B7 - Phylogenien Anwendung

Question 1

Was kann man mit Phylogenien machen?

Answer 1

• Klärung von Abstammung
• Evolution von Merkmalen (monophyletisch? einmal oder mehrmals entstanden/verloren?)
• Rekonstruktion des Artbildungsmodus, zusammen mit Sympatrie/Überlappung (nah verwandte Arten = hohe Überlappung -> sympatrisch)
• Speziationsraten ableiten, wenn man weiß wann Arten entstanden sind (mit mol. Uhr)

Question 2

Diversifikationsrate - Formel

Answer 2

dS/dt = lambda * S

• S ist Artenzahl
• lambda: Diversifikationsrate/Proportionalitätsfaktor
• Entstehung neuer Arten (Differentialquotient dS/dt) ist direkt proportional zu existierenden Arten S
• wenn man ln(S) gegen Zeit aufträgt und dann Ausgleichsgrade zieht -> Steigung ist lambda

Question 3

Abhängigkeiten Extinktionsrate und Speziationsrate von Artenzahl

Answer 3

• wenn S und E gleichmäßig und S höher -> Artenzahl würde exponentiell steigen
• eins von beiden muss konvex/konkav (sigmoidal) sein, dann treffen sie sich und es stellt sich ein Gleichgewicht ein -> alle Nischen voll, Sättigung mit Arten, weniger Speziation und mehr Extinktion

Question 4

Erdzeitalter - Reihenfolge

Answer 4

• Kambrium 541-485
• Ordovizium 485-443
• Silur 443-419
• Devon 419-358
• Karbon 358-298
• Perm 298-251
  —– das ist das Paläozoikum, also 540 - 250 —–
• Trias 251-201
• Jura 201-145
• Kreide 145-66
  —– Mesozoikum, 250 - 66 —–
• Paläogen/Tertiär 66-23
• Neogen 23-2,5
• Quartär 2,5-0
  —– Känozoikum, 66 bis Jetzt —–
  > alles in vor Millionen Jahren
  > 66 K-Pg boundary, Dinos

Question 5

Biologische Vielfalt im Laufe der Erdgeschichte

Answer 5

• im Kambrium: kambrische Explosion ^, kleines niedriges Plateau bis ende Ordovizium, dann ^
• Ende Ordovizium bis Ende Perm: Plateau, hoch
• Perm-Trias Grenze: Massenextinktion Ende Paläozoikum
• Trias bis Kreide (ganzes Mesoz.): stetiger Anstieg
• K-Pg Grenze: Extinktion Dinos 66mya
• nach K-Pg: stetiger Anstieg bis Mensch kam, dann krass runter

Question 6

Adaptive Radiation

Answer 6

• hohe Speziationsrate -> schnelle Diversifizierung einzelner Gruppen
• > Arten besetzen freie Planstellen (Existenzmöglichkeiten, die von 1 Art exklusiv besiedelt werden)
• Bsp. Darwinfinken, Hawaii Kleidervögel, Buntbarsche ostafrikanische Seen

Question 7

Kriterien für adaptive Radiation

Answer 7

• Taxon beruht auf gemeinsamem Vorfahren
• Radiation geht “schnell”
• Unterschiede zwischen Arten in Merkmalen mit Anpassungswert
• Korrelation Umwelt-Phänotyp

Question 8

Logistisches Populationswachstum

Answer 8

• Wachstum dichteabhängig, weil je mehr Individuen umso knapper die Ressourcen, also sterben dann mehr und weniger Geburten
• das exp Wachstum geht also erst in lineares, dann in Stagnation über
• lambda = 1+R (individuelle Wachstumsrate R)
• Kapazitätsgrenze K = da ist R = 0, also Gleichgewicht, kein Wachstum (lambda ist dann 1), also R(K) = 0
• Rmax ist bei K/2
• es gibt keine Formel wo man einfach nur t einsetzt, man muss immer von Zeitschritt zu Zeitschritt rechnen

Question 9

Allee-Effekt

Answer 9

• höhere Popgröße -> positiver Einfluss auf Fitness Individuum
• bei mangelnden Partnern, Räubersättigung, Ausbreitung, Art ändert Habitat zu ihren Gunsten, Jagd im Rudel
• > idR nur bei kleinen Pops, wenn größer werden überwiegt Konkurrenz
• wenn bei logistischem Wachstum Pops erst eine Mindestgröße annehmen müssen, damit Paarung und Balz geordnet ablaufen können
• indiv Wachstumsrate R steigt also erstmal mit N und fällt dann nach einem best. MaxWert wieder ab
• > nicht-lineare Beziehung R und N
• 2 Schnittpunkte mit x-Achse (N) möglich, K1 und K2
• an beiden ist R=0, also sind es Gleichgewichte

Question 10

Annahmen für Modell mit unbegrenztem Wachstum

Answer 10

• Lambda nicht dichteabhängig
• keine Umweltstochastizität
• keine demografische Stochastizität
• Geburt- und Sterberate unabhängig von Größe und Alter der Individuen
• keine Ein- und Auswanderung

Question 11

K1 und K2 beim logistischen Wachstum

Answer 11

• K2 ist Kapazitätsgrenze
• K1: labiles Gleichgewicht, bevor Pop groß genug um sich gescheit zu vermehren (wenn kleiner R negativ, wenn größer R positiv, daher labil)
• K2: stabiles GGW, wenn Ressourcen limitieren (wenn kleiner R positiv, wenn größer R negativ, daher stabil, pendelt sich nach Störung wieder ein)