
Australia
Ny Guinea
Australia
Afrika
Sør-Amerika
Lungefisk
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Slektskap og utbredelseAustralia
Ny Guinea
Sør-Amerika
Nord-Amerika
Pungdyr
Sør-Amerika
Afrika
Strutsefugl (ratitter)
Australia
Ny Guinea
Australia
Afrika
Sør-Amerika
Lungefisk
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Afrika
Biogeografiske soner
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Ny-arktisNearktisk Palearktisk
Etiopisk
Neotropisk Australsk
Orientalsk
Palearktisk vs. Nearktisk sone
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Brunbjørn Grizzlybjørn
Reinsdyr Caribou
Granmeis Chicadee
Palearktisk vs. Nearktisk sone
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressorare needed to see this picture.
Nøtteskrike Blåskrike
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Grevling Amerikansk grevling
Beringia
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Filterbro (“filter bridge”)
Spredning
Korridor - A og B forbundet uten topografiske/miljømessige stengsler
Filterbro - A og B forbundet med suboptimalt habitat
“Sweepstake” A og B atskilt av umulig habitat - spredning avhenger av “lucky accidents” (eks. øykolonisering)
Istidene i Europa
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Istidene i Europa
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Istidene i Europa
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Istidene i Europa
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Istidene i Europa
Sør
Nord
Genetisk variasjon
“leading edge” kolonisering
Sutursoner
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Slektskap vs. økologiske tilpasninger
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this p icture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
BjørnSør-Scandinavia
BjørnNord-Scandinavia
Isbjørn
Forklar følgende utbredelse for et taxon
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Hva med denne?
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.