Mechanizmy unikania konkurencji u blisko spokrewnionych gatunków | MPPL

Dane zbierane w ramach programu Monitoringu Pospolitych Ptaków Lęgowych pozwalają na poznanie mechanizmów unikania konkurencji u blisko spokrewnionych gatunków

Mechanizmy umożliwiające współistnienie gatunków mają zasadnicze znaczenie dla utrzymania różnorodności biologicznej. Gdy podobne gatunki występują na tym samym obszarze, prowadzi to do wypierania słabszego konkurenta albo do specjalizacji (segregacji nisz ekologicznych). Zjawiska te są szczególnie nasilone w przypadku gatunków bliźniaczych, które z racji na wspólne pochodzenie dzielą nie tylko wiele cech morfologicznych, ale również zajmują bardzo zbliżone siedliska.

Ryc. 1. Liczenia ptaków na jednej z powierzchni próbnych MPPL (fot. Anna Skoracka)

Chociaż rola konkurencji międzygatunkowej w różnicowaniu nisz ekologicznych była przedmiotem intensywnych badań, mechanizmy te nie są jeszcze w pełni poznane. Jednym z powodów jest fakt, że większość badań koncentruje się na różnicach pomiędzy strefą sympatrii (gdzie oba gatunki współwystępują na tym samym obszarze geograficznym), a strefami allopatrii (czyli obszarami, gdzie każdy z gatunków występuje oddzielnie, bez konkurenta). Jednak w strefie sympatrycznej istnieją miejsca, które są zajmowane równocześnie przez oba gatunki (strefy syntopii) lub tylko przez jeden z nich (strefy allotopii). Taki wzorzec rozmieszczenia jest często określany jako „rozmieszczenie mozaikowe”.

Ryc. 2. Słowik rdzawy (fot. Cezary Korkosz)

Do tej pory niewiele uwagi poświęcano próbom wyjaśnienia, w jaki sposób powstają tego rodzaju wzorce rozmieszczenia. Jak się okazuje, główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest brak odpowiednich danych. Aby odpowiedzieć na podstawowe pytania odnośnie współwystępowania gatunków w warunkach konkurencji, potrzebne są długoterminowe i wielkoobszarowe dane, których pozyskanie przekracza możliwości jednego tylko zespołu badawczego, z reguły realizującego projekty w mocno ograniczonych ramach finansowych i czasowych. Aby rozwikłać tego rodzaju problem naukowy, potrzebne są olbrzymie ilości informacji, których dostarczyć może jedynie masowe zaangażowanie społeczne (citizen science).

Ryc. 3. Słowik szary (fot. Cezary Korkosz)

Zespół naukowców z Czech (Uniwersytet Karola w Pradze) i Polski (Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu) postanowił bliżej przyjrzeć się zjawisku konkurencji u ptaków, korzystając z możliwości, jakie daje analiza danych gromadzonych dzięki realizacji projektów monitoringu przyrodniczego. W tym celu użyli oni informacji zebranych w ramach Monitoringu Pospolitych Ptaków Lęgowych w Polsce – programu, który działa od 2000 roku i angażuje kilkuset wysoko wykwalifikowanych ornitologów-wolontariuszy (ryc. 1). Przeanalizowane zostały dane dla dwóch blisko spokrewnionych gatunków ptaków: słowika rdzawego (Luscinia megarhynchos, ryc. 2) i słowika szarego (Luscinia luscinia, ryc. 3), zebrane w zasięgu ich występowania obejmującym zarówno strefy allopatrii, jak i sympatrii. Gatunki te rozdzieliły się we wczesnym plejstocenie (około 1,8 miliona lat temu) i obecnie współwystępują w strefie rozciągającej się od Danii przez Niemcy, Polskę, Ukrainę i Węgry aż do Morza Czarnego (ryc. 4). Oba słowiki morfologicznie są niemal identyczne. Różnią się śpiewem, niemniej jego fragmenty są często kopiowane i na terenach występowania sympatrycznego można spotkać „śpiew mieszany”. Udokumentowana została sporadyczna hybrydyzacja, co wskazuje, że bariery rozrodcze u tych gatunków nie są kompletne. Oba gatunki słowików preferują te same siedliska gęstych krzewów, głównie w wilgotnych miejscach, a ich terytoria występują często w bliskim sąsiedztwie.

Ryc. 4. Zasięg obszarów lęgowych słowika rdzawego (pomarańczowy) i słowika szarego (fioletowy) w Europie. Dane: BirdLife International (2017)

Wyniki badań wskazują,  że konkurencja międzygatunkowa odcisnęła wyraźne piętno na wzorcach wykorzystania siedliska przez słowiki. Podczas gdy na terenach występowania allopatrycznego oba gatunki preferują te same siedliska, preferencje stają się różne w miejscach allotopowych w obrębie sympatrii: liczebność słowika rdzawego była wyższa na suchych i ciepłych stanowiskach z niskim udziałem pastwisk (ryc. 5A), a liczebność słowika szarego wykazywała dokładnie odwrotne tendencje (ryc. 5B). Wydaje się, że oba gatunki unikając współzawodnictwa „uciekają” do miejsc allotopowych, czyli środowisk unikanych przez konkurenta (ryc. 6).

Ryc. 5. W strefie sympatrycznej słowik rdzawy unika konkurencji wybierając bardziej suche, cieplejsze i wyżej położone miejsca, często na zboczach dolin rzecznych (A). Natomiast słowik szary, unikając konkurenta preferuje bardziej wilgotne, chłodniejsze i niżej położone obszary, często wśród łąk i pastwisk porośniętych zaroślami wierzbowymi (B) (zdjęcia: Radka Reifová)

Ryc. 6. W strefach allopatrycznych, gdzie nie grozi konkurencja ze strony najgroźniejszego rywala, oba gatunki słowików mają bardzo podobne preferencje siedliskowe. W sympatrii, w wyniku segregacji przestrzennej będącej skutkiem unikania konkurenta, ich preferencje różnią się

Wyniki te są o tyle ważne, że pokazują, jak lokalne interakcje biotyczne mogą kształtować wzorce makroekologiczne. Co więcej, kwestionują powszechnie akceptowany pogląd na temat preferencji siedliskowych jako specyficznej i niezmiennej cechy dla danego gatunku w całym zasięgu występowania geograficznego. Okazuje się, że preferencje siedliskowe są zmienne i zależą od kontekstu kreowanego przez interakcje biotyczne. Stwierdzenie to jest szczególnie ważne w dzisiejszych czasach, gdy modele rozmieszczenia gatunków stały się powszechnie stosowanym narzędziem i często służą do opracowywania strategii ochrony gatunków, czy przewidywania zmian zasięgów związanych ze zmianami klimatu. Modele te, aby mogły być efektywnie stosowane, powinny uwzględniać interakcje biotyczne. Wreszcie, badania te podkreślają wartość danych pochodzących z programów monitoringu przyrody i znaczenie dialogu między naukowcami, agencjami rządowymi i organizacjami pozarządowymi, co ma zasadnicze znaczenie dla ochrony różnorodności biologicznej.

Źródło:

Reif J., Reifová R., Skoracka A., Kuczyński L. 2018. Competition-driven niche segregation on a landscape scale: Evidence for escaping from syntopy towards allotopy in two coexisting sibling passerine species. Journal of Animal Ecology, DOI: 10.1111/1365-2656.12808

Więcej informacji:
Animal Ecology in Focus (https://journalofanimalecology.wordpress.com)
Monitoring Ptaków Polski (http://monitoringptakow.gios.gov.pl)
European Bird Census Council (https://www.ebcc.info)