Význam klimatu a historie populací pro expanzi druhu na okrajích areálu

Mgr. Eva Kondrysová

Doctoral thesis

Impact of climatic suitability and population history on expansion at species’ range boundaries

Abstract:

V průběhu expanze druhů, které jsou výrazně ovlivněny klimatickými změnami, můžeme uvažovat o dvou scénářích mající potenciál vysvětlit šíření druhu do nových oblastí. (1) „Abundant-centre model“ – ekologické charakteristiky druhu a rozmnožovací systém nelimitují šiřitelnost druhu. Dojde-li ke změně klimatu, potenciál druhu zvětšovat svůj areál závisí na schopnosti druhu kolonizovat nová území a etablovat zde nové životaschopné populace. (2) „Population history model“ – potenciál pro další šíření je výrazně limitován šiřitelností, ekologickými vlastnostmi a rozmnožovacím systémem. V tomto případě historie jednotlivých populací a jejich genetická diverzita mohou výrazně zvýšit schopnost šíření a obsazování nových stanovišť, a tak umožnit následnou expanzi. V rámci disertační práce budou podrobně studovány procesy zodpovědné za expanzi jednoletého druhu Atriplex tatarica na okraji jeho evropského areálu. Konkrétně bude testováno, zda expanzivní chování odpovídá predikcím „Abundant centre“ modelu, anebo „Population history“ modelu.

Abstract:

Understanding the ecological and evolutionary processes occurring during range shifts is of critical importance at a time when many species are shifting their ranges as a consequence of human-induced climate change. To assess the potential impact of climate change on species' distributions, many studies relate present-day geographic distributions to climatic variables and then project future distributions under various climate change scenarios with looking for their source of origin. In this climatically driven species expansion two alternative scenarios may be expected about the critical processes influencing species potential for range shift. (1) Species characteristics such as dispersal ability, fitness related traits (e.g. relative growth rate, or germination, when populations maximize their fitness by different germination time) and mating system do not limit potential for further expansion. Thus, after the climate becomes more favorable in front of the range margin, species capacity to shift its range depends on species ability to colonize new areas and establish viable populations after arrival. (2) Potential for further expansion is limited by dispersal traits, mating system or fitness related traits. In this case, population history and processes such as genetic admixture may ameliorate species traits related to dispersal and fitness ensuring further expansion. In this dissertation thesis, I provide insight into processes influencing expansion of annual plant species Atriplex tatarica L. at the leading edge of its European distribution. Specifically, I studied if expansion processes are driven simply via centre-abundant model or whether knowledge on specific population history is needed. I tested how traits associated with species expansion and genetic structure do change in relation to environmental suitability across the range in expanding A. tatarica using combination of ecological data, molecular data and niche modeling.

Keywords

heterocarpie, Atriplex tatarica, šiřitelnost, rozmnožovací systém, "Abundant-centre" model, "Population history" model

Keywords

Atriplex tatarica, heterocarpy, expansion, mating system, "Abundant-centre" model, "Population history" model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 2. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Mgr. Bohumil Mandák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Doctoral programme / field:
Ecology / Ecology