BIOGEOGRAFIE Úvod Cvičící: Mgr. Petr Vybral Autor původní prezentace: RNDr. Jan Divíšek OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Základní literatura vLOMOLINO, M. V., RIEDLE, B. R., & BROWN, J. H. [eds.]: Biogeography. 3rd edition. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates, 2006. xiii, 845. vMACDONALD, G. 2003: Biogeography – Space, Time and Life. John Wiley & Sons, Inc. New York. ISBN 0-471-24193-8 vBARRY COX, C. & MOORE, P. D. [eds.]: Biogeography: an ecological and evolutionary approach. 7th edition. Oxford: Blackwell Science, 1999. ix, 298 s. vWHITTAKER, R. H. [ed.]: Island biogeography: ecology, evolution and conservation. Oxford: Oxford University Press, 1998. xi, 285 s. vBUCHAR, J.: Zoogeografie. SPN Praha 1983, 199 s. vHENDRYCH, R.: Fytogeografie, SPN, Praha, 1984, 220s. vHorník, S.: Fyzická geografie. II. 1. vyd. Státní pedagogické nakladatelství, Praha, 1986. 319 s. OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Výuková příručka Biogeografie http://is.muni.cz/elportal/?lang=en;id=915389 Nejjednodušší cesta: vyhledat: „biogeografie muni“ > Doplňková literatura vAMBROS, Z., ŠTYKAR, J.: Geobiocenologie. 1. vyd. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 1999. 63 s. vBUČEK, A., LACINA, J.: Geobiocenologie II. 1. vyd. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 1999. 240 s. vCULEK, M [ed.]: Biogeografické členění České republiky. ENIGMA, Praha,1996. 347 s. vCULEK, M., [ed.]: Biogeografické členění České republiky. II. díl. 1. vyd. Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Praha, 2005. 589 s. vMÍCHAL, I.: Ekologická stabilita. 1. vyd. Veronica, Brno. 1992. 243 s. vSLAVÍK, B., HEJNÝ, S. [eds.]: Květena České republiky. 2. vyd. Academia, Praha. 1997. 557 s. OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Časopisy Předcházející a navazující předměty •Krajinná ekologie (jaro, dr. Culek) •Ekologie a životní prostředí (podzim, dr. Culek) •Vybrané kapitoly z biogeografie (podzim, dr. Culek, dr. Divíšek) OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Další předměty se kterými se biogeografie překrývá •Základy ekologie (podzim, doc. Zahrádková, doc. Hájek) •Biomy Země (doc. Hájek) •Ekologie společenstev a makroekologie (podzim, prof. Chytrý) •Fytogeografie (doc. Grulich) •Biogeografie pro zoology (podzim, dr. Reichard) •Evoluční biologie (jaro, prof. Macholán) OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Co je biogeografie? •Nelson (1978): „Biogeography is a strange discipline. In general, there are no institutes of biogeography; there are no departments of it. There are no professional biogeographers - no professors of it, no curators of it. It seems to have few traditions. It seems to have few authoritative spokesmen.“ •Moreira-Munoz (2011): „It seems to me that a big step was taken toward the integration of biogeography as an independent and mature discipline: as a Big Science“ ~ OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Kdo jsou biogeografové? •R. MacArthur: ornitolog, matematik, profesor biologie Princeton University •E. O. Wilson: myrmekolog, Department of Organismic and Evolutionary Biology at Harvard University •M. Lomolino: mammaliolog, Department of Environmental and Forest biology •J. H. Brown: zoolog, makroekolog, Department of Biology at the University of New Mexico •S. P. Hubbel: botanik, Department of Ecology and Evolutionary Biology •R. Real: pův. batracholog, biogeograf, Departamento de Biología Animal, Málaga •H. Kreft: biogeograf, makroekolog, Faculty of Forest Sciences and Forest Ecology, Göttingen •M. Rueda: biogeografka, Departamento de Ecología, Madrid •R. J. Whittaker: pův. botanik a ekolog, biogeograf, Oxford School of Geography and the Environment •Moreira-Munoz: biogeograf, Institute of Geography, Santiago Otázky •Proč je mezi biogeografy málo geografů? –Konkurence biologů? •Geografie – interdisciplinární obor •Biogeografie – biologie je vždy potřeba! –Determinace druhů –Znalost ekologických pravidel –Znalost biologie druhů •Biogeografie – nemá smysl se hádat jestli je víc biologická nebo geografická!!! OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 O čem to obvykle není? O čem to obvykle je? Historie biogeografie •Doba objevitelských cest je (skoro) pryč… ALE •Proč se některé druhy stávají invazními a jiné ne? •Popisná a srovnávací •Nikoli (málo) experimentální OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Jak se biogeografie vyvíjela •Od popisné vědy ke (koncepčnímu) testování hypotéz •Nové metody současnosti – molekulárně-biologické, izotopová stanovení (C3 X C4), satelity •Počítače – zpracování obrovského množství dat, vícerozměrné statistické analýzy, GIS •Vliv environmentalismu a ochrany životního prostředí OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Carl Linné (1707 – 1778) •Švédský přírodovědec a lékař •Zakladatel botanické a zoologické systematické nomenklatury •Vytvořil pojem druh •Díla: •Systema nature (10. vyd. 1758) •Philosophia botanica (1751) •Species Plantarum (1753) –Carl Linné má v Mezinárodním rejstříku jmen rostlin zkratku L. OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > Carl Linné (1707-1778) •Biogeografické poznatky: •Jednotlivé druhy přežily biblickou potopu na Noemově arše, která přistála na hoře Ararat •V různé nadmořské výšce různé biomy / vegetační stupně OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Georges Buffon (1707 – 1788) •Francouzský přírodovědec •Současník a odpůrce Linnéa •Z Araratu by se organismy musely šířit přes zóny s nepříznivým klimatem •Podobné biomy v různých částech světa jsou obývány různými organismy •Proměnlivost v čase (geografie, klima, organismy) OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > Éra studia distribuce organismů •Johan Reinhold Forster (1729 – 1798) •Německý přírodovědec •Obeplul svět •První ucelený pohled na (bio)regiony na základně rozšíření rostlin •Rostliny, ptáci a savci se liší v různých oblastech mírného pásu nejen v tropech (jak si myslel Buffon) •Gradient druhové diversity – rovník – póly •Základní pozorování zvláštností ostrovní fauny •Carl Ludwig Willdenow (1765 – 1812) •Německý botanik a taxonom, Humboldtův učitel •Stvoření jedno ale na více místech na jednou (nebo přežití potopy na více místech) OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > Alexander von Humboldt (1769-1859) •Německý přírodovědec a spoluzakladatel geografie jako empirické vědy •Zabýval se: fyzikou, chemií, geologií, botanikou, zoologií, klimatologií, astronomií aj. •„Nový Aristoteles“, „Kníže vědy“ •1845: Kosmos •Položil základy fytogeografie a biogeografie •„teorie spojení kontinetů“ •Zonace a vegetační pásma OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 První myšlenky evoluce před Darwinem •Jean Baptiste de LAMARCK (1744-1829) •1809: Philosophie zoologique »Vrozená vnitřní tendence ke změně »Dědičnost získaných vlastností •Neustálý spontánní vznik jednoduchých organismů → změna k vyšší organizovanosti → Transformismus > První myšlenky evoluce před Darwinem •Georges Cuvier (1769-1832) •Francouzský přírodovědec a zoolog •Spoluzakladatel komparativní paleontologie •Kritizoval Lamarcka •Srovnávací anatomie •Vymírání, ovšem ne evoluce – vymřelí byli adaptováni na jiné podmínky OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > Charles Robert Darwin (1809-1882) •Britský přírodovědec •Zakladatel evoluční biologie •1859: O původu druhů přírodním výběrem aneb zachování zvýhodněných odrůd v boji o život (On the Origin of Species by means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life) •Zdroje Darwinovy teorie: –Lyellovy Základy geologie –Plavba na Beagle –Kapverdské ostrovy –Argentina (mastodont) –Galapágy (želvy, pěnkavky) –Thomas Malthus (1798): Pojednání o zákonitostech populace OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > Darwinovy poznatky •Darwinova teorie = DARWINISMUS –Původ všech druhů ze společného předka ne nadpřirozenou bytostí, ne samoplození –Divergence akumulací drobných změn –Teorie přírodního výběru •Problémy Darwinovy teorie: –Čas – stáří země max. 200 mil let –Neznalost teorie dědičnosti •Problémy biogeografie –Disperze organismů – neznalost kontinentálního driftu OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 •Jean Baptiste Lamarck –jedinec se adaptuje na prostředí a tyto adaptace předává svým potomkům •Charles Darwin –Jedinec reaguje na podmínky prostředí, změna ve fenotypu, genotypová změna se dále v populaci fixuje Srovnání „evolučních teorií“ > Alfred Russel Wallace (1823 – 1913) •Britský biolog, antropolog a geograf •Nezávisle vypracoval teorii evoluce •Ornitolog •Pozorování fauny Sundských ostrovů •Říše Wallacea •O sklonu variet nekonečně se odchylovat od původního typu (On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely from the Original Type) OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Wallaceovo zoogeografické členění světa OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Wallacea a Wallaceova linie •Wallacea –Přechodná oblast mezi indomalajskou a australskou zoogeografickou oblastí –Vysoký endemismus •Wallaceova linie –Na obou stranách totožné klimatické podmínky, ale odlišná fauna OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Základy ekologie •Alphonse De Candolle (1806 – 1893) •botanik •Rozšíření organismů je ovlivněno zdroji nejen pasivně ale i aktivně kompeticí o tyto zdroje •Ernst Haeckel (1834 – 1919) •Německý přírodovědec - biolog •Stoupenec Darwinismu v Německu •Zákon ontogeneze •1866 – zavádí pojem EKOLOGIE •Christen C. Raunkiær (1860 – 1930) •Dánský botanik •Průkopník ekologie rostlin •Raunkiærův sytém životních forem > Raunkiærův systém životních forem OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Teorie pevninských mostů Alfred Wegener (1880 – 1930) •německý meteorolog •1915 – teorie kontinentálního driftu •Fosilní nálezy + tvar kontinentů •Odmítnuta – pohyb organismů je jednodušší vysvětlení než pohyb celých kontinentů •Namísto driftu teorie pevninských mostů •Akceptována až koncem 60.let 20. století, kdy byl nalezen mechanismus pohybu OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Konečné důkazy •Výzkum oceánského dna •Středooceánské hřbety •Hlubokomořské příkopy •Paleomagnetismus •Zvrat magnetického pólu každých 10 tis. až 1 mi. let OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Ernst Walter Mayr (1904 – 2005) •Evoluční biolog a ornitolog •Koncept biologického druhu •Alopatrická speciace –Vznik nových druhů rozdělováním areálů, geografickou izolací jednotlivých populací George E. Hutchinson (1903-1991) •Limnolog •Hutchinsonův koncept ekologické niky •„Why there are so many different types of organisms in any one habitat“ > Teoretická pojetí společenstva •Frederic E. Clemens (1874-1945) –organismální pojetí –mezi druhy existují silné interakce –společenstva reálně existují jako „superorganismy“ •Henry A. Gleason (1882-1975) –individualistické pojetí –druhy se vyskytují na sobě zcela nezávisle –výskyt a abundance druhů jsou závislé pouze na abiotickém prostředí Zakladatelé biogeografických/synekologických systémů •Josias Braun-Blanquet (1884 – 1980) •Botanik a „rostlinný sociolog“ •Curyšsko-Montpellierská škola •Zakladatel fytocenologie •V. N. Sukačev •Biogeocenóza – BIOGEOCENOLOGIE •Boris Denisovič Sočava (1905 – 1978) •Ruský geobotanik a geograf •Zakladatel moderní nauky o krajině OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 > R. H. MacArthur & E. O. Wilson •Robert H. MacArthur –ekolog, ornitolog –žák G.E. Hutchinsona •Edward O. Wilson –entomolog (myrmekolog) •The Theory of Island Biogeography (1963, 1967) –obrat pozornosti k velkým měřítkům –v 70. návrat ke studiím na malých škálách •technologická omezení •úmrtí R. H. MacArthura > Makroekologie •Renesance ekologického výzkumu ve velkých měřítcích –dostatek dat –analytické metody –výkonné počítače •Analytická biogeografie •J. H. Brown & B. A. Maurer (1989) –zavedli termín macroecology v článku Macroecology: the division of food and space among species on continents (Science 243: 1145-1150). •R. E. Ricklefs & D. Schluter (1993) –editovaná kniha Species diversity in ecological communities: historical and geographical perspectives – obrat pozornosti k procesům na velkých škálách Makroekologie II •J. H. Brown (1995) –kniha Macroecology •M. L. Rosenzweig (1995) –kniha Species diversity in space and time •S. P. Hubbell (2001) –kniha The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography OPVK Inovace výuky geografických studijních oborů, CZ.1.07/2.2.00/15.0222 Čeští biogeografové •Alois Zlatník (1902 – 1979) •profesorem lesnické botaniky a fytocenologie, dendrologie, fytopatologie a anatomie rostlin •Působil jako děkan lesnické fakulty Vysoké školy zemědělské v Brně •Zakladatel GEOBIOCENOLOGIE •Chytrý, Storch, Buček, Lacina, Vašátko, Hudec, Culek, Horsák… >