POTRAVNÍ SÍTĚ

Potravní sítě, jak jsou prezentovány v dětských knihách, jakož i ekologických učebnicích

Rott & Godfray 2000, J. Anim. Ecol. 69:274Memmott J. 1999. Ecol. Letters 2: 279.Vztahy mezi rostlinami a opylovači v Anglii

každý segment představuje jeden druh, jeho velikost odpovídá hojnosti druhu, šířka spojnic mezi parazitickými a hostitelskými druhy odpovídá frekvenci dané interakce

Příklady ze skutečného světa:

Potravní vztahy mezi minujícími druhy Phyllonycter a jejich parazitoidy v Anglii

parazitoidi

minující druhy

Každý bod představuje minující druh. Spojnice mezi nimi představuje sdílený druh parazitoida. Minující druhy jsou funkčně propojeny sdílenými parazitoidy, neboť jejich měnící se početnost i preference pro různé hostitele propojuje i populační dynamiku těchto hostitelů.

Potravní vztahy propojují druhy na téže trofické úrovni do jednoho dynamického systému

Tohle je udělané pro relativně malé výseky ze společenstva

• A teď si představte, jak složité to musí být, kdybyste chtěli charakterizovat celé společenstvo (např. jen temperátního lesa – a v tropech to bude ještě složitější)

• To ale ještě nikdo neudělal – a asi hned tak neudělá – pak se spokojujeme s obrázky „pro děti“ – ale musíme si uvědomit, kolik toho tam chybí a kolik je zjednodušeno

Něco ale uděláno je

Definice jednotlivých „guilds“

Potravní sítě: základní pojmy a parametry

• guild: skupina druhů využívající stejný typ potravy stejným způsobem (např. minující druhu v listech rostlin, stejným způsobem lovící ptáci) • taxon-guild: taxonomicky omezená část guild (např. minující brouci)• potravní úrovně (trophic levels): od producentů přes primární, sekundární atd. konzumenty, jejich počet charakterizuje potravní síť• propojenost (connectance): podíl potravních vztahů existující v potravní síti ze všech teoreticky možných vztahů• bazální, intermediální a vrcholové (basal, intermediate, top) druhy: druhy na první, středních a nejvyšší trofické úrovni• počet druhů kořisti na druh predátora• počet hostitelských druhů na druh konzumenta (herbivora, parazita)• počet omnivorních druhů (t.j. druhů živících se druhy z více než jedné trofické úrovně)• délka potravního řetězce (spojující bazální a vrcholové druhy)• počet druhů jež jsou součástí smyček, t.j. potravních řetězců obsahujících jeden druh dvakrát (např. druh A žere druh B, ten ale žere recipročně i druh A)• kompartmentalizace, rozdělení potravní sítě do několika uvnitř silně propojených, ale navzájem jen slabě propojených modulů

vrcholové druhy

střední druhy

bazální druhy

Potravní sítě: základní pojmy

Omnivorie - druh se živí druhy z >1 potravní úrovně

Smyčka - reciproční potravní vztahy

Bazální trofická úroveň

Potravní vztahy

xxxxxxxxx

Propojenost (connectance) = počet existujících / maximální počet možných vztahů

,

Kompartmentalizace

Nepřímé vztahy:v potravních sítích, kde jsou druhy propojené vzájemnými vztahy, je velký potenciál i pro nepřímé vztahy mezi dvěma druhy, zprostředkované řetězem vztahů, např. typu “nepřítel mého nepřítele je mým přítelem”

+

-

- Herbivoři snižují populace rostlin, takže jejich predátoři mají zporostředkovaně kladný vliv na populace rostlin, zatímco parazité predátorů mají na rostliny zprostředkovaně negativní.

+ -

-

Pozor – situace bývá složitější – i herbivoři mají svoje parazity etc.

Jaroslav Hrbáček – prokázání Top-down control (1958 a násl.)

• Labské tůně

• Mnoho planktonožravých ryb (žerou velký zooplankton) – [chybí vrcholoví predátoři]

• Díky tomu málo zooplanktonu – a malé druhy, nestačí žrát fytoplankton, ten je přemnožen

• Malá průhlednost vody

Experimentální odstranění ryb

• Zooplankton – převládnou velké druhy, které jsou účinnými žrouty fytoplanktonu

• Pokles populace fytoplanktonu (nízká populační hustota, ale může silně produkovat)

• Lepší průhlednost vody

• Podobný princip se používá pro „biomanipulaci“ – přítomnost dravých ryb (které drží planktonožravé ryby na uzdě) může zlepšit kvalitu vody

Potravní sítě přes hranice ekosystémů

Třezalky v okolí vodních nádrží s rybami měly více opylovačů než u nádrží bez ryb, neboť ryby loví larvy vážek, což má nepřímý kladný vliv na populace opylovačů, jinak lovené dospělými vážkami

Více opylovačů u nádrží s rybami

Top-down regulace populací: predátoři mohou udržovat populace potenciálně kompetujících druhů na nízké úrovni a tak omezit kompetici a umožnit koexistenci těchto druhů

Odstranění predátora, hvězdice Pisaster, z mořského ekosystému vedlo k tomu, že slávka r. Mytilus kompetičně převládla, což vedlo k vyhynutí ostatních druhů

Následky introdukce dravé ryby Cichla ocellaris, z Amazonky do jezera Gatůn v Panamě: výrazná redukce diverzity

Introdukce vrcholového predátora může vést i ke zjednodušení potravní sítě

dříve

nyní

O’Dowd et al. 2003

zavlečení mravence Anoplolepis gracilipes

vyhynutí kraba Gecarcoidea natalis

Rozmach vegetace v lesním podrostu, dříve likvidované krabem

Nepřímý vliv predátora na rostliny: Velikonoční ostrov

Proč mají potravní řetězce jenom 3-4 články ?

Omezení dosažitelnou energií: při přechodu z jedné potravní úrovně na druhou ze ztrácí 90% energie (ale: řetězce v produktivnějších ekosystémech nejsou delší)

Omezení stabilitou populací: proměnlivost populací se kumuluje přes všechny články řetězce, takže dlouhé řetězce by měly nestabilní populace na vyšších potravních úrovních

Omezení designu organismů: predátoři jsou obvykle větší než jejich kořist a parazité menší než hostitel (parazit může mít hyperparazita), a tyto trendy ve velikosti těla nemohou pokračovat do extrémů

Co vlastně lidé studují – vezmeme-li v úvahu „čističe od parazitů“ (resp. střídání parazitismu a predace), dostaneme se na více úrovní: Akacie – žirafa – její kožní parazit – klubák – predátor klubáka – jeho kožní parazit

Rozdíly mezi potravními sítěmi suchozemckých a vodních ekosystémů:

Šipky znázorňují přesuny organického uhlíku a čtverce jeho zásobníky.

Červeně jsou zvýrazněny rozdíly mezi suchozemskými a vodními ekosystémy:

vodní ekosystémy mají menší biomasu autotrofních producentů, vyšší herbivorii, a menší biomasu dekompozitorů než suchozemské ekosystémy

VODNÍ SUCHOZEMSKÉ

Detritový a pastevně kořistnický řetězec

Suchozemské ekosystémy: herbioři konzumují jen malou část primární produkce – v suchozemských systémech extrémně důležitý detritový potravní řetězec

Detritový potravní řetězec

• I mrtvá organická hmota je užitečným zdrojem organických látek (a tedy energie)

• Mrtvoly živočichů, mrtvá rostlinná biomasa, výkaly, vše je možné využít, a jsou na to specializované různé organismy

• Často je obtížné odlišit detritovory od specializovaných konzumentů mikroorganismů

• Srovnej – heterotrofní sukcese• Terminologická poznámka: edafon – organismy žijící v půdě