Biologisk mangfold

Biologisk mangfold

Glenn-Peter Sætre (g.p.satre@bio.uio.no), 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.