Caput Biodiversiteit 2004 Philippine Vergeer Jan van Groenendael

1. Caput Biodiversiteit 2004 Philippine Vergeer Jan van Groenendael

2. Hoorcollege 2 Wat is een soort?

3. Allopatrische soortvorming Parapatrische soortvorming Sympatrische soortvorming

4. Allopatrische soortvorming • Grieks: allos = apart, patria = vaderland • Door de geografische barrières worden populaties van elkaar gescheiden in meerdere geisoleerde populaties. Doordat deze geisoleerde populaties zich apart van elkaar ontwikkelen (zowel genotypisch als fenotypisch), kan er genetische divergentie optreden, met soortvorming als gevolg • Wanneer de geografische barrières worden opgeheven voordat de geisoleerde populaties genetisch van elkaar verschillen, kan soortvorming voorkomen worden

5. Allopatrische soortvorming

6. Allopatrische soortsvorming: Adaptive Radiation on Islands Eilandengroepen: ‘regelmatig’ nieuwe soortvorming. Door barrières leven soorten geïsoleerd. Kolonisaties (of invasies) van nieuwe soorten treden hierdoor relatief snel op. Dit kan leiden tot soortvorming. Vermoedelijk de basis voor het ontstaan van Darwin’s Galapagos vinken.

7. Sympatrische soortvorming • Grieks: sym = samen, patria = vaderland • Vindt plaats zonder geografische barrières; hangt geheel af van genetische factoren • Reproductieve barrières ontstaan binnen een soort of populatie (bijv. door ‘assortive mating’) • Een weinig (?) voorkomende manier van soortvorming, wordt door sommigen nog steeds controversieel gevonden

8. allopatrie sympatrie bonte vliegenvanger withalsvliegenvanger

9. bonte vliegenvanger withalsvliegenvanger

10. sympatrie bonte allopatrie bonte sympatrie withals

11. Parapatrische soortvorming Parapatrische soortvorming begint vaak met de evolutie van een ‘hybrid zone’ Hybrid zone: “Where species barriers break down to produce viable and fertile hybrids, zones of hybridisation may occur whose genotypes and phenotypes differ from both parental species” “If an unique and discrete habitat exists to which the hybrids are better adapted than the parents, the new population may become isolated from its parental populations”

12. Soorten met hogere verspreidingscapaciteit vormen grotere hybride zones

13. Hybride zone tussen de zwarte kraai (corvus corone) en de bonte kraai (corvus cornix) in Europa

14. Rana lessonae Rana ridibunda Rana esculenta (hybride)

15. I. hexagona I. fulva I. brevicaulis hybridisatie I. nelsonii Hybridisatie in de Iris: Iris nelsonii is ontstaan uit een hybridisatie van Iris hexagona, Iris fulva en Iris brevicaulis

16. Hybridisatie in de zonnebloem: Helianthus anomalus is ontstaan uit een hybridisatie van Helianthus annuus en Helianthus petiolaris H. petiolaris H. annuus H. anomalus

17. Als de soortbarrières worden doorbroken en hybridzones ontstaan dan versnelt dat het evolutionaire proces. Hybrid zones vormen de kern van Gould’s idee van “Punctuated Equilibria” als verklaringsmodel voor plotse snelle radiaties in de evolutionaire geschiedenis. Dit speelt vooral een rol als er ook sterke ecologische veranderingen optreden zoals het geval bij de meteoriet inslag in de golf van Mexico

18. Verschillende snelheden van soortvorming

19. Hoorcollege 3 + 4 Hoe meten we biodiversiteit?

20. Wat is Biodiversiteit? = genetische diversiteit = soortsdiversiteit = diversiteit in habitat-/ ecosysteemtypen • biologische verscheidenheid

21. Hoe meten we biodiversiteit? is de soort wel de aangewezen eenheid om in te meten als we niet weten wat een soort is hoeveel soorten er zijn of iedere soort even zwaar moet meetellen. Zou het niet beter zijn om genen te tellen of habitatdiversiteit?

22. Tellen alle soorten even zwaar?

23. Tellen we anthropogene diversiteit ook mee?Meer dan 2.000.000 varieteiten van gewassen worden wereldwijd bewaard als zaad in zaadbanken, soms ook als weefsel diepgevroren.

24. Genetische diversiteit Brassica oleracea (Kool)

26. Tellen de soorten in tuinen mee? 25% van alle plantensoorten (80.000) worden gekweekt in botanische tuinen. Kew garden alleen heeft al 38.000 soorten waarvan 10% bedreigde soorten.

27. Wat doen we met het aantal onbekende soorten? virussen bekend bacteriën onbekend nematoden crustacea 'protozoa' 'algae' vertebraten mollusken schimmels spinachtige planten 8 insecten 0 1 2 3 4 miljoen soorten

28. Het meten van diversiteit is afhankelijk van schaal in ruimte en tijd

29. Species-area curve

31. 500 actual forest data 200 hurricane simulation non-hurricane simulation 100 50 20 number of stems/ species / hectare 10 5 2 1 30 18 24 36 1 12 6 species ranking diversiteit vs dominantie

32. diversiteit vs dominantie 100 Satellite species (N=72) 10 Intermediate species (N=35) Core species Number of species 1 (N=19) 0.1 0.01 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Sites occupied (%) Ozinga et al. (in prep.)

33. Preston curve verschaft een statistische oplossing voor het schaalprobleem

34. Het meten van diversiteit is afhankelijk van frequentie van voorkomen

35. Soortenrijkdom en soortsdiversiteit

36. Hoe bepaal / kwantificeer je soortenrijkdom ? (en biodiversiteit) ?

37. De Shannon index verschaft een statistische oplossing voor het frequentie probleem

38. Gebied 1 Gebied 2 A B C D A B C D soort Soortenrijkdom en soortsdiversiteit gelijke soortenrijkdom talrijkheid (%) • gelijkmatige verdeling • hoge soortsdiversiteit • ongelijkmatige verdeling • lage soortsdiversiteit

39. Soortenrijkdom en soortsdiversiteit 80 soortsdiversiteit (H) = -  (Pi) (ln Pi) 60 Gebied 1 Gebied 2 talrijkheid Pi (%) 40 20 A B C D A B C D soort Shannon index H1 = - [0.25*ln(0.25)+ 0.25*ln(0.25)+ 0.25*ln(0.25)+ 0.25*ln(0.25)]= 0.060 H2 = - [0.80*ln(0.80)+ 0.05*ln(0.05)+ 0.05*ln(0.05)+ 0.10*ln(0.10)]= 0.053

40. Het meten van diversiteit is afhankelijk van de schaal hierarchie

41. Het species pool concept

42. Het species pool concept

43. Het meten van diversiteit is afhankelijk van het verschil in belang van soorten

44. Abundantie vs importantie dominante meeste organismen functionele groepering nuttig Abundantie (gewicht/oppervlakte sleutel- soorten zeldzaam & onbelangrijk Functionele importantie (effect op productiviteit van systeem)

45. Sleutelsoorten

46. lokale populatie grootte geografische verspreiding groot klein brede habitat specificiteit ergens groot 58 spp 6 spp altijd klein 2 spp 0 spp nauwe habitat specificiteit ergens groot 71 spp 14 spp altijd klein 6 spp 3 spp Risicosoorten Rabinowitz 1981, Rabinowitz et al. 1986

47. Vormen van zeldzaamheid  bescherming verdienen vooral soorten die dubbel bedreigd worden

48. Vormen van zeldzaamheid

49. Vormen van zeldzaamheid

50. Vormen van zeldzaamheid