reductie in competitie tussen co-existerende soorten door
advertisement
Gemeenschappen Gemeenschapsstructuur Gemeenschapsstructuur Onder natuurlijke omstandigheden maken soorten deel uit van complexe gemeenschappen, d.w.z. populaties van verschillende soorten die met elkaar interageren tijdens dezelfde periode en op dezelfde plaats. Gemeenschapsstructuur Onder natuurlijke omstandigheden maken soorten deel uit van complexe gemeenschappen, d.w.z. populaties van verschillende soorten die met elkaar interageren tijdens dezelfde periode en op dezelfde plaats. Gemeenschappen vertonen kenmerken die we niet aantreffen bij de afzonderlijke soorten waaruit ze zijn samengesteld. Gemeenschapsstructuur Onder natuurlijke omstandigheden maken soorten deel uit van complexe gemeenschappen, d.w.z. populaties van verschillende soorten die met elkaar interageren tijdens dezelfde periode en op dezelfde plaats. Gemeenschappen vertonen kenmerken die we niet aantreffen bij de afzonderlijke soorten waaruit ze zijn samengesteld. Hun structuur en functioneren wordt bepaald door abiotische en biotische factoren. Patronen van diversiteit Patronen van diversiteit Patronen van diversiteit Patronen van diversiteit Gemeenschapsecologen hanteren verschillende concepten om diversiteit te beschrijven en kwantificeren: Patronen van diversiteit Gemeenschapsecologen hanteren verschillende concepten om diversiteit te beschrijven en kwantificeren: α-diversiteit: diversiteit binnen een welbepaalde gemeenschap, uitgedrukt als aantal soorten. Patronen van diversiteit Gemeenschapsecologen hanteren verschillende concepten om diversiteit te beschrijven en kwantificeren: α-diversiteit: diversiteit binnen een welbepaalde gemeenschap, uitgedrukt als aantal soorten. β-diversiteit: verandering in diversiteit tussen gemeenschappen, uitgedrukt als aantal unieke soorten. Patronen van diversiteit Gemeenschapsecologen hanteren verschillende concepten om diversiteit te beschrijven en kwantificeren: α-diversiteit: diversiteit binnen een welbepaalde gemeenschap, uitgedrukt als aantal soorten. β-diversiteit: verandering in diversiteit tussen gemeenschappen, uitgedrukt als aantal unieke soorten. γ-diversiteit: diversiteit over alle gemeenschappen in een regio, uitgedrukt als totaal aantal soorten. Patronen van diversiteit Strikt genomen houdt de term diversiteit tevens rekening met het relatieve ‘belang’ van elke soort in een gemeenschap uitgedrukt als abundantie, productiviteit, grootte, etc. Patronen van diversiteit Strikt genomen houdt de term diversiteit tevens rekening met het relatieve ‘belang’ van elke soort in een gemeenschap uitgedrukt als abundantie, productiviteit, grootte, etc. Mathematisch vertaald omvat diversiteit een combinatie van soortenrijkdom en eveness, het relatieve aandeel van elke soort in een gemeenschap. Patronen van diversiteit Strikt genomen houdt de term diversiteit tevens rekening met het relatieve ‘belang’ van elke soort in een gemeenschap uitgedrukt als abundantie, productiviteit, grootte, etc. Mathematisch vertaald omvat diversiteit een combinatie van soortenrijkdom en eveness, het relatieve aandeel van elke soort in een gemeenschap. Patronen van diversiteit Eilandbiogeografie Eilandbiogeografie The ‘Equilibrium Theory of Island Biogeography’ (Robert MacArthur & Edward Wilson, 1967) . Eilandbiogeografie The ‘Equilibrium Theory of Island Biogeography’ (Robert MacArthur & Edward Wilson, 1967) . Gemiddeld lagere soortenrijkdom op eilanden t.o.v. vergelijkbare gebieden op het vasteland. Eilandbiogeografie planten Azoren vogels Azoren species-area verbanden reptielen West-Indies vogels Solomon Eilandbiogeografie broedvogels bosfragmenten zoogdieren bergketens species-area verbanden invertebraten mosselbanken vissen woestijnbronnen Eilandbiogeografie Eilandbiogeografie The ‘Equilibrium Theory of Island Biogeography’ (Robert MacArthur & Edward Wilson, 1967) . Gemiddeld lagere soortenrijkdom op eilanden t.o.v. vergelijkbare gebieden op het vasteland. Soortenrijkdom op oceanische eilanden vertoont een dynamisch evenwicht tussen ratios van immigratie en emigratie. Eilandbiogeografie Eilandbiogeografie Eilandbiogeografie Functioneren van gemeenschappen Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Dominante soorten Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Dominante soorten hoge abundantie of biomassa Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Dominante soorten hoge abundantie of biomassa hoge impact op voorkomen of verspreiding van andere soorten en op abiotische variabelen Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Dominante soorten hoge abundantie of biomassa hoge impact op voorkomen of verspreiding van andere soorten en op abiotische variabelen hoog competitief vermogen Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Keystone soorten Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Keystone soorten niet noodzakelijk hoge abundantie of biomassa Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Keystone soorten niet noodzakelijk hoge abundantie of biomassa hoge impact via ecologische rol of niche Functioneren van gemeenschappen Sommige soorten hebben een grote invloed op structuur of functioneren van gemeenschappen wegens hun aantal (dominante soorten) of sleutelrol (keystone soorten). Keystone soorten niet noodzakelijk hoge abundantie of biomassa hoge impact via ecologische rol of niche belang blijkt vooral na het verdwijnen Functioneren van gemeenschappen Functioneren van gemeenschappen Voedselketens en voedselwebben Voedselketens en voedselwebben Voedselrelaties vormen een zeer belangrijke component in de structuur en dynamiek van gemeenschappen. Voedselketens en voedselwebben Voedselrelaties vormen een zeer belangrijke component in de structuur en dynamiek van gemeenschappen. Het complexe geheel van voedselrelaties wordt trofische gemeenschapsstructuur genoemd. Voedselketens en voedselwebben Voedselrelaties vormen een zeer belangrijke component in de structuur en dynamiek van gemeenschappen. Het complexe geheel van voedselrelaties wordt trofische gemeenschapsstructuur genoemd. Primaire producenten (autotrofen) capteren zonlicht en vormen via fotosynthese complexe organische moleculen uit H2O en CO2. Voedselketens en voedselwebben Voedselrelaties vormen een zeer belangrijke component in de structuur en dynamiek van gemeenschappen. Het complexe geheel van voedselrelaties wordt trofische gemeenschapsstructuur genoemd. Primaire producenten (autotrofen) capteren zonlicht en vormen via fotosynthese complexe organische moleculen uit H2O en CO2. Primaire consumenten (heterotrofen) prederen op autotrofen, secundaire heterotrofen op primaire heterotrofen, etc. Naargelang het dieet onderscheiden we herbivoren, carnivoren, omnivoren, detrivoren en saprofieten. Voedselketens en voedselwebben Voedselketen: Lineaire energiestroom waarbij energie als voedsel meerdere trofische niveaus doorloopt. Voedselketens en voedselwebben Voedselketens en voedselwebben Voedselketen: Lineaire energiestroom waarbij energie als voedsel meerdere trofische niveaus doorloopt. Voedselweb: Naast directe interacties tussen trofische niveaus worden trofische gemeenschappen ook gekenmerkt door indirecte interacties binnen trofische niveaus. Voedselketens en voedselwebben Voedselketens en voedselwebben Voedselketen: Lineaire energiestroom waarbij energie als voedsel meerdere trofische niveaus doorloopt. Voedselweb: Naast directe interacties tussen trofische niveaus worden trofische gemeenschappen ook gekenmerkt door indirecte interacties binnen trofische niveaus. Bij elke overgang tussen trofische niveaus gaat ca. 90% van de energie opgeslagen in organische componenten verloren. Voedselketens en voedselwebben Voedselketens en voedselwebben Het aantal trofische niveaus in voedselketens is beperkt. Voedselketens en voedselwebben Het aantal trofische niveaus in voedselketens is beperkt. energetische hypothese Voedselketens en voedselwebben Het aantal trofische niveaus in voedselketens is beperkt. energetische hypothese dynamische stabiliteit hypothese Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Bottom-up model Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Bottom-up model verandering in biomassa van lagere tropische niveaus indiceert veranderingen op hogere niveaus Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Bottom-up model verandering in biomassa van lagere trofische niveaus indiceert veranderingen op hogere niveaus weergegeven als N V H P Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Top-down model (trofisch cascade model) Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Top-down model (trofisch cascade model) structuur van een gemeenschap wordt in hoofdzaak gereguleerd door predatie Gemeenschapsregulatie Op basis van potentiële trofische interacties worden twee modellen van gemeenschapsregulatie voorgesteld: Top-down model (trofisch cascade model) structuur van een gemeenschap wordt in hoofdzaak gereguleerd door predatie weergegeven als N V H P Gemeenschapsregulatie Traditioneel bestond de visie dat gemeenschappen zich in afwezigheid van verstoring in evenwicht bevinden, d.w.z. een tendens vertonen tot constante soortensamenstelling. Gemeenschapsregulatie Traditioneel bestond de visie dat gemeenschappen zich in afwezigheid van verstoring in evenwicht bevinden, d.w.z. een tendens vertonen tot constante soortensamenstelling. Momenteel primeert de visie van een niet-evenwichtsmodel (non-equilibrium model). Gemeenschapsregulatie Traditioneel bestond de visie dat gemeenschappen zich in afwezigheid van verstoring in evenwicht bevinden, d.w.z. een tendens vertonen tot constante soortensamenstelling. Momenteel primeert de visie van een niet-evenwichtsmodel (non-equilibrium model). Sommige gemeenschappen zijn voor hun voortbestaan (gedeeltelijk) afhankelijk van verstoringen. Gemeenschapsregulatie Traditioneel bestond de visie dat gemeenschappen zich in afwezigheid van verstoring in evenwicht bevinden, d.w.z. een tendens vertonen tot constante soortensamenstelling. Momenteel primeert de visie van een niet-evenwichtsmodel (non-equilibrium model). Sommige gemeenschappen zijn voor hun voortbestaan (gedeeltelijk) afhankelijk van verstoringen. Intermediate disturbance hypothesis: middelmatige verstoring leidt tot de hoogste soortenrijkdom (Joseph Connell, 1978). Gemeenschapsregulatie Joseph Connell Research Professor University of California, Santa Barbara Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Speelt zich af op ecologische (niet evolutionaire) tijdschalen en leidt tot dynamische climax gemeenschap. Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Speelt zich af op ecologische (niet evolutionaire) tijdschalen en leidt tot dynamische climax gemeenschap. Successie wordt gestuurd door drie ecologische processen: Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Speelt zich af op ecologische (niet evolutionaire) tijdschalen en leidt tot dynamische climax gemeenschap. Successie wordt gestuurd door drie ecologische processen: Facilitatie: vroege soorten bespoedigen vestiging Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Speelt zich af op ecologische (niet evolutionaire) tijdschalen en leidt tot dynamische climax gemeenschap. Successie wordt gestuurd door drie ecologische processen: Facilitatie: vroege soorten bespoedigen vestiging Inhibering: vroege soorten bemoeilijken vestiging Gemeenschapsregulatie Na grootschalige verstoring zullen nieuwe gemeenschappen zich geleidelijk en via opeenvolgende stadia (elk gekarakteriseerd door dominante soorten) ontwikkelen (ecologische successie). Speelt zich af op ecologische (niet evolutionaire) tijdschalen en leidt tot dynamische climax gemeenschap. Successie wordt gestuurd door drie ecologische processen: Facilitatie: vroege soorten bespoedigen vestiging Inhibering: vroege soorten bemoeilijken vestiging Tolerantie: vroege soorten hebben een neutrale invloed Gemeenschapsregulatie Primaire successie Gemeenschapsregulatie Primaire successie temporele verandering in soortensamenstelling in voorheen onbewoond gebied Gemeenschapsregulatie Gemeenschapsregulatie Primaire successie temporele verandering in soortensamenstelling in voorheen onbewoond gebied windverbreide varens en mossen vormen de eerste fotosynthetische kolonisten Gemeenschapsregulatie Primaire successie temporele verandering in soortensamenstelling in voorheen onbewoond gebied windverbreide varens en mossen vormen de eerste fotosynthetische kolonisten decompositie leidt tot de vorming van een initiële organische bodemlaag Gemeenschapsregulatie Secundaire successie Gemeenschapsregulatie Secundaire successie temporele verandering in soortensamenstelling nadat originele vegetatie verdween (maar intacte bodem) Gemeenschapsregulatie Gemeenschapsregulatie Secundaire successie temporele verandering in soortensamenstelling nadat originele vegetatie verdween (maar intacte bodem) via successie ontstaat een vegetatie die sterk gelijkt op de oorspronkelijke Gemeenschapsregulatie Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Interactief gemeenschapsmodel Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Interactief gemeenschapsmodel gemeenschappen gedragen zich als ‘superorganisme’ Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Interactief gemeenschapsmodel gemeenschappen gedragen zich als ‘superorganisme’ vertonen ‘ontwikkeling’ tot ‘volwassen’ staat Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Interactief gemeenschapsmodel gemeenschappen gedragen zich als ‘superorganisme’ vertonen ‘ontwikkeling’ tot ‘volwassen’ staat nadruk op interactie tussen soorten Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Individualistisch gemeenschapsmodel Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Individualistisch gemeenschapsmodel omgevingsgradiënten belangrijker dan interacties Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Individualistisch gemeenschapsmodel omgevingsgradiënten belangrijker dan interacties samen voorkomen duidt op gelijkaardige vereisten Gemeenschapsmodellen Vraag of gemeenschappen op een ‘voorspelbare’ manier gestructureerd zijn, blijft bron van discussie onder gemeenschapsecologen. Individualistisch gemeenschapsmodel omgevingsgradiënten belangrijker dan interacties samen voorkomen duidt op gelijkaardige vereisten nadruk op individualiteit van soorten Gemeenschapsmodellen Interactief Gemeenschapsmodellen Interactief Individualistisch Structuur en dynamiek Ecologische nicheconcept Ecologische nicheconcept Ecologische niche omvat alle biotische en abiotische aspecten die deel uitmaken van de levensbehoefte van een organisme. Ecologische nicheconcept Ecologische nicheconcept Ecologische niche omvat alle biotische en abiotische aspecten die deel uitmaken van de levensbehoefte van een organisme. In evolutionaire termen weerspiegelt het de totaliteit aan adaptaties van een organisme aan zijn leefomgeving. Ecologische nicheconcept Ecologische niche omvat alle biotische en abiotische aspecten die deel uitmaken van de levensbehoefte van een organisme. In evolutionaire termen weerspiegelt het de totaliteit aan adaptaties van een organisme aan zijn leefomgeving. Limiterende hulpbron (critical resource): elke omgevingscomponent die de ecologische niche van een organisme beperkt. Ecologische nicheconcept Ecologische niche omvat alle biotische en abiotische aspecten die deel uitmaken van de levensbehoefte van een organisme. In evolutionaire termen weerspiegelt het de totaliteit aan adaptaties van een organisme aan zijn leefomgeving. Limiterende hulpbron (critical resource): elke omgevingscomponent die de ecologische niche van een organisme beperkt. Gerealiseerde niche is het deel van de fundamentele (potentiële) niche dat effectief wordt ingenomen gegeven competitie voor limiterende hulpbronnen. Ecologische nicheconcept Chthamalus Balanus Ecologische nicheconcept Ecologische nicheconcept Het nicheconcept is nauw verweven met het verschijnsel competitie (interactie die optreedt wanneer twee of meer individuen gebruik willen maken van dezelfde kritische hulpbron). Ecologische nicheconcept Het nicheconcept is nauw verweven met het verschijnsel competitie (interactie die optreedt wanneer twee of meer individuen gebruik willen maken van dezelfde kritische hulpbron). contest competition: impliceert actieve interferentie Ecologische nicheconcept Het nicheconcept is nauw verweven met het verschijnsel competitie (interactie die optreedt wanneer twee of meer individuen gebruik willen maken van dezelfde kritische hulpbron). contest competition: impliceert actieve interferentie scramble competition: exploitatie van eenzelfde hulpbron Ecologische nicheconcept Het nicheconcept is nauw verweven met het verschijnsel competitie (interactie die optreedt wanneer twee of meer individuen gebruik willen maken van dezelfde kritische hulpbron). contest competition: impliceert actieve interferentie scramble competition: exploitatie van eenzelfde hulpbron Competitie voor limiterende hulpbronnen kan aanleiding geven tot competitieve uitsluiting (G.F. Gause, 1934). Ecologische nicheconcept G.F. Gause Moscow University Ecologische nicheconcept Twee soorten van eenzelfde gemeenschap kunnen niet exact dezelfde ecologische niche bezetten. Ecologische nicheconcept Twee soorten van eenzelfde gemeenschap kunnen niet exact dezelfde ecologische niche bezetten. Over een evolutionaire tijdschaal zal natuurlijke selectie individuen bevoordelen die competitie voor kritische hulpbonnen reduceren. Niche dimensie Gebruik hulpbron Niche dimensie Niche dimensie Gebruik hulpbron Gebruik hulpbron Ecologische nicheconcept Twee soorten van eenzelfde gemeenschap kunnen niet exact dezelfde ecologische niche bezetten. Over een evolutionaire tijdschaal zal natuurlijke selectie individuen bevoordelen die competitie voor kritische hulpbonnen reduceren. Resource partitioning: reductie in competitie tussen coexisterende soorten door reductie van overlap in één of meerdere niche dimensies. Dit proces kan leiden tot character displacement. Ecologische nicheconcept Andere biotische interacties Andere biotische interacties Predatie verwijst naar het proces waarbij een prooi geconsumeerd wordt door een predator. Dit slaat zowel op carnivoren áls herbivoren. Andere biotische interacties Predatie verwijst naar het proces waarbij een prooi geconsumeerd wordt door een predator. Dit slaat zowel op carnivoren áls herbivoren. Natuurlijke selectie leidt tot verfijning van adaptaties bij predatoren en prooien. Evolutie van strategieën bij de ene groep vormt de selectieve kracht voor co-evolutie van strategieën bij de tegenpartij (evolutionaire wapenwedloop). Andere biotische interacties Predatie verwijst naar het proces waarbij een prooi geconsumeerd wordt door een predator. Dit slaat zowel op carnivoren áls herbivoren. Natuurlijke selectie leidt tot verfijning van adaptaties bij predatoren en prooien. Evolutie van strategieën bij de ene groep vormt de selectieve kracht voor co-evolutie van strategieën bij de tegenpartij (evolutionaire wapenwedloop). Adaptaties kunnen zowel morfologisch (bv. kleurpatronen), fysiologisch (bv. alkaloïden) als gedragsmatig (bv. groepsgedrag) zijn. aposematisme Mülleriaanse mimicry Batesiaanse mimicry Andere biotische interacties Symbiose verwijst naar een nauwe associatie tussen individuen van twee of meer soorten als gevolg van co-evolutie. Afhankelijk van het type van symbiose kunnen symbionten voordeel, nadeel of neutraliteit ondervinden. Andere biotische interacties Interactie Effect op 1 Effect op 2 Predatie van 2 door 1 positief negatief Mutualisme van 1 en 2 positief positief Commensalisme van 1 & 2 positief neutraal Parasitisme van 1 op 2 positief negatief Competitie van 1 en 2 negatief negatief Mutualisme Andere biotische interacties Interactie Effect op 1 Effect op 2 Predatie van 2 door 1 positief negatief Mutualisme van 1 en 2 positief positief Commensalisme van 1 & 2 positief neutraal Parasitisme van 1 op 2 positief negatief Competitie van 1 en 2 negatief negatief Commensalisme Andere biotische interacties Interactie Effect op 1 Effect op 2 Predatie van 2 door 1 positief negatief Mutualisme van 1 en 2 positief positief Commensalisme van 1 & 2 positief neutraal Parasitisme van 1 op 2 positief negatief Competitie van 1 en 2 negatief negatief Parasitisme
