ŽIVA

Vymírání – klíčový proces, o němž skoro nevíme / Extinction – the Key Process which We Barely Know

Obrazové přílohy

• Dynamika metapopulací (souborů lokálních populací, propojených občasnou migrací). Základní model metapopulace (obr. a) se týká změny počtu osídlených lokalit (P, na vodorovné ose), u nichž předpokládáme, že jejich populace občas vymírají a občas jsou (re)kolonizovány. Předpokládáme, že tato změna v čase (dP/dt) je dána celkovými rychlostmi (svislá osa) kolonizace (zeleně) a extinkce (červeně). Rychlost kolonizace závisí na nějakém parametru i (jako imigrace), který je určen druhově specifickou schopností šíření a vzdáleností jednotlivých lokalit. Dále závisí na P (čím více lokalit je osídlených, z tím více míst může probíhat další osídlování), také ale na počtu neosídlených lokalit (k-P, kde k je celkové množství lokalit), poněvadž čím víc neosídlených lokalit, tím víc jich může být nově kolonizováno. Intenzita kolonizace tedy závisí na počtu osídlených lokalit podle vzorce iP(k-P). Intenzita extinkce v nejjednodušší podobě závisí jen na extinkční konstantě e (dané vlastnostmi druhu, jako jsou reprodukční schopnost, délka života, schopnost odolávat extrémům apod.) a počtu již osídlených lokalit P (čím více osídlených lokalit, tím více populací může vymřít), celkově tedy eP. Tím dostáváme základní rovnici metapopulační dynamiky – Levinsovu rovnici dP/dt = iP(k-P) - eP. Když si vyneseme proti sobě počet osídlených lokalit a oba procesy, první člen (kolonizace) má podobu obrácené paraboly – nejrychleji dochází ke kolonizaci, právě když je osídlena polovina lokalit, protože tehdy je dost lokalit, odkud se lze šířit, a zároveň dost těch, které lze nově osídlit. Druhý člen (extinkce) tvoří přímku procházející počátkem. Průsečík těchto dvou křivek je rovnovážný stav (ekvilibrium), kdy při daném počtu osídlených lokalit jsou kolonizace a extinkce vyrovnány (plné kolečko). Jde přitom o stabilní ekvilibrium, neboť jakýkoli posun na obě strany vede k návratu do rovnováhy – když je osídlených lokalit méně, naroste rychlost kolonizace a sníží se rychlost extinkce, takže se časem počet osídlených lokalit zase zvýší, zatímco při navýšení P nad rovnovážný stav rychlost extinkce převáží nad rychlostí kolonizace. Zajímavější je situace, kdy s rostoucím počtem osídlených lokalit klesá pravděpodobnost vymření populací díky jejich dosycování migrujícími jedinci (obr. b; tento efekt záchrany, rescue effect, zavedl do metapopulační biologie slavný finský ekolog Ilkka Hanski, díky němuž se tento obor stal teoretickým základem ochrany přírody). Rychlost vymírání pak není jednoduchou lineární funkcí počtu osídlených lokalit, ale při vysokých P klesá (plná červená křivka). To může vést k zajímavému jevu, kdy by bez efektu záchrany (čárkovaná červená čára) nemuselo exis­tovat stabilní ekvilibrium (rychlost extinkce by byla vždy vyšší než rychlost kolonizace), ale díky efektu záchrany toto ekvilibrium existuje. V takovém případě ale vzniká další rovnovážný stav (prázdné kolečko vlevo), který je nestabilní – jakákoli odchylka vede ke změně P na obě strany od tohoto nerovnovážného ekvilibria. Když tedy P klesne pod určitý práh (třeba kvůli i relativně malé změně prostředí), počet migrujících jedinců je příliš malý na to, aby udržoval lokální populace a celá metapopulace zanikne (nebo zbyde několik populací v refugiích, kde je pravděpodobnost extinkce zanedbatelná). Orig. D. Storch
  
• Velká vymírání v geologické historii Země. Svislé linky ukazují 5 % nejvýraznějších událostí v historii Země, kdy do-šlo během milionu let k prudké výměně druhů, ať už ve smyslu výrazné originace (v paleontologii většinou nemluvíme o speciaci, poněvadž objevení se nějakého taxonu v určitém období neznamená, že v té době skutečně vznikl), nebo extinkce. Délka čáry odráží procento druhů, které se v daném okamžiku ve fosilním záznamu objevily (zeleně) nebo vymřely (červeně). Šipky ukazují tradičních pět velkých vymírání; je ale vidět, že tato Velká pětka ve skutečnosti nezahrnuje pět skutečně největších vymírání. Svislé modré čáry označují konec prvohor, resp. druhohor – zatímco přelom prvohor a druhohor (rozhraní perm/trias před 251 miliony let) byl vskutku dramatický a vyznačoval se nejen největším vymíráním v historii Země, ale také řadou následných vymírání i radiací, konec druhohor (rozhraní křídy a třetihor, před 66 miliony let), přestože je spojován s velkým vymíráním včetně vymření dinosaurů, už tak zásadní nebyl. Ve skutečnosti bylo toto vymírání až páté největší. Naopak v polovině kenozoika (třetihory a čtvrtohory), před 33 miliony let, nastalo druhé největší vy­mírání, které lze přičíst na vrub prudkému globálnímu ochlazení (blíže na str. 212). Podle: J. F. H. Cuthill a kol. (2020)
  
• Vymírání docela velkého rozsahu byla běžná i v poměrně nedávné minulosti, a to i bez lidského přičinění. Sahara byla ještě před 6 tisíci let zelenou, byť aridní savanou, jako je dnes Kalahari (na snímku); pásla se na ní stáda antilop, žiraf a dalších herbivorů, kteří byli loveni velkými šelmami. Pak během krátké doby vyschla a velké populace těchto zvířat vymřely na obrovské ploše. Foto P. Pokorný
  
• Vymírání sice často ovlivňuje řada faktorů, ale to neznamená, že je náhodné z hlediska toho, jaké formy vymírají. Během kenozoika se vyvinula řada šavlozubých predátorů (zde Thylacosmilus v miocénu Jižní Ameriky), specializovaných na lov velkých zvířat. Tyto formy vznikly nezávisle v řadě různých savčích linií (včetně vačnatců) a byly zjevně úspěšné, přesto se dneška nedožila žádná (pokud nepočítáme mrože, který je však vodní a šavlovité špičáky používá k něčemu jinému). Můžeme spekulovat, jak to souvisí s úbytkem megafauny nebo s obecnou vzácností takto specializovaných predátorů, ale příčin vymření těchto forem se stejně těžko dobereme – můžeme jen konstatovat, že dnešní svět zkrátka živočichům s některými vlastnostmi nepřeje. Orig. T. Albrecht
  

© 2022 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.