Fylogeneze jsou stěžejním (ale pořád stále přehlíženým) zdrojem informací v ekologii. Společně s daty o funkčních znacích může být fylogenetická informace použita pro studium těch nejdůležitějších ekologických otázek, které mají důsledky pro ochranu přírody a komunitní ekologii. Tento čerstvý vědecký obor se často označuje jako komunitní fylogenetika. V této práci shrnuji naše dosavadní znalosti ohledně konceptu fylogenetické diverzity, vztahu mezi fylogenetickou a funkční diverzitou, či funkčními a fylogenetickými procesy ve vegataci s ohledem na změny v její produktivitě. Primárně se zaměřuji na analytické přístupy a také předkládám aktuální kritický souhrn limitací a poblémů, které některé populární metody mají, zatímco také zdůrazňuji některé okolnosti vyžadující pozornost v případě všech ekologických analýz s fylogenetickým a funkčním rámcem. Na závěr povzbuzuji k tomu, aby se fylogenetická informace (a fylogenetické komparativní metody) rutinně používala v ekologii, protože je jí potřeba z biologických a statistických důvodů.
Anotace v angličtině
Phylogenies are a crucial (but still overlooked) source of information in ecology. Accompanied with trait data, phylogenetic information can be used to study the most important ecological questions and processes that have implications for nature conservation and community ecology. This recent scientific field is often called community phylogenetics. In this thesis, I summarise our current knowledge about the concept of phylogenetic diversity, the relationship between phylogenetic and functional diversity, and functional and phylogenetic patterns in herbaceous vegetation in response to productivity. I primarily focus on analytical approaches and also provide an up-to-date critical review of some of limitations and issues with popular methods, while I also highlight some important considerations related to every ecological analysis with a phylogenetic and trait framework. Finally, I encourage to routinely implement phylogenetic information (and phylogenetic comparative methods) in ecology because it is needed due to both biological and statistical reasons.
Klíčová slova
-
Klíčová slova v angličtině
-
Rozsah průvodní práce
50 s.
Jazyk
AN
Anotace
Fylogeneze jsou stěžejním (ale pořád stále přehlíženým) zdrojem informací v ekologii. Společně s daty o funkčních znacích může být fylogenetická informace použita pro studium těch nejdůležitějších ekologických otázek, které mají důsledky pro ochranu přírody a komunitní ekologii. Tento čerstvý vědecký obor se často označuje jako komunitní fylogenetika. V této práci shrnuji naše dosavadní znalosti ohledně konceptu fylogenetické diverzity, vztahu mezi fylogenetickou a funkční diverzitou, či funkčními a fylogenetickými procesy ve vegataci s ohledem na změny v její produktivitě. Primárně se zaměřuji na analytické přístupy a také předkládám aktuální kritický souhrn limitací a poblémů, které některé populární metody mají, zatímco také zdůrazňuji některé okolnosti vyžadující pozornost v případě všech ekologických analýz s fylogenetickým a funkčním rámcem. Na závěr povzbuzuji k tomu, aby se fylogenetická informace (a fylogenetické komparativní metody) rutinně používala v ekologii, protože je jí potřeba z biologických a statistických důvodů.
Anotace v angličtině
Phylogenies are a crucial (but still overlooked) source of information in ecology. Accompanied with trait data, phylogenetic information can be used to study the most important ecological questions and processes that have implications for nature conservation and community ecology. This recent scientific field is often called community phylogenetics. In this thesis, I summarise our current knowledge about the concept of phylogenetic diversity, the relationship between phylogenetic and functional diversity, and functional and phylogenetic patterns in herbaceous vegetation in response to productivity. I primarily focus on analytical approaches and also provide an up-to-date critical review of some of limitations and issues with popular methods, while I also highlight some important considerations related to every ecological analysis with a phylogenetic and trait framework. Finally, I encourage to routinely implement phylogenetic information (and phylogenetic comparative methods) in ecology because it is needed due to both biological and statistical reasons.
Klíčová slova
-
Klíčová slova v angličtině
-
Zásady pro vypracování
Současná ekologie rostlinných společenstev se snaží pochopit procesy, jako je koexistence druhů, s použitím tzv. funkčních znaků. Znaky, jež druhy nesou, jsou vyjádřením interspecifických fenotypových rozdílů a jsou zejména ovlivněny fylogenetickými vztahy, tj. evoluční historií. Využívání fylogenetické informace v komunitní ekologii prodělalo v posledních letech nevídaný rozmach a relativní význam fylogenetických vazeb vůči funkčním znakům je pod stálou diskuzí. Obojí nicméně tvoří komplementární informaci. Tato komplementární informace se dá využít při studiu mezidruhových interakcí, které se podílí na tvorbě struktury společenstev.
Projekt bude primárně analytický. Výstupy získáme sérií analýz za použití moderních statistických, fylogenetických a ekoinformatických nástrojů v software R. K dispozici máme rozsáhlá data (20 467 vegetačních snímků zahrnujících celou Českou republiku; pokusné luční plochy v Bílých Karpatech).
Máme stanoveny tyto cíle:
1) zjistit, které druhy (dokonce vyšší taxonomické jednotky jako čeledě či řády) mají vysokou míru asociace (nenáhodný a častý společný výskyt)
2) posoudit míru ekologické podobnosti společně se vyskytujících druhů, tj. podobnosti nebo rozdíly v měřených funkčních znacích (funkční aspekt) či míra příbuznosti (fylogenetický aspekt)
3) zjistit význam facilitace pro společný výskyt druhů (mobilizace živin, sdílení opylovačů atd.).
Zásady pro vypracování
Současná ekologie rostlinných společenstev se snaží pochopit procesy, jako je koexistence druhů, s použitím tzv. funkčních znaků. Znaky, jež druhy nesou, jsou vyjádřením interspecifických fenotypových rozdílů a jsou zejména ovlivněny fylogenetickými vztahy, tj. evoluční historií. Využívání fylogenetické informace v komunitní ekologii prodělalo v posledních letech nevídaný rozmach a relativní význam fylogenetických vazeb vůči funkčním znakům je pod stálou diskuzí. Obojí nicméně tvoří komplementární informaci. Tato komplementární informace se dá využít při studiu mezidruhových interakcí, které se podílí na tvorbě struktury společenstev.
Projekt bude primárně analytický. Výstupy získáme sérií analýz za použití moderních statistických, fylogenetických a ekoinformatických nástrojů v software R. K dispozici máme rozsáhlá data (20 467 vegetačních snímků zahrnujících celou Českou republiku; pokusné luční plochy v Bílých Karpatech).
Máme stanoveny tyto cíle:
1) zjistit, které druhy (dokonce vyšší taxonomické jednotky jako čeledě či řády) mají vysokou míru asociace (nenáhodný a častý společný výskyt)
2) posoudit míru ekologické podobnosti společně se vyskytujících druhů, tj. podobnosti nebo rozdíly v měřených funkčních znacích (funkční aspekt) či míra příbuznosti (fylogenetický aspekt)
3) zjistit význam facilitace pro společný výskyt druhů (mobilizace živin, sdílení opylovačů atd.).
Seznam doporučené literatury
Adler, P. B. et al. 2013. Trait-based tests of coexistence mechanisms. - Ecol. Lett. 16: 1294-1306.
Cadotte, M. et al. 2013. The ecology of differences: Assessing community assembly with trait and evolutionary distances. - Ecol. Lett. 16: 1234-1244.
Cavender-Bares, J. et al. 2009. The merging of community ecology and phylogenetic biology. - Ecol. Lett. 12: 693-715.
Gerhold, P. et al. 2015. Phylogenetic patterns are not proxies of community assembly mechanisms (they are far better). - Funct. Ecol. 29: 600-614.
Gotelli, N. J. and Ulrich, W. 2012. Statistical challenges in null model analysis. - Oikos 121: 171-180.
Ives, A. R. and Helmus, M. R. 2011. Generalized linear mixed models for phylogenetic analyses of community structure. - Ecol. Monogr. 81: 511-525.
Mcintire, E. J. B. and Fajardo, A. 2014. Facilitation as a ubiquitous driver of biodiversity. - New Phytol. 201: 403-416.
Srivastava, D. S. et al. 2012. Phylogenetic diversity and the functioning of ecosystems. - Ecol. Lett. 15: 637-648.
Valiente-Banuet, A. and Verdú, M. 2007. Facilitation can increase the phylogenetic diversity of plant communities. - Ecol. Lett. 10: 1029-1036.
Verdú, M. et al. 2010. The phylogenetic structure of plant facilitation networks changes with competition. - J. Ecol. 98: 1454-1461.
Seznam doporučené literatury
Adler, P. B. et al. 2013. Trait-based tests of coexistence mechanisms. - Ecol. Lett. 16: 1294-1306.
Cadotte, M. et al. 2013. The ecology of differences: Assessing community assembly with trait and evolutionary distances. - Ecol. Lett. 16: 1234-1244.
Cavender-Bares, J. et al. 2009. The merging of community ecology and phylogenetic biology. - Ecol. Lett. 12: 693-715.
Gerhold, P. et al. 2015. Phylogenetic patterns are not proxies of community assembly mechanisms (they are far better). - Funct. Ecol. 29: 600-614.
Gotelli, N. J. and Ulrich, W. 2012. Statistical challenges in null model analysis. - Oikos 121: 171-180.
Ives, A. R. and Helmus, M. R. 2011. Generalized linear mixed models for phylogenetic analyses of community structure. - Ecol. Monogr. 81: 511-525.
Mcintire, E. J. B. and Fajardo, A. 2014. Facilitation as a ubiquitous driver of biodiversity. - New Phytol. 201: 403-416.
Srivastava, D. S. et al. 2012. Phylogenetic diversity and the functioning of ecosystems. - Ecol. Lett. 15: 637-648.
Valiente-Banuet, A. and Verdú, M. 2007. Facilitation can increase the phylogenetic diversity of plant communities. - Ecol. Lett. 10: 1029-1036.
Verdú, M. et al. 2010. The phylogenetic structure of plant facilitation networks changes with competition. - J. Ecol. 98: 1454-1461.