"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8323
ETF8323 "Taimede mitmekesisus, liikide kooseksisteerimine ja keskkonna heterogeensus: väljakutse olemasolevale paradigmale (1.01.2010−31.12.2013)", Meelis Pärtel, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF8323
Taimede mitmekesisus, liikide kooseksisteerimine ja keskkonna heterogeensus: väljakutse olemasolevale paradigmale
Plant diversity, species coexistence and environmental heterogeneity: challenging the existing paradigm
1.01.2010
31.12.2013
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB270 Taimeökoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010264 000,00 EEK (16 872,68 EUR)
01.01.2011−31.12.201116 873,20 EUR
01.01.2012−31.12.201216 873,20 EUR
01.01.2013−31.12.201316 873,20 EUR
67 492,28 EUR

Liikide kooseksisteerimise ja mitmekesisuse mehhanismide mõistmine on vajalik ohustatud liikide kaitseks ja ohtlike tulnukliikide ning haigusetekitajate vastu võitlemiseks. Hetkel valdavaim liikide kooseksisteerimise teooria baseerub niššide piirangul: liigid saavad koos eksisteerida kui nende niššid ei kattu, vastasel korral tugevam konkurent tõrjub kõik teised liigid välja (Gause printsiip). Taimed on limiteeritud vähestest ressurssidest ja nende niššid on sarnased. Siiski suudavad paljud taimeliigid koos eksisteerida. Suurt taimede mitmekesisust seletatakse tihtipeale keskkonna ruumilise heterogeensusega. Siin projektis me vaatleme väikeseskaalalist kooslusesisest heterogeensust, mida taimed „tunnetavad” ja jätame kõrvele maastiku tasemel oleva heterogeensuse. Niššide piirangu teooria eeldab positiivset heterogeensuse-mitmekesisuse seost (HMS). Hiljutised kirjanduse ülevaated aga leidsid vähe tõestust positiivsele HMS. Selle projektiga me uurime lisaks niššide piirangule kolme uudset HMS seletust. Nendeks on: (1) heterogeensuse ja keskmise koosvarieerumine, (2) heterogeensus kui eraldi niššitelg, (3) heterogeensus kui fragmenteerumine. Nende uudsete seletuste abil saab kirjeldada erinevaid HMS kujusid, kaasa arvatud negatiivne korrelatsioon. Me uurime erinevaid HMS seletusi kolme lähenemisega: (1) makroökoloogia ja meta-analüüsid, (2) väliuuringud püsivaatlusalal, (3) arvutisimulatsioonid indiviidide alusel töötava ruumiliselt täpse koosluse mudelitega. Me kasutame kõige kaasaegsemaid meetodeid, näiteks uurime taimede väikeseskaalalist kooseksisteerimist nii maa peal kui maa all, viimase jaoks kasutades DNA metoodikaid. Väljakujunenud rahvusvauline koostöö ja kraadiõppe panusega on loota uudseid ja huvitavaid tulemusi, mis on avaldatavad ökoloogia tippajakirjades. Meie projekt esitab väljakutse kehtivale ökoloogilisele paradigmale ja meie tulemused on kasutatavad looduse kaitsel ja majandamisel.
Understanding factors that control species coexistence and diversity is crucial to plan protection of threatened species and to combat harmful invasive species or deceases. The most prevalent theory on species coexistence is based on niche limitation: species coexist when their niches differ; otherwise stronger competitors will eliminate all other species (Gause’s principle). Since plants are limited by few resources and their niches are relatively similar, yet many species coexist. High plant diversity is often attributed to environmental spatial heterogeneity. Here we consider small-scale heterogeneity within communities which is “experienced” by plants and set aside landscape-level heterogeneity. Niche limitation theory expects that heterogeneity-diversity relationship (HDR) is positive. Recent literature reviews, however, show little support for positive HDR in plant communities. In this project we explore three novel explanations beside the niche limitation theory to explain HDR in plant communities. These are: (1) heterogeneity confounded by mean, (2) heterogeneity as a separate niche axis, and (3) heterogeneity as fragmentation. The novel explanations can explain different HDR shapes, including negative correlation. We shall study different mechanisms behind HDR in three work packages: (1) macroecology to perform meta-analyses, (2) field studies in a grassland site, and (3) computer simulations with individual-based spatially explicit community models. We shall use most up-to-date methods, e.g. plant small-scale coexistence will be described both above and belowground, the latter by DNA methods. With international cooperation and tight links to graduate studies we expect novel and interesting results publishable in high rank ecological journals. This project challenges an existing paradigm in ecology and our findings can be used in nature conservation and management.