P1-0236 — Letno poročilo 2014
1.
Filogenetska napoved bodočih sprememb habitatov zaradi klimatskih sprememb

Organizmi se različno odzivajo na klimatske spremembe, odvisno of filogenetskih ali ekoloških pogojev, vendar so študije, ki bi ločile med temi alternativami redke. V tej raziskavi smo uporabili dva para vrst iz globalno razširjenih skupin pajkov, vsak je predstavljal dva življenjska sloga (generalist, specialist), z namenom preveriti relativno pomembnost filogenije oz. ekologije za predvidene reakcije na klimatske spremembe. Uporabili smo novo filogenetsko hipotezo za pajke iz družine Nephilidae za izbor štirih tarčnih vrst iz dveh rodov (Nephilingis in Nephilengys), ki bi ustrezale zgornjim zahtevam, poleg tega pa so razširjene alopatrično po subtropskih in tropskih regijah. Na osnovi znanih podatkov razširjenosti smo modelirali prostorske niše vseh štirih vrst ter z uporabo prirejene GIS tehnologije in predvidenih klimatskih sprememb napovedali njihove ekološke spremembe za 20, 40, 60 in 80 let v prihodnost. Filogenija bolje napove trenutne vrstne ekološke preference kot način življenja. Do leta 2080 bodo vse vrste utrpele dramatična krčenja primernega habitata (54.8-77.1%) ter se prilagodile novim razmeram s pomikom proti višjim nadmorskim legam ter zemljepisnim dolžinam, čeprav z raznolikimi tempi. Filogenija in način življenja razložita simulirane premike habitata, ki se tičejo nadmorske višine, samo filogenija pa je najboljši napovedovalec spremenjenih zemljepisnih dolžin. Modeli, ki vključujejo komponento filogenetske sorodnosti, so pomembno dodatno orodje pri napovedih biotskih odgovorov na globalne spremembe.

COBISS.SI-ID: 37178413
2.
Neodmrli prezimeli deli hranilnih rastlin, količina rastlinskega opada in struktura vegetacije so ključni dejavniki, ki določajo kvaliteto habitata vrste Coenonympha oedippus v Evropi.

Poznavanje mikroekoloških preferenc vrste v celotnem območju njenega areala je nujno za opredelitev ustreznega načina gospodarjenja z življenjskim okoljem katerokoli vrste. V študiji smo na podlagi terenskih raziskav in podatkov iz vzgoje osebkov v laboratoriju določili mikrohabitatne preference gosenic in ovipozicijskih samic pri vrsti Coenonympha oedippus v kontrastnih habitatih (vlažna in suha travišča) in na območju večine njenega areala v Evropi. Kljub velikemu prostorskemu in ekološkemu gradientu smo ugotovili nekaj skupnih značilnosti: (1) struktura zeliščne plasti vegetacije je bistven dejavnik, ki določa izbor ovipozicijskega mesta in uspešen razvoj preadultnih stadijev; (2) velika pokrovnost rastlinskega opada in/ali polgrmičkov ustvarja v zeliščni plasti vrzeli–mesta, kamor samice odlagajo jajčeca in kjer so ugodni toplotni pogoji za razvoj gosenic; (3) samice niso izbirčne pri izbiri ovipozicijskega substrata; (4) višina ovipozicijskega mesta od tal je prilagojena mikrookoljem z direktno sončno svetlobo ali toplim substratom; (5) pokrovnost larvalnih hranilnih rastlin v ovipozicijskem mikrohabitatu je visoka (cca. 40%); (6) najpomembnejši larvalni hranilni rastlini sta Carex panicea (vlažna t.) and Carex humilis (suha t.); (7) razpoložljivost neodmrlih delov hranilnih rastlin v bližini prezimele gosenice je ključna za preživetje le-te. Na podlagi rezultatov terenske in laboratorijske raziskave smo predlagali naravovarstvene smernice in ukrepe za ustrezne načine gospodarjenja v habitatih te, ene od najbolj ogroženih vrst dnevnih metuljev v Evropi.

COBISS.SI-ID: 37824557
3.
Rast in razvoj pri vrstah, ki živijo v urbanih okoljih

Čeprav je urbano okolje resna grožnja za biodiverziteto, nekatere vrste v mestih dobro uspevajo. Slednje je lahko posledica izrazite razvojne plastičnosti teh taksonov, saj se fenotipsko plastični organizmi bolje prilagodijo na nepredvidljive vire hrane in druge pogoje. V naši študiji smo preučevali, kako se pajek Nuctenea umbratica, ki živi v evropskih gozdovih in mestnih parkih, odziva na različno hrano. Pajke smo izpostavili trem prehranjevalnim režimom ter spremljali njihov razvoj. Pajki Nuctenea umbratica so kazali elemente kanalizacije in plastičnosti v rasti in razvojnih poteh. Pajki so imeli fiksno število levitev in podobno odraslo velikost, vendar so bila obdobja med levitvami odvisna od količine hrane. V primerjavi s pajki, ki so uspešni v mestnem okolju, Zygiella in Larinioides, so imeli Nuctenea umbratica zelo dolg generacijski čas in bolj kanaliziran razvoj, kar je verjetno tudi povezano z njihovo manjšo uspešnostjo v kolonizaciji mestnega okolja.

COBISS.SI-ID: 37178669
4.
Filogenetska podpora za neusmerjeno in izometrično evolucijo spolnega velikostnega dimorfizma pri pajkih skupine Argiopinae

Spolni dimorfizem pomeni občutne razlike med samčevim in samičinim fenotipom. Pri pajkih se raziskave spolnega dimorfizma osredotočajo skoraj izključno na velikost, kažejo pa na vztrajno evolucijsko naraščanje samičinih velikosti z neodvisnimi evolucijskmi spremembami pri samcih. To neravnovesje naj bi bilo posledica negativnih alometričnih vzorcev, ki jih povzročajo spolno specifični selekcijski pritiski (obratno Renschevo pravilo). V tej študiji smo raziskovali makroevolucijske vzorce spolnega velikostnega dimorfizma (SSD) v poddružini Argiopinae, globalno razširjeni skupini pajkov mrežarjev z raznolikimi stopnjami SSD. Pridobili smo molekularno vrstno filogenijo s pomočjo Bayesove metode in metode največje verjetnosti ter jo uporabili za rekonstrukcijo spolno specifične evolucije velikosti, za preverjanje splošnih hipotez ter modelov velikostne evolucije, za preverjanje spolne velikostne koevolucije, ter za preverbo alometričnih vzorcev SSD. Rezultati rekonstruirajo zmerne predniške velikosti in vrednosti SSD ter zavračajo model velikosti po Brownovem gibanju, kar kaže na neusmerjeno evolucijo velikosti. V nasprotju z napovedmi so velikosti spolov filogenetsko soodvisne, evolucija SSD pa je izometrična. Naši rezultati tako sprožajo dvome o klasičnih razlagah evolucije velikostnega dimorfizma v korist samic preko naravnega odbiranja za večjo plodnost, ter modelov majhnih samcev zaradi gravitacije oziroma spolno pogojene mortalitete. Morda je pri skupini Argiopinae evolucija velikosti pogojena s temi ali dodatnimi selekcijskimi mehanizmi, vendar verjetno na drugih filogenetskih nivojih.

COBISS.SI-ID: 37591341
5.
Premik plevelov od generalistov do specialistov

Vzdolž okoljskih gradientov se spremenijo realizirane niše rastlinskih vrsti, to še posebej velja na robu areala, kjer postanejo vrste še bolj specializirane. Klasičen primer so plevel iz zveze Caucalidion, ki se širijo s kmetijstvom od rodovitnega polmeseca in uspevajo v širokem spektru klimatskih razmer, ki se precej razlikujejo od tiste na izvornem območju. Uporabili smo veliko podatkovno bazo vegetacijskih popisov zbranih v srednji Evropi (3383 ploskev) in na severozahodnem Balkanu (4505 ploskev). Za za izračun status plevela (specialist/generalist) smo uporabili algoritem, ki temelji na sopojavljanju vrst. Spremembo širine ekoloških niš smo testirali z uporabo ciljne vrste. Naša predvidevanja so potrdila, da se iste značilne vrste zveze Caucalidion, ki se pojavljajo tudi na severozahodnem delu Balkanu, bolj specializirane v srednji Evropi, kjer se pojavljajo na bolj bazičnih rastiščih, ki se manj razlikujejo glede na reakcijo tal. Teorija testiranja niš s pomočjo dejanskih podatkov je pomembna za ohranjanje narave, ker so specialisti vrste, ki so še posebej pomembne za naravovarstvo, saj so pogosto ogrožene oziroma izginjajo.

COBISS.SI-ID: 36572973