prof. Ing. Václav Řehout, CSc. BIODIVERZITA X VYMÍRÁNÍ DRUHŮ prof. Ing. Václav Řehout, CSc. Určeno pro studující genetických disciplin na ZSF, ZF a PF JU

BIODIVERZITA je celková pestrost biologické rozmanitosti (variability) s různým rozsahem - od genetické variability, přes druhy a poddruhy až po společenstva. Dle geografického pojetí je to jev: Sleduje se hlavně trvalý pokles včetně vymírání druhů a dalších ekologických jednotek a úrovní. lokální regionální státní kontinentální i globální

Důvody pro zachování biodiverzity Vlastní hodnota organismu bez ohledu na využití pro člověka Přímá užitná hodnota: Potřebujeme ke svému životu určité komponenty biodiverzity Poskytování tzv. ekologických služeb: - koloběh živin - biologická produkce - trofická funkce - čištění vody a vzduchu - ochrana před erozí půdy - tvorba atmosfrického kyslíku - odčerpávání, vazba oxidu uhličitého - udržení stbility a integrity ekosystémů aj.

Historie ochrany biodiverzity aplikace vědeckého přístupu na ochranu přírody (přírodní rozmanitosti) O.P. – „stará jako lidstvo samo“ ochrana zdrojů- lovecké a lesní zákonodárství Např.: u nás Karel IV - romantická ochrana přírodních krás. Např.: Žofínský prales 1838, Yellowstone 1872, Švýcarský NP 1914 - OP v zákonodárství různých zemí Např.: Rusko a sov. Rusko (ochra sobola, „zapovědniki“) Nacistické Německo: mj. snaha o „ekologické“ budovní dálnic

Historie ochrany biodiverzity Zákonodárstství v Československu Tatranský a Krkonošský NP (1949 a 1950s) Zákon o OP (1956) – deklarativní, neprosaditelný

Je ztráta taxonu v celém jeho rozšíření na Zemi. Vymírání Je ztráta taxonu v celém jeho rozšíření na Zemi. Vymírání je nenahraditelná a politováníhodná ztráta biologické rozmanitosti na Zemi - jediné planetě, kde je život v této podobě znám. Vymírání může být i přirozeným procesem v důsledku náhodných katastrofických událostí, biologické inerakce jako kompetice, působení nemocí, predátorů, dlouhodobého faktoru stresu apod. Současný vzestup a rozvoj člověka a globální změny životního prostředí vyvolávají dramatický nárůst rychlosti vymírání druhů. Mnoho druhů již vymřelo a mnoho jich bylo přivedeno na okraj vyhynutí vlivem člověka. Vlivem člověka za poslední 4 století vymřelo (vyhynulo) asi 700 druhů obratlovců. Odhadem denně vymře asi až100 druhů organismů. Pozor - velmi variabilní odhady.

Vymírání pravé a zdánlivé Vymírání náhodné vs. výběrové 99,9% všech druhů vyhynulo 1000 speciací … 999 extinkcí Vymírání náhodné vs. výběrové smůla či špatné geny?

PŘÍČINY VYMÍRÁNÍ Abiotické: Biotické: • snížení mořské hladiny (pokles teploty, nárůst ledovců, 10 ze 13 masových vymírání spojeno s poklesem hladiny) • zvýšení mořské hladiny (anoxie, vysoké množství uhličitanů) • změny v poměrech izotopů (indikují hlavní změny v chemii oceánu) • sopečná aktivita (snížení záření a teploty, více oxidů N a S) • tektonická aktivita (ovlivňuje proudění vody a vzduchu, klima, hladinu moří) • mimozemský zásah (velký kráter, vliv na záření a teplotu) Biotické: neúspěch při vzniku nového taxonu zakázané mutace – nevhodné geny Genetické omyly

Hlavní příčiny vymírání: Neregulovatelná nadměrná exploatace Antropogenní destrukce a přeměna biotopů - V budoucnu půjde o hlavní příčinu vymírání např.: vypalování tropických deštných pralesů s mnoha endemickými druhy Vliv introdukovaných druhů živočichů a rostlin - druhy jsou intradukovány do neodpovídajících podmínek prostředí (neakceptování interakce genotypu a prostředí) Motto: Planeta Země je činností člověka vystavena masovému vymírání druhů, které nebyly třeba i vědou rozpoznány Veškeré druhy mají svoji vnitřní hodnotu bez ohledu na potřeby člověka

Druhotná pestrost biosféry počty identifikovaných organismů Celková pestrost biosféry je 1 mil 700 tis (1,7 x 106) V boreálních (severských) oblastech: 0,1 x 106 (6%) V klimatických mírných oblastech: 1 x 106 (59%) V tropických oblastech: 0,6 x 106 (35%) Znalost druhové pestrosti je nekompletní, hlavně pokud se jedná o tropické oblasti. Odhady o celkové pestrosti biosféry jsou v řádu 30-50 milionů druhů. Nejpočetnější systematickou skupinou jsou bezobratlí, konkrétně hmyz a z nich brouci.

Rychlost vymírání Koncem permu (před 245 mil lety): masově vymřelo 96% druhů Koncem křídy (před 65 mil lety): synchronně vymřelo mnoho obratlovců včetně dinosaurů a pterosaurů. Vysoká rychlost vymírání byla známa hlavně u malých a izolovaných populací, např. na ostrovech v oceánech. Čím menší a izolovanější, tím rychlejší vymírání. To samé platí pro "ostrovy biotopů na kontinentech". Příčiny: neadekvátní oblasti nevhodných biotopů neschopnost migrovat přes vodní plochu a tím tak kolonizovat ostrov Teorie ostrovní biografie: Lepší je vytvořit velkou plochu, než mnoho malých.

VÝMĚNA DRUHŮ NA ZEMI přirozené pozadí průměrná existence druhu… 4 mil. let (1-10 mil. let) biodiverzita Země za 100 mil. let … 25x vymění … 1 velké vymírání (40-90% druhů) ze 4 mil. druhů … 1 ročně vymře současnost 12 mil druhů … 3 ročně vymřou bez lidského přispění

PŘÍČINY SOUČASNÉHO VYMÍRÁNÍ 1. úbytek stanovišť ohrožená stanoviště: tropické deštné lesy tropické opadavé lesy mokřady a vodní stanoviště mangrove savany korálové útesy procesy: destrukce fragmentace desertifikace znečištění eutrofizace, acidifikace globální změny klimatu 2. invaze nepůvodních druhů 3. nadměrné využívání

NÁCHYLNOST DRUHŮ K VYMÍRÁNÍ • malý areál - endemiti • malý počet populací • malá velikost populace • nízká hustota populace • velká teritoria • vrcholoví predátoři • velké tělesné rozměry • neschopnost migrace • sezónní migranti • malá genetická variabilita • specialisté • K-stratégové • velká seskupení • užitkové druhy

Atributy zyšující náchylnost k vymření: Velká velikost těla Malé nebo omezené geografické rozšíření Potravní specializace Malá genetická variabilita Výskyt v určitém biotopu

Zaměření programů ochrany druhů Vymírání jako přirozený proces Velcí obratlovci (jsou veřejností nejlépe příjmání) Pozoruhodné rostliny Hmyz, bezobratlí - jsou přehlíženi i přesto, že jsou primárním zdrojem potravy pro mnoho obratlovců. Jsou predátory semen, proto ovlivňují složení lesů, pralesů, ... Jsou důležitými opilovači rostlin. Vymírání jako přirozený proces Skoro všechny druhy, které kdy žily, jsou dnes vyhynulé. Poměr žijících a vyhynulých taxonů je 1:1999. Tyto druhy pravděpodobně nebyly schopny se vyrovnat se změnami životního prostředí.

Klasifikace druhů z hlediska ochrany před vymřením: Minimální životaschopná populace velkých obratlovců je nezbytná pro dlouhodobé přežívání a zajištění genetické variability. U mnoha druhů musí čítat aspoň 250-500 jedinců, aby se zabránilo inbreedingu. Klasifikace druhů z hlediska ochrany před vymřením: Vzácné Zranitelné Ohrožené Kriticky ohrožené Vyhubené Pozn.: CITES (Conention on the international trade in endandgered species of fauna and flora)

Vymírání Se děje, byť se můžeme přít o jeho rozsahu Druhy a biotická společenstva mají nevyčíslitelnou hodnotu Je evoluční proces umocňovaný člověkem

Internetové informace o vymírání Obsáhlý zdroj informací o současném masovém vymíríní http://www.well.com/user/davidu/extinction.html Species Survival Commission of IUCN http://www.iucn.org/themes/ssc Portál s odkazy na webové strány o vymírání druhů http://eelink.net/EndSpp/lists-extinctspeciesinformation.html Informace o vyhynulých druzích http://www.bagheera.com/inthewild/extinct.htm The Fossil Record 2 - téměř kompletní přehled vývoje diverzity v čase na úrovni čeledí http://palaeo.gly.bris.ac.uk/frwhole/FR2.html