Glaciální historie Alnus glutinosa a A. incana na základě klimatického modelování

Bc. Dominika Prajzlerová

Master's thesis

Glacial history of Alnus glutinosa a A. incana based on species distribution modelling

Anotácia:

Cílem této diplomové práce je na základě klimatického modelováníporozumět postglaciální historii olše lepkavé Alnus glutinosa a olše šedé Alnusincana, jejich současné distribuci a mechanizmům jejich vnitrodruhové genetickédiverzifikace.A. glutinosa i A. incana byly rozděleny na 9, respektive na 4 základnífylogenetické (haplotypové) linie. Pro každý druh a každou fylogenetickou linii bylyvytvořeny modely druhové distribuce, které byly projektovány jak do současnýchklimatických podmínek, tak do klimatu posledního glaciálního maxima (LGM - LastGlacial Maximum). V prostředí ArcGIS byla provedena analýza překryvujednotlivých potenciálních areálů a jejich naplnění skutečným areálem výskytu. Prooddělení účinku klimatických podmínek a geografických procesů na fylogenetickévzdálenosti mezi jednotlivými liniemi byla provedena analýza vzdálenostíprostřednictvím vícenásobné mantelovy regrese. Dále byly porovnány výsledkymodelů druhové distribuce pro celý druh s modely pro jednotlivé fylogenetickévětve.Z výsledků vyplynulo, že oblasti vyšší potenciální diverzity zřetelněkorespondují s vymodelovanými areály glaciálních refugií. Klimatické a geografickévzdálenosti vysvětlily 88% variace fylogenetických vzdáleností u A. incana a 0,5% u A. glutinosa. Významné rozdíly pak byly zjištěny mezi modely pro jednotlivéfylogenetické linie a modely pro celý druh. Refugia modelovaná pro celý druhzaujímají jen malou část plochy z refugií modelovaných pro jednotlivé linie zvlášť.Vnitrodruhová genetická diverzifikace a současná prostorová distribucedruhů rodu Alnus v Evropě je pravděpodobně výsledkem působení celé řady faktorů.Významnou roli zde pravděpodobně hrály nejen klimatické faktory a geografickáizolace jednotlivých skupin (A. incana), ale také holocénní migrace a poziceglaciálních refugií (A. glutinosa). Zahrnutí molekulárních dat do klimatickéhomodelování může významně zpřesnit modely potenciálně vhodných nik druhů.

Abstract:

The aim of the diploma thesis was to understand the postglacial history of theblack alder (Alnus glutinosa) and grey alder (Alnus incana), their current distributionand the mechanisms of their intraspecific genetic diversification based on the speciesdistribution modelling (SDM).A. glutinosa and A. incana were assigned into 9, respectively 4 geneticallydefined clades. SDMs for each species and each phylogenetic group were projectedfor the current climatic conditions as well as the Last Glacial Maximum (LGM). Theanalysis of the overlapping of potential and real occurrence was performed usingArcGIS software. The Mantel regression was used to estimate the effect ofenvironmental and geographical distances to phylogenetic distance between theindividual phylogenetic clades. In addition, the projection obtained from SDMs fittedfrom the species levels were compared to those composed from the clade-levels.The results showed that areas of higher potential diversity clearly correspondto the projection of glacial refugia. Environmental and geographical distancesexplained 88% of the phylogenetic distance variation in A. incana and 0.5% in A.glutinosa. Large differences were detected between SDMs fitted from the specieslevels and SDMs fitted from the clade-levels – those covers larger areas than the firstones.Intraspecific genetic structure and current spatial distribution of Alnus genusin Europe seems to be consequence of wide range of factors. Environmentalconditions and geographic isolation have played important role in this process (A.incana). However, also holocene migration patterns and location of glacial refugiawere key factors (A. glutinosa). Inclusion of molecular information can significantlyimprove projection of fundamental niche of the species.

Kľúčové slová

nikový konzervatismus, modely druhové distribuce, SDM, poslední glaciální maximum, refugium

Keywords

niche conservatism, species distribution models, SDM, last glacial maximum, refugium

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Jan Douda, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / odbor:
Engineering Ecology / Nature Conservation