Ekologie živočichů http://www.cts.cuni.cz/~storch/ http://www.cts.cuni.cz/~storch/AnimalEcology.html

Živočichové: mnohobuněční centralizovaní pohybliví holozoičtí

druhotně jednobuněční přisedlí, (pasivně) pohyblivé jen larvy

Rozmanitost živočichů mnohem víc druhů než rostlin či hub „dobrých druhů“ je i víc než jednobuněčných eukaryot, ale těžko obecně srovnávat zdaleka nejvíc druhů je členovců, hmyzu zvláště a brouků specielně není vyloučeno, že hlístice jsou druhově srovnatelné je možné, že většina živočichů jsou paraziti v každém případě maximální rozmanitost životních strategií, nesrovnatelná s jinými skupinami

naprostá většina zvířat je malých Nejdůležitější dimenze diverzity: tělesná velikost naprostá většina zvířat je malých

Evoluce tělesné velikosti Proč je většina malých: Předek byl malý a zvětšit tělo je náročnější než zmenšit nebo zůstat

Evoluce tělesné velikosti Proč je většina malých: Předek byl malý a zvětšit tělo je náročnější než zmenšit nebo zůstat Malí toho méně spotřebují a na dané území se jich proto vejde víc → velcí mají větší pravděpodobnost vymření biom A biom B habitat 1 habitat 2 habitat 3 habitat 4

Evoluce tělesné velikosti Proč je většina malých: Předek byl malý a zvětšit tělo je náročnější než zmenšit nebo zůstat Malí toho méně spotřebují a na dané území se jich proto vejde víc → velcí mají větší pravděpodobnost vymření

Evoluce tělesné velikosti Proč je většina malých: Předek byl malý a zvětšit tělo je náročnější než zmenšit nebo zůstat Malí toho méně spotřebují a na dané území se jich proto vejde víc → velcí mají větší pravděpodobnost vymření Malí (ale ne ti nejmenší) mají výhodnější energetickou bilanci z hlediska udržení a produkce biomasy

B = B0M-1/4 Vztah tělesné hmotnosti a intenzity bazálního metabolismu Konsekvence různé tělesné velikosti Vztah tělesné hmotnosti a intenzity bazálního metabolismu hmotnost (M) metabolismus (P) log P log M sklon 3/4 log M log B sklon -1/4 P = P0M3/4 logP = 3/4logM + logP0 B = P/M B = B0M3/4×M-1 B = B0M-1/4 metabolismus roste s velikostí, ale alometricky, podle mocninového zákona na jednotku hmotnosti mají menší zvířata rychlejší metabolismus

Proč se relativní rychlost metabolismu s velikostí zpomaluje? Konsekvence různé tělesné velikosti Proč se relativní rychlost metabolismu s velikostí zpomaluje? klasické vysvětlení: vztah mezi objemem a povrchem – jenže vede ke 2/3 Proč má ten vztah sklon ¾, resp. -1/4? 1. Teorie buněčné velikosti (Kozłowski, Konarzewski, Gawełczyk 2003) Log Body Mass Log Metabolic Rate b=1 b=2/3 2/3<b<1

vztah mezi jednotou a mnohostí Konsekvence různé tělesné velikosti 2. Metabolická teorie (West, Brown & Enquist 1997) vztah mezi jednotou a mnohostí zvětšování vede k vyšším nárokům na transportní systémy ¾ je při optimalizaci transportu

Exponent of body size (b), Peters 1983 Number of observations Konsekvence různé tělesné velikosti n = 146 x = 0.738 SD = 0.11 Mode = 0.74 Median =0.735 30 Exponent of body size (b), Peters 1983 Number of observations 20 10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Ať už vzniká vztah mezi hmotností a metabolismem jakkoli, je poměrně předvídatelný a v každém případě platí, že menší zvířata mají na jednotku hmotnosti rychlejší metabolismus a následně nejrůznější biologické rychlosti

Další rychlosti související s hmotností Konsekvence různé tělesné velikosti populační růst produkce biomasy mortalita Další rychlosti související s hmotností prostřednictvím rychlosti metabolismu frekvence tepu a dechu (-1/4) doba oběhu tělesných tekutin (1/4) ontogeneze (-1/4) délka života (1/4) mutační rychlost (-1/4)

Endotermové: Bergmannovo pravidlo Konsekvence různé tělesné velikosti Velká vs. malá zvířata Malá Velká Rychlejší růst a rozmnožování Šetrnější metabolismus Větší relativní množství zdrojů k dispozici Větší výdrž v době nouze (hladovění) Endotermové: Bergmannovo pravidlo

Konsekvence různé tělesné velikosti Velká vs. malá zvířata Rychlejší růst a rozmnožování Šetrnější metabolismus Větší relativní množství zdrojů k dispozici Větší výdrž v době nouze (hladovění) Snadnější pasivní disperze Lepší schopnost aktivní migrace Větší možnost úkrytů Nižší pravděpodobnost predace

Trade-off (směna, handl): některé vlastnosti se vzájemně vylučují neexistuje univerzální zvíře, výhody v něčem znamenají nevýhody v něčem jiném mnoho vlastností morfologických a ekologických je pouze následkem jiných vlastností

Shrnutí živočichové jsou mnohobuněční, centralizovaní, pohybliví a holozoičtí nejdůležitější dimenze jejich variability je tělesná velikost, většina je malých (10:100) tělesná velikost určuje všechny biologické rychlosti, hlavně prostřednictvím vlivu na rychlost metabolismu metabolismus roste s hmotností, ale rychleji než by odpovídalo vztahu objemu a povrchu P ~ M3/4 menší zvířata mají rychlejší metabolismus na jednotku hmotnosti a následně i rychlejší rozmnožování a populační růst, kratší život a rychlejší obměnu velká zvířata mají spíše individuální výhody, malá pak populační trade-off – různé vlastnosti se vzájemně vylučují a řada vlastností bezprostředně plyne z jiných