Biologisk mangfold

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


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. 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. 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. 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


– 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





– 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


– Ytre faktorer• Økologisk (hybriden er dårligere tilpasset miljøet)• Atferdsmessig (hybriden er usexy)


– 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.



Løvsanger

Subtile barrierer





Løvsanger

Arter, artsdannelse og geografi

Allopatrisk


Peripatrisk

m

Peripatrisk artsdannelse

eller

?


Miljøgradient

Miljøgradient

Parapatrisk

Parapatrisk artsdannelseF

rekv

.F

rekv

.

A1

A2

A1

A2


Alloparapatrisk

Sekundær hybridsone


Sympatrisk

Cichlider i Tanganykia-sjøen

QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor




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





Skjærpiplerke

Fundamental vs. realisert nisje

Paralelle økologiske tilpasninger













Australia Europa

Paralelle økologiske tilpasninger


are needed to see this p icture.



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









Adaptiv radiasjon Koloniseringshistorie

“Sjakkbrett”-utbredelse





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


EksemplerQuickTime™ and a

TIFF (Uncompressed) decompressorare needed to see this picture.








are needed to see this p icture.QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor


Platetektonikk



Platetektonikk



SlektskapstrærAustralia

Ny Guinea

Sør-Amerika

Nord-Amerika

Pungdyr

Sør-Amerika

Afrika

Strutsefugl (ratitter)

Australia

Ny Guinea

Australia

Afrika

Sør-Amerika

Lungefisk







SlektskapstrærAustralia

Ny Guinea

Sør-Amerika

Nord-Amerika

Pungdyr

Sør-Amerika

Afrika


Australia

Ny Guinea

Australia

Afrika

Sør-Amerika

Lungefisk







Slektskap og utbredelseAustralia

Ny Guinea

Sør-Amerika

Nord-Amerika

Pungdyr

Sør-Amerika

Afrika


Australia

Ny Guinea

Australia

Afrika

Sør-Amerika

Lungefisk







Afrika

Biogeografiske soner



Ny-arktisNearktisk Palearktisk

Etiopisk

Neotropisk Australsk

Orientalsk

Palearktisk vs. Nearktisk sone













Brunbjørn Grizzlybjørn

Reinsdyr Caribou

Granmeis Chicadee

Palearktisk vs. Nearktisk sone


are needed to see this picture.QuickTime™ and a

TIFF (Uncompressed) decompressorare needed to see this picture.

Nøtteskrike Blåskrike





Grevling Amerikansk grevling

Beringia



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



Istidene i Europa



Istidene i Europa



Istidene i Europa



Istidene i Europa

Sør

Nord

Genetisk variasjon

“leading edge” kolonisering

Sutursoner







Slektskap vs. økologiske tilpasninger







BjørnSør-Scandinavia

BjørnNord-Scandinavia

Isbjørn

Forklar følgende utbredelse for et taxon



Hva med denne?



Documents

Biologisk mangfold