Еволюція екосистем

Структура Біогеоценозів

Структура ставкового біоценозу

Структура Біогеоценозів

Структура біоценозу тропічного лісу на острові Калімантан

Сукцесія

r-стратеги

К-стратеги

Філоценогенези – багатовікові сукцесії.

ценофоби

ценофіли

У процесі філоценогенеза виникають нові типи фітоценозів, які утворюються на основі

Взаємозв’язок між еволюцією екосистем та видів у екосистемах

Взаємозв’язок між еволюцією екосистем

Ми не можемо чекати милостей від природи!
Бобри (?)

Плотина з гілок каміння

Некогерентна еволюція – швидкі і часто незбалансовані зміни у нестабільних екосистемах

Одним з наслідків дестабілізації у біоценозах може стати поява екологічних вакансій,

При доместикації імовірність прояву відхилень онтогенезу збільшується. Так у різних видів

В деяких місцях на Далекому Сході основну масу популяцій складають гібриди

Поява морфозу може бути частково скомпенсована завдяки зміненій поведінці.

Так особина трупіала

Папуга кеа (Nestor notabilis ) харчувався фруктами та нектаром квітів, доки

Ефект швидкої зміни ознаки при поєднанні дестабілізації з подальшою стабілізацією на

Симпатричне видоутворення у природі: молюски Аральського моря

Cerastoderma isthmicum - намулоїд (вихідна форма - 1) та Cerastoderma sp.

Видоутворення в умовах островних екосистем

Адаптивна радіація гавайських квіткарок - приклад видоутворення,

Видоутворення в умовах островних екосистем

Віддаленість від материка

Зменшення площі

Зменшення різноманіття біотопів

Карликовий стегодон

Когерентна еволюція – еволюція у стабільних екосистемах

Стабілізація умов

Спеціалізація не потребує змін у всіх органах системи, проте може бути

Еволюція шляхом гіперморфозу: Закон Копа-Депере

Предком могутнього плейстоценового південного слона був невеличкий

Еволюція шляхом гіпоморфозу

Амбістома

Аксолотль

Коеволюція - еволюція екологічно пов’язаних таксонів

Хижак - жертва

Симбіонт - хазяїн

Мурахи-листорізи харчуються грибом, який вони вирощують на субстраті з подрібненого листя.

А

Модель хижак-жертва в еволюційному масштабі часу

“інфузорія”

“коловертка”

“циклоп”

Зміна розмірного класу одноклітинних плактонних організмів

Взаємодія хижака та його жертви в еволюційному масштабі часу

4. Повільне зростання

Загальна схема еволюції у екосистемах

Алогенні та аутогенні зміни

Елементарні акти філоценогенезу:

1) езогенез – перегрупування зв’язків у екосистемі – перебудова

В результаті непрямої конкуренції американська норка повністю знищила норку європейську.

Обмін видами

Вікаріати (вікаріантні види) – види, що займають подібні екологічні ніші і

Випадок 1: Великий Трансамериканський Обмін

Автохтонна фауна Південної Америки

Північноамериканські імігранти

вимерлі

вижили

розселились на північ

Субституція

Великий Трансамериканський Обмін. Витіснення вікаріатів серед копитних

Випадок 2: Берінгія

Берінгія. Формування гіпаріонової фауни.

Американські групи:
Гіпаріони, пліогіпуси, махайроди, собаки

Євразійські групи:
Антилопи, бики

Африканські групи:

Суперконтиненти

Континенти

Острови

Прискорення евадаптивної макроеволюції

Прискорення інадаптивної мікроеволюції та видоутворення

Зростання розмірів біомів, кількості та

Еволюція фітохорій у піздньому полеозої та мезозої (за С.В.Мейеном та В.А.Вахрамєєвим)

Центри видоутворення (диверсифікації)

М.І. Вавілов

Рис, цукрова тростина, цитрусові

Соя, просо

Пшениця, жито, горох, сочевиця,

Особливості центрів диверсифікіції

Центр диверсифікації

Периферія

Максимальне різноманіття умов, сприятливі умови

Багато ендеміків

Більше домінантних алелей

Більше

Послідовність подій у центрах диверсифікації

1) дестабілізація екосистеми - стрес

Моделі фітоспредінга: 1) модель екваторіальної помпи

Позатропічне поширення і персистування реліктів

Необхідна

Моделі фітоспредінга: 2)модель поліградієнтного стану

субтропіки

Необхідна умова: термоера, відсутність суттєвих кліматичних відмінностей

Приполярні

Моделі фітоспредінга: 3)модель зональної стратифікації

субтропіки

Необхідна умова: перехід від термоери до кріоери,

Еволюція біогеоценозів та біосфери

Моделі фітоспредінга

Екваторіальна помпа

Зональна стратифікація

Поліградієнтний стан

Термоера

Кріоера

Вимирання у еволюції

Фонове вимирання

Вимирання видів - вікаріатів

Великі вимирання (глобальні біосферні

Роди-одноденки

Великі вимирання

Кількість видів морських тварин в різні періоди фанерозоя

Причнини глобальних біосферних криз

Динаміка вимирання (вгорі) та появи (знизу) нових родів у фанерозої

Вимирання та

Імпактна гіпотеза кризи на межі крейди і палеогену

Спади різноманіття протерозойських строматолітів співпадають з періодами регресій, а розквіт їх

Вимирання комах в результаті ангіоспермізації: приклад кризи біотичної природи

Характер вимирання планктонних фораменіфер на границі крейди та палеогену

Дякую за увагу!

Деякі глобальні закономірності еволюції біорізноманіття

Мінливість на рівні біогеоценозу

Усереднене таксономічне навантаження у різних екомерах (групах екологічних

Закон росту середньої тривалості існування родів у процесі еволюції

Середня тривалість існування

Феномен ступінчастого збільшення еволюційної стабільності таксонів

Середня тривалість існування нових родів (родів,

А) Співвідношення числа таксонів різних рангів фанерозойської морської біоти (g-роди, f-родини,

Крива сумарої тривалості існування

Найбільш звичайна форма алометричної залежності морфо-функціонального параметра від маси тіла для

Dinohyus - хижий предок сучасної свині

Дякую за увагу

Філогенетичний цикл

Кількість видів

Середній вік видів

Об’єм вільного простору в адаптивній зоні таксону

Середній

Філогенетичний цикл на прикладі археоциатів

Кількість видів

Середня площа ареала

Середня тривалість існування роду

Середній

Найбільш стійкими до глобальної екологічної кризи на границі крейди та палеогену

Темпи еволюційних перетворень

1 Дарвін : зміна розмірів органа на 0,001 його

Вік напівсучасної фауни родів деяких таксонів

Ссавці - 4 млн р.
Птахі

Вік напівсучасної фауни деяких таксонів та середня генетична дистанція між видами

Живі викопні - роди, які існують на Землі десятки-сотні міліонів років

Види – ізоляти (мешканці рефугіумів)

Типи живих викопних

Гаттерія

Деревовидна папороть

Fannia canicularis

Види – мешканці

Популяції виду Delamarentulus tristani Silv. з групи Protura мешкають у Коста-Ріці

Фактори, що сприяють швидкій еволюції груп:

Статеве розмноження
Можливість дії статевого добору
Складність будови
Великі

Інадаптації та евадаптації

Інадаптація - неглибоке, однобічне пристосування, яке здійснюється за рахунок

Евадаптація - глибоке, досконале пристосування, яке досягається за рахунок оптимізації координаційних

Група креодонтів досягла швидкого успіху, проте згодом поступилася справжнім хижим.

Оксієна

Адаптивний компроміс