teplota prostředí – „řídící“ proměnná...
TRANSCRIPT
![Page 1: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/1.jpg)
Temperature„biological clock“
![Page 2: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/2.jpg)
Temperature influences development, physiology and reproduction of most organisms.
Smith & Smith 6th ed. (p. 102)
![Page 3: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/3.jpg)
Each organism has its temperature requirements
![Page 4: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/4.jpg)
Influence of temperature and net photosynthesis
Fig. 6.6, Smith & Smith 6th ed. (p. 110)
![Page 5: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/5.jpg)
Endotherms vs. Ectotherms
Fig
. 4
0.1
2, C
am
pb
ell
& R
ee
ce
7th
ed
. (p
. 8
34
)
![Page 6: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/6.jpg)
Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed. (p. 148)
Thermodynamics and the organism sizesmall object do have relatively larger surface to their volume….
![Page 7: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/7.jpg)
Fig. 7.14, Smith & Smith 6th ed. (p. 149)
„Price“of stable body temperature
hmotnost v kg
![Page 8: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/8.jpg)
Fig. 7.11, Smith & Smith 6th ed. (p. 147)
„Regulation“ of body temperature by some ectotherms
![Page 9: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/9.jpg)
Cost of metabolism
85 kg aligator needs 60 kcal/per day under 20°C
85 kg human needs 1600 kcal/per day under 20°C
![Page 10: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/10.jpg)
In case ectotherms – poikilothermic organisms the rate of development depends on temperature of the environment.
![Page 11: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/11.jpg)
Fig. 33.36, Campbell & Reece 7th ed. (p. 661)
It is possible to use accumulated temperature to estimate developmental stage of ectoterm….as a „biological clock“.
![Page 12: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/12.jpg)
Fig. 33.36, Campbell & Reece 7th ed. (p. 661)
Principle of calculations of degree days (°C)
• There is a base temperature e.g. 5 or 10°C)
• Development starts only over this threshold.
• For each degree above the base temperature 1 Degree day is accumulated…
• Total number of degree-days for reaching individual life stages (e.g. pupa, blooming etc.) is more or less constant!!!
Fig. 45.1, Campbell & Reece 7th ed. (p. 943)
![Page 13: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/13.jpg)
degree days (°C)
10
24 hodin
![Page 14: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/14.jpg)
Calculation of DD with lower and upper thresholds
![Page 15: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/15.jpg)
Formula….
where TMAX andTMIN are daily temp. extremes.
base temperature e.g. 10°C;
t
i
iTMINTMAXtDS i
1
2/)()(
![Page 16: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/16.jpg)
In Reality
![Page 17: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/18.jpg)
Application of DD
• Introduction of new crops• Pest and disease monitoring and prognosis• Monitoring of alergen plants…..etc.
![Page 19: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/19.jpg)
Vine production in the New York stateMinimum temp. requirement is 2200 DS (base of 50°F)= 1222°C (base ~ 10°C)
Introduction of new crops/cultivars
![Page 20: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/20.jpg)
Pest and diseases monitoring
Gypsy moth
![Page 21: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/21.jpg)
Evalution of the pest and disease risk
Gypsy moth study
![Page 22: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/22.jpg)
Gypsy mothAssumed male flight dates
(Régniere a Sharov, 1999)
![Page 23: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/23.jpg)
Potential niche….
![Page 24: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/24.jpg)
Concept of potential niche
![Page 25: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/25.jpg)
Actual range does not have to correspond with potential niche!!
![Page 26: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/26.jpg)
Why it is so popular?
Enables:
1) better results of field studies
2) map potential risk of introduction of non-native species
3) better define protected areas
4) serve as a warning systém (e.g. climate change)
![Page 27: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/27.jpg)
Red -
new observations
Blue/Yellow -older observation
Green -
model BIOCLIM
Regent Honeyeater
Improvement of field studies
![Page 28: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/28.jpg)
Invasive species projection
Thuiller et al. 2005
South Africa Biomes projection
![Page 29: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/29.jpg)
Highway iceplant
Thuiller et al. 2005
Carpobrotus edulis
![Page 30: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/30.jpg)
Mapovat nebezpečí invazivních druhů
Thuiller et al. 2005
Odhad počtu druhů a směrů šíření (díky obchodu a cestovnímu ruchu) –číslo indikuje počet druhů jejichž zavlečení reálně připadá v úvahu
![Page 31: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/31.jpg)
Life cycle Damage
European corn borer
![Page 32: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/32.jpg)
ECB – present area• Originally Europe /Asia species
• It can survive on number of species (potatoes, sorghum, peppers,hemp or corn)
• Extremely adaptable
• It managed to colonize 2/3 of USA in just over 80 years
• Sharp increase of damage caused by ECB in the CR during 1990´s
![Page 33: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/33.jpg)
ECAMON – model for ECB evaluation
![Page 34: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/34.jpg)
ECAMON – výskyty Zavíječe kukuřičného1961-1990
![Page 35: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/35.jpg)
ECAMON – výskyty Zavíječe kukuřičného1991-2000
![Page 36: Teplota prostředí – „řídící“ proměnná přírodyweb2.mendelu.cz/.../InovaceAB/Erasmus/Lecture_3.pdfEndotherms vs. Ectotherms 7 th 834) Fig. 7.13, Smith & Smith 6th ed](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050521/5fa46c4074750a71067f8253/html5/thumbnails/36.jpg)
ECAMON estimates vs. real damage