BIOGEOGRAFIA- nauka o rozmieszczeniu organizmów w czasie i przestrzeni oraz o
procesach warunkujących rozmieszczenie, próbuje udokumentować i zrozumieć przestrzenne
zróżnicowanie różnorodności biologicznej. Głównym tematem badań biogeograficznych są zmiany układów biologicznych w przestrzeni geograficznej, które spowodowały i powodują
nadal mozaikowatą strukturę biosfery.
KIERUNKI BADAŃ: Biogeografia chorologiczna (kształty, wielkości, dynamika zasięgów,
regionalizacje), ekologiczna (rozmieszczenie typologicznych układów ekologicznych, związki między zmiennością przestrzenną czynników ekologicznych a rozmieszczeniem taksonów), historyczna (geneza współczesnych faun i flor, taksonów i układów ekologicznych), biogeografie szczegółowe: fizjologiczna (wpływ czynników środowiskowych na zróżnicowanie przestrzenne procesów fizjologicznych), morfoanatomiczna, cytogenetyczna, rozwojowa, behawioralna i kulturowa (wzajemne relacje między człowiekiem i jego działalnością a żywą przyrodą).
Georges Louis Leclerc, Compte de Buffon- podobieństwa i różnice fauny między regionami o podobnym klimacie
Augustine Pyrame de Candolle- endeminizm, opisał regiony wysokiego endeminizmu, dysjunkcję bipolarną i afrykańsko-australisjką, uważał że za różnorodność odpowiada konkurencja o zasoby, twierdził, że liczba gatunków na wyspach zależy od wielkości, wieku, izolacji i zakłóceń
Alexander von Humboldt- podróże do Am.Śr., 30-tomowe dzieło Voyage aux Regions Equinoxiales, korelacje czynników środ. z roślinnością, obserwacja że w podobnych klimatach istnieje podobna roślinność nawet na terenach bardzo od siebie odległych, postrefował roślinność.
J.F.Shouw- opisał wpływ czynników środ. na rozmieszczenie gatunków roślin podkreślając rolę temperatury.
August Grisebach- opisał ponad 50 formacji roślinnych świata we współczesnych kategoriach fizjonomicznych i powiązał ich rozmieszczenie z głównymi czynnikami klimatycznymi.
Charles Darwin- podróż do HMS Beagle, obserwacje wysp Galapagos i występujących tam podobnych gatunków ptaków
Alfred Russell Wallace- ojciec współczesnej biogeografii, twórca koncepcji państw biogeograficznych, pracował na Malajach i zauważył wyraźną granicę między fauną i florą tego terenu i Australii Linia Wallace'a oddziala Borneo od Celebesu i Bali od Lomboku.
BALI + ZACHÓD- tygrysy, niedźwiedzie, orangutany i inne małpy
LOMBOK + WSCHÓD- rajskie ptaki, kuskus i inne torbacze, kangury nadrzewne
Johannes Eugeniusz Bulow Warming- badał Sawannę w Brazylii, wpływ gleby, terminy: hydrofity, mezofity i kserofity
Christian Raunkiiaer- system form życiowych bazujący na położeniu zimujących pączków
Robert MacArthur- matematyk, ekolog, biogeograf, twórca biogeograficznej teorii wysp.
FYLOGEOGRAFIA- dotyczy zasad i procesów rządzących geograficznym rozmieszczeniem linii genealogicznych, głównie na poziomie wewnątrzgatunkowym, celem jest zrozumienie mikroewolucji i specjacji w kontekście geograficznym i czasowym, posługuje się obserwacjami, opisami i analizą przestrzennego rozmieszczania genotypów w powiązaniu ze scenariuszami historycznymi.
ZASIĘG- obszar występowania danego gatunku. Rodzaje: Ciągły (zwarty-warunkowany klimatycznie, edaficznie np.jesion wyniosły, krukowate), nieciągły (rozerwany- nowa ekspansja, relikty klimatyczne, relikty ewolucyjne, relikty siedliskowe np.świerk pospolity), rozproszony (np.aldrowanda pęcherzykowata), reliktowy (ostnica), zwarty (tygrys), z wyspami na obwodzie (niedźwiedź brun.), wyspowy (kozica) i rozerwany (sroka modra). Zasięgi są najmniejsze w pobliżu równika.
DYSJUNKCJA ZASIĘGU- przerwa w obszarze zasięgu występowania danego gatunku fauny lub flory. Może mieć ograniczony obszarowo charakter (dysjunkcja lokalna) lub globalny (dysjunkcja regionalna, dysjunkcja międzykontynentalna)
GRANICA (KRES ZASIĘGU)- linia ograniczająca występowanie gatunku
BARIERA- przeszkoda pojawiająca się na drodze wędrówki organizmów. Rodzaje: fizyczna (rzeki, jeziora, góry, pustynie), klimatyczna (temperatura, zmarzlina), biologiczna (konkurencja) i siedliskowa (charakter pożywienia, dostępność wody, światła, schronień)
ENDEMIT- gatunek lub inny takson, który ma zasięg ograniczony do niewielkiego obszaru (Madagaskar: karłowaty kameleon, karłowaty hipopotam; Malaje: nosorożec karłowaty; Nw.Zelandia: nielot kiwi)
RELIKT- taksony filogenetycznie stare, będące pozostałością minionych epok geologicznych kiedyś o szerokim rozprzestrzenieniu
NEOENDEMIT- b.młode filogenetyczne taksony, posiadające małe zasięgi, które nie zdążyły się szerzej rozprzestrzenić
GATUNKI KOSMOPOLITYCZNE- o rozległych zasięgach, zdolne do rozrodu i życia w różnych środowiskach i strefach klimatycznych (myszołów, trzcina, pokrzywa, pchła, szczur wędrowny, mucha domowa, orlica pospolita)
PRAWO MINIMUM LIEBIGA - czynnik, którego jest najmniej działa ograniczająco na organizm, bądź całą populację, wystarczy niedobór jednego ze składników pożywki, na której roślina jest hodowana, aby ograniczyć jej wzrost. Potem udowodniono, że prawo minimum odnosi się także do innych organizmów żywych i ma zastosowanie ogólnoprzyrodnicze. Rozwinięciem tego prawa jest zasada tolerancji ekologicznej Shelforda.
HIPOTEZA DYSPERSJI- Takson powstał w jednym miejscu i rozprzestrzeniał się na inne, ulegając czasem ewolucji
HIPOTEZA WIKARYZMU- W przeszłości był 1.ciągły zasięg, zajęty przez gat.wyjściowy. Po powstaniu barier zasięg został pofragmentowany i 1.gatunek uległ zróżnicowaniu na kilka
WIKARIANTY (GAT.WIKARYZUJĄCE)- są blisko spokrewnione i zastępują się na różnych obszarach (żubr i bizon, renifer i karibu)
KONWERGENCJA- upodobnienie się do siebie gatunków z zupełnie różnych grup systematycznych pod względem: budowy anatomicznej, fizjologii i trybu życia
RADIACJA ADAPTATYWNA- różnicowanie się gatunków mających wspólnych przodków w różnych warunkach siedliskowych, a z takim samym taksonem wyjściowym. Jest to mała populacja początkowa- dryft genetyczny.
ROZMIESZCZENIE GATUNKÓW:
Elementy empiryczne: elementy kierunkowe( granica zasięgu na badanym terenie), elementy wysokościowe (zasięg pionowy) i geoelementy (elementy geograficzne- wielkość, kształt i lokalizacja zasięgu)
Elementy interpretowane: genoelementy (elementy genetyczne- ośrodek pochodzenia), synchronoelementy (elementy historyczne- jednakowy czas przybycia) i migroelementy (pochodzenie z tego samego centrum na skutek tych samych przyczyn)
Inne: taksoelementy- przynależność taksonomiczna i ekoelementy- wymagania siedliskowe
Czynniki wpływające na rozmieszczenie: aspekt chorologiczny (zasięgi geograficzne)
Zasięg i skala (globalna, siedliskowa, mikrosiedlisko), aspekt ekologiczny (wymagania siedliskowe- nisza ekologiczna: siedlisko, pożywienie, trasy, sezonowość, interakcje z innymi gatunkami).
Trasy rozprzestrzeniania - korytarze, filtry, przypadek
Warunki szerokiego rozprzestrzeniania: duża zdolność adaptacyjna gatunku, szeroki zakres tolerancji na działanie czynników środowiska i wysoki stopień konkurencyjności w stosunku do innych gatunków. Sposoby: aktywnie (dobrzy pływacy- rekin, delfin, tuńczyk; szybkobiegacze- koniowate, drapieżniki; lotnicy- ptaki, nietoperze; wolno pływające larwy osiadłych organizmów- racicznica) i biernie (anemochoria- zarodniki, nasiona roznoszone przez wiatr; autostopowicze- ślimaki, pijawki, niektóre nasiona; nasiona przenoszone w przewodzie pokarmowym- jemioła, cis, jarzębina, „Babie lato”, plankton, hydrochoria - zarodniki, nasiona roznoszone przez wodę)
WYSPA- z ekologicznego punktu widzenia: każde środowisko otoczone całkowicie odmiennym terenem, nieprzyjaznym dla organizmów zamieszkujących wyspę- np. szczyty wysokich gór, stawy, jaskinie, izolowane rezerwaty przyrody i wyspy oceaniczne, morskie. Z biogeograficznego punktu widzenia: każdy obszar otoczony wodą, powstały w wyniku fragmentacji większego kontynentu lub w wyniku powstania całkiem nowego terenu wcześniej niezasiedlonego przez organizmy lądowe.
Rodzaje wysp: fragmenty dawnego lądu (wyspy na szelfie kontynentalnym) i wyspy oceaniczne (wulkaniczne, atole koralowe, ruchy pionowe skorupy ziemskiej)
Przystosowania roślin: są b.dobrymi kolonizatorami: wystarczy tylko kilka nasion, by zasiedlić nowa wyspę, nasiona i spory niektórych roślin mogą być przenoszone z wiatrem na
odległość setek km, niektóre owoce i nasiona przyczepiają się do piór migrujących ptaków, niektóre nasiona mogą kiełkować nawet po 2 tygodniach spędzonych w układzie pokarmowym zwierząt, niektóre nasiona i rośliny mogą być przenoszone przez prądy morskie na znaczne odległości (Galapagos- niemal cała flora z Am.Płd.; ok. 380 przypadków kolonizacji: 60% za pośrednictwem ptaków, 31% z wiatrem, 9% z prądami morskimi)
Przystosowania zwierząt: migrujące ptaki, niektóre bezkręgowce mogą być przenoszone z wiatrem na ogromne odległości, „Pływające wyspy” (powalone pnie drzew, duże nasiona roślin)
Liczba gatunków zależy od: odległości od źródła (np.najbliższego lądu), bogactwa gatunkowego rejonu źródłowego. Życie na wyspach jest bardziej ryzykowne niż na lądzie:
efekty lokalnych katastrof mają znacznie większe znaczenie na wyspach, rejony źródłowe są zawsze bogatsze w gatunki, nawet gdy środowiska są identyczne jak na wyspie; dostępnej energii, klimatu. Najwięcej gatunków występuje w strefie międzyzwrotnikowej.
Wyginięcie gatunku jest bardziej prawdopodobne w przypadku gatunków o ograniczonych (małych) zasięgach. Najbardziej wiarygodne oszacowania zasięgów w skali globalnej - dla ptaków: Obszar endemiczny ptaków endemic bird area (EBA) obejmuje teren na których znajdują się co najmniej dwa małe zasięgi gatunków endemicznych.
Główne czynniki różnicujące ekosystemy: przestrzenne zróżnicowanie roślinności (ekosystemów) zależy od wielu czynników. W skali całego globu najważniejsze są makrogeograficzne, takie jak ukształtowanie kontynentów, odl. od oceanów, oświetlenie zmieniające się wraz z szer.geogr. oraz zróżnicowanie klimatyczne. Klimat, a w szczególności roczny przebieg temperatur i opadów w zasadniczy sposób wpływa na przebieg procesów glebowych oraz na możliwości występowania określonych grup roślin. Na podstawie tego zróżnicowania wyróżnia się strefy klimatycznoglebowo-roślinne (biomy), ułożone równoleżnikowo (z północy na południe), charakteryzujące się wyraźną odmiennością roślinności naturalnej. W obrębie każdej ze stref roślinność jest również zróżnicowana, przy czym wyróżnia się dwie płaszczyzny tej zmienności: zmienność regionalna, dotyczy zróżnicowania z zachodu na wschód i związana jest m.in. ze stopniem kontynentalności klimatu oraz z odmiennym pochodzeniem, bogactwem i składem flory i
zróżnicowanie ekologicznosiedliskowe roślinności-wynik różnic w hipsometrii i litologii terenu oraz odmiennymi stosunkami wodnymi. Na skutek takiego zróżnicowania powstają siedliska bardziej i mniej wilgotne, żyzne i ubogie. Każde z nich charakteryzuje się specyficzną roślinnością naturalną (ekoregiony).