Przeczytaj
Warunki środowiska to zespół czynników klimatycznych i geologicznych, na które reagują organizmy. W odróżnieniu od zasobów środowiska (np. pożywienia) są niewyczerpywalne – to znaczy, że nie są konsumowane ani zużywane. Zmieniają się jednak w czasie: krótkim, jak wilgotność po deszczu, lub długim, jak wypiętrzanie się masywów górskich.
![Na ilustracji przedstawiona mapa świata. Widoczne są wszystkie kontynenty oraz oceany i morza.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/Rtj2n23a7IDsb/1617177914/287Ti3S71w3DMUQQxCScUO92HJ1GipPN.jpg)
Organizmy są przystosowane do zmienności środowiska w zakresie wyznaczonym przez granice ich tolerancji, co decyduje o zasięgu danego gatunku. Zasięg gatunku to obszar, na których panują na tyle sprzyjające warunki, że gatunek ten może na nim żyć. Zasięg można określać w stosunku do gatunku, ale też wyższych jednostek taksonomicznychtaksonomicznych: rodzaju, rodziny, rzędu. Może być on ciągły – wtedy organizm występuje stale na dużym areale – lub rozerwany (dysjunktywny) – gdy populacje żyją osobno w podobnych warunkach klimatyczno‑glebowych.
W ciągu 4,5 mld lat zmieniało się zarówno położenie, jak i ukształtowanie poszczególnych kontynentów. Proces ten wyjaśnia teoria dryfu kontynentalnego Alfreda Wegenera. Zgodnie z nią płyty kontynentalne o dużej gęstości (litosferalitosfera) przesuwają się po ośrodku o mniejszej gęstości (astenosferaastenosfera). Mogą się od siebie odsuwać (sprawiając, że z wnętrza Ziemi wydostaje się na powierzchnię magmamagma), nachodzić na siebie (wypiętrzając łańcuchy górskie) oraz się względem siebie przesuwać (wywołując aktywność wulkaniczną). Zjawisko to tłumaczy, dlaczego blisko spokrewnione gatunki mogą żyć na różnych kontynentach. Przykładowo płazy z rodziny Leiopelmatidae występują po dwóch stronach Pacyfiku (i nigdzie indziej): rodzaj Ascaphus na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej, a rodzaj Leiopelma w Nowej Zelandii.
Na różnorodność gatunkową wpływają także inne czynniki geograficzne: odległość od równika (liczba gatunków zmniejsza się w kierunku biegunów) oraz wysokość nad poziomem morza (im wyżej, tym mniejsze bogactwo biocenoz). Wszystkie te warunki środowiskowe mogą wzajemnie na siebie oddziaływać. Inne piętra roślinne występują w Tatrach, a inne w Andach czy Himalajach, choć ich kolejność, zależna od klimatu i stromizny górskich stoków, będzie podobna. Jeśli góra otoczona jest równiną (np. stożek wulkaniczny Kilimandżaro), w zależności od wysokości nad poziomem morza bogactwo gatunków ssaków będzie na jej stokach większe niż na nizinie, gdzie przeważy różnorodność gatunków roślin. Duże zróżnicowanie gatunków na stokach cechujących się odmiennymi warunkami, takimi jak nachylenie, zasobność w wodę i ekspozycjaekspozycja na słońce, wskazuje na związek rozmieszczenia organizmów z warunkami środowiskowymi. Rozmieszczenie gatunków zależne od wysokości nad poziomem morza w pewnym stopniu odzwierciedla skład gatunkowy biomów zależny od szerokości geograficznej.
Na bogactwo gatunków na kontynentach wpływają również długość geograficzna oraz takie czynniki klimatyczne jak ilość opadów, temperatura czy odległość od morza – wybrzeża charakteryzują się większą bioróżnorodnością niż obszary w głębi lądu. Także aktywność sejsmicznaaktywność sejsmiczna, przez zwiększenie zmienności ukształtowania terenu, może się przyczynić do zwiększenia różnorodności gatunków.
Porównanie wysokości pięter roślinnych w różnych pasmach górskich (nomenklatura gór europejskich), wysokości podane w metrach nad poziomem morza
Piętra | Karkonosze | Tatry | Alpy | Kaukaz | Andy | Himalaje |
---|---|---|---|---|---|---|
Pogórze | do 500 | do 650 | do 800 | do 2000 | do 600 | do 1000 |
Regiel dolny | 500–1000 | 650–1200 | 800–1000 | 2000–2600 | 600–2000 | 1000–2000 |
Regiel górny | 1000–1300 | 1200–1500 | 1000–1500 | 2600–3000 | 2200–3200 | 2000–3700 |
Kosodrzewina | 1300–1450 | 1500–1800 | 1500–2200 | 3000–3500 | 3200–4000 | 3700–4200 |
Hale | 1450–1603 | 1800–2300 | 2200–3100 | 3500–4300 | 3200–4000 | 4200–5000 |
Turnie | 2300–2655 | 3100–4809 | 4300–5642 | 4000–6961 | 5000–8848 |
Piętro pogórza to miejsce w górach, gdzie dominuje wielogatunkowy las liściasty; w tropikach i Andach będzie to wilgotny las równikowy. Regiel dolny i górny stanowią przejście od lasów mieszanych do iglastych. Na piętrze kosodrzewiny występują krzewy i zioła; w Alpach i Himalajach rosną tu różaneczniki, a w Andach – formacja krzewiasto‑trawiasta zwana „paramo”. Nad nimi znajduje się piętro hal (w Andach zwane „puna”), złożone z krzewinek i traw; może mieć charakter pustyni górskiej (suchej i chłodnej). Wyżej sięgają skaliste turnie, w szczytowych partiach pokryte śniegiem – rosną tu rośliny naskalne, mchy i porosty.
Aby wyjaśnić zjawisko związku czynników geograficznych z różnorodnością biologiczną, zaproponowano kilka hipotez, wzajemnie się uzupełniających. Omówiono je poniżej.
Hipoteza katastrof
Stabilne środowiska sprzyjają różnicowaniu się gatunków w czasie. Tropiki są stabilne dłużej niż regiony aktywności wulkanicznej czy strefa umiarkowana, która podlegała katastrofalnym zmianom klimatu (takim jak zlodowacenia).
Hipoteza prędkości ewolucyjnej
Prędkość ewolucyjna w tropikach jest związana z bogatą w gatunki biocenozą, która podlega nieustannym zmianom. Ponieważ warunki w tropikach są korzystne, organizmy szybciej się rozwijają. Równocześnie obszary polarne i klimatu umiarkowanego jako „młodsze” są wciąż kolonizowane przez gatunki.
Hipoteza dopływu energii
Różnorodność gatunków jest związana z dostępnością energii słonecznej w czasie – tropiki otrzymują jej rocznie więcej niż rejony o niższych szerokościach geograficznych. To korelacja, która nie wyjaśnia niskiej bioróżnorodności obszarów pustyń i wysokich gór.
Hipoteza produktywności
Różnorodność, wpływająca na produktywność ekosystemu, zależy od rocznej ewapotranspiracji, czyli sumarycznej ilości wody wyparowanej z powierzchni gleby i przez rośliny. Na wielkość tę wpływają ukształtowanie terenu, rodzaj podłoża i dostępność wody.
Hipoteza areału
Rozległe obszary o podobnym klimacie, w porównaniu z obszarami o mniejszym areale, stwarzają warunki do życia większej liczbie gatunków. Wiąże się to z dostępnością zróżnicowanych siedlisk oraz większymi możliwościami izolacji oddzielonych populacji, co ułatwia specjację (powstawanie gatunków).
Hipoteza umiarkowanych zaburzeń
Lokalne katastrofy na małym obszarze, takie jak wiatrołomy, pożary, powodzie czy osuwiska, stwarzają gatunkom pionierskim przestrzeń do życia. Później gatunki te stają się częścią kolejno następujących po sobie ekosystemów, co zwiększa ich bioróżnorodność.
Słownik
(gr. asthenes – słaby; sphaira – kula) część górnego płaszcza Ziemi o grubości 100 km; składa się ze skał o temperaturze na granicy topnienia, co nadaje im dużą plastyczność
(gr. bios – życie; ge – ziemia; grapho – piszę) nauka badająca rozmieszczenie zwierząt (zoogeografia) i roślin (fitogeografia) na kuli ziemskiej
w ekologii największa jednostka biocenotyczna, występująca w jednorodnej strefie klimatycznej; zespoły podobnych biocenoz występujące na dużych obszarach
(gr. endemos – rodzimy, miejscowy) gatunek, którego występowanie jest ograniczone do jednego miejsca na Ziemi, co zazwyczaj jest skutkiem izolacji geograficznej
(łac. expositio – wyłożenie) wystawa stoku; dostępność światła słonecznego, naświetlenie
(gr. lithos – kamień; sphaira – kula) zewnętrzna, sztywna powłoka Ziemi o grubości od 10 do 100 km; obejmuje skorupę ziemską i górny płaszcz Ziemi
gorący i ruchliwy stop formujący się na skutek częściowego wytapiania skał w litosferze
ilość materii organicznej wytwarzanej przez organizmy w jednostce czasu
grupa obejmująca rośliny, które w pokoleniu bezpłciowym (sporoficie) wykształciły tkankę przewodzącą wodę i sole mineralne; należą do nich paprotniki, rośliny nagonasienne (nagozalążkowe) i rośliny okrytonasienne (okrytozalążkowe)
(gr. seismos – trzęsienie ziemi) występowanie częstych silnych ruchów ziemi, zwykle na granicy płyt kontynentalnych
(łac. species – gatunek) proces powstawania gatunków
(gr. taxis – rząd, porządek; nomos – prawo) nauka o zasadach i metodach stosowanych w systematyce przy opisywaniu gatunków i włączaniu ich w system klasyfikacji