Den biologiska mångfaldens utveckling och framtid Alexandre Antonelli Göteborgs Universitet & Göteborgs botaniska trådgård Ekocentrum 2017-05-05
All photos by Alexandre Antonelli Vi delar jorden med 8 miljoner andra arter
www.foundwalls.com Svensk granskog Arter träd: 1 ha = 1 sp (1 ha= 100 x 100 m) Sydamerikansk regnskog Arter träd: 1 ha 500 spp
Växtarter i tropikerna 110.000? 30.000 82.000
Sydamerikanska insekter: 3 000 000 arter...... eller 30 000 000? (i Sverige: 50 000 arter totalt)
Llanos Guiana highlands Isthmus of Panama Páramo Amazonia Caatinga Chocó Puna Chaco Tropical rain forest Grass savanna Tree savanna Subtropical rain forest Alpine tundra Cerrado Atlantic forest Mediterranean vegetation Montane forest Subtropical dry forest Arid desert Antonelli & Sanmartín (2011) Taxon; Fiaschi Antonelli (2015)
MEN NU FÖRÄNDRAR VI VÅR PLANET
MÅNGA ARTER MINSKAR I BESTÅND Svenning & Condit (2010) Science
MÅNGA ARTER KOMMER ATT DÖ UT MEN VILKA, OCH VAR?
FÖRLUSTEN AV BIOLOGISK MÅNGFALD: LÅNGTGÅENDE EFFEKTER Convention on Biological Diversity (2004): At least 40 per cent of the world s economy and 80 per cent of the needs of the poor are derived from biological resources.
KAN HISTORIEN HJÄLPA OSS ATT FÖRUTSE FRAMTIDEN?
KLIMATET FÖRÄNDRAS IPCC (nov/2013)
OCH DET HAR OFTA FÖRÄNDRATS Zachos et al (2008) Nature
UPPVÄRMNING FÖR 56 MILJONER ÅR SEDAN: FÖRLORARE VINNARE Jaramillo et al (2010) Science
UTDÖENDE KOMMER INTE BLI SLUMPMÄSSIGT Willis et al. (2008) PNAS
VÅR FORSKNING: Analysera DNA och fossil Uppskatta hur biodiversitet påverkades av tidigare klimat- och miljöförändringar Identifiera arter och områden under störst risk http://antonelli-lab.net futurity.org
SKILLNADER I KLIMATFÖRÄNDRINGAR Temperature Increase Pco2 (Ppm) Period Of Increase (Years) Current (Year 2300) A1B ~4 C 1000 1800 ~550 Petm (56.3 Ma) >5 C 700 1500 <10 000 Mid-Miocene (~15 Ma) 3 5 C 360 560 > 100 000? Zachos et al (2008) Nature; Kiehl (2011) Science; IPCC (2013)
Vem vinner, vem försvinner?
correspondence Biodiversity from mountain building To the Editor Long-term environmental stability has long been thought to lead to the accumulation of species and, therefore, higher diversity 1. However, species richness and the time available for speciation often do not correlate across the tree of life 2. Instead, it has emerged that geologically dynamic (rather than stable) areas around the world sustain higher biodiversity 3 5. We argue that mountain building, driven by plate tectonics or volcanism, creates landscape and climatic changes, ecological gradients and physical habitats that set the stage for species evolution. Mountains have a direct impact on biodiversity. They act as barriers to some organisms and bridges to others. As a mountain chain grows, it may separate previously coherent areas and their Amazonia 16,17. From its formation about 10.5 million years ago 18, the Amazon River opened up entirely new habitats both on land and at sea. The Amazon Basin was initially LAURIE BARRIER We must now work out which geo processes are most relevant, and how geology and climate together influen the evolutionary process. New molec techniques, advanced reconstruction Earth surface processes and a growin scientific interest in interdisciplinary will open new avenues to explore ho uplift of the world s mountains intera with biodiversity. References 1. Simpson, G. G. Splendid Isolation: The Curious Histor American Mammals (Yale Univ. Press, 1980). 2. Rabosky, D. L., Slater, G. J. & Alfaro, M. E. PLoS Biol. 10, e1001381 (2012). 3. Fjeldså, J., Bowie, C. K. R. & Rahbek, C. Annu. Rev. E 43, 249 265 (2012). 4. Linder, H. P. Phil. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 363, 3097 5. Badgley, C. Ecography 33, 220 231 (2010). 6. Weir, J. T. & Price, M. Mol. Ecol. 20, 4550 4563 (2011 Hoorn Antonelli (2013) Nature Geoscience Informationskällor: DNA Fossiler
Colombia, 58 miljoner år sedan: - Palmer - Ärtväxter - Kallor - Ingefärsväxter
Titanoboa
Glyptodon
Orlando Grillo Västra Amazonas, 15 miljoner år sedan
Purussaurus brasiliensis
Ny förklaring till Insamlingsresa till Centralamerika. Alexandre Antonelli har flera gånger besökt Sydamerikas regnskogar, där han mellan tjuvöverfall, punkteringar, orkaner och flykt undan ett vulkanutbrott samlat in hundratals arter. Sydamerikas mångfald: ANDERNAS HÖJNING gav nya arter Sydamerika är jordens artrikaste område. Teorierna om varför har varit många, från att djur och växter följt med vid kontinententalförskjutningen, till att variationer i regnskogens utbredning under årmiljonerna skapat nya arter. Ny forskning ger stöd åt en annan teori: det var bildandet av Anderna som blev den artpump som spred djur och växter över kontinenten. 28 GUspegeln nr 1 2009 TEXT ALEXANDRE ANTONELLI FOTO CLAES PERSSON Barriär i vägen
1. Geografisk isolering & artbildning Antennmalar
1I. Artpump från Anderna A E C D F G H Cinchoneae Isertieae Kaffeväxter
1II. Näringspump till Amazonas Edaphic units Jordmånstyper Mångfald av träd
Herr Andes Fröken Amazonas A R T B I L D N I N G
Vart är den biologiska mångfalden på väg? Klimatförändringar (IPCC 2013) Miljöförstörelse Främmande arter
Kan tidigare förändringar i klimatet och landskapet ge oss ledtrådar om vinnare och förlorare? +12 +8 Vad hände med mångfalden här? Temperature (C ) +4 0 JA, MEN: Olika tidsskalor; samverkan med miljöförstörelse 80 60 40 20 0 Time (Ma)
Del 2
GOTHENBURG GLOBAL BIODIVERSITY CENTRE CENTRUM FÖR GLOBALA BIODIVERSITETSSTUDIER
GOTHENBURG GLOBAL BIODIVERSITY CENTRE CENTRUM FÖR GLOBALA BIODIVERSITETSSTUDIER
BIOLOGISK MÅNGFALD: STORA UTMANINGAR 250 år efter Linné:
HUR UTVECKLAR VI ÄMNET? Genom att länka samman forskare och samhället Genom att förstärka forskningen = Centrets två målsättningar
CENTRETS FYRA PELARE UPPTÄCK - Den fantastiska mångfalden av arter i Västsverige - Världens ekosystem: från fjälltoppen till regnskogen LÄR - Kurser och utbildning: från grundskolan till doktorandnivå - Seminarier, utställningar, öppet hus, guidade turer FORSKA - Unik infrastruktur för banbrytande biodiversitetsforskning - Vetenskapligt råd och stöd från erfarna forskare SKYDDA - Ingångsport till miljöorganisationer och projekt - Remissinstans för frågor om biologisk mångfald
PARTNERS Herbarium GB
VARFÖR HÄR? Unika och omfattande samlingar av arter (världsledande för vissa organismgrupper och områden, välskötta) Mycket forskning, begränsad infrastruktur (Core Facility: Klinisk forskning; SciLifeLab: Uppsala och Stockholm)
VARFÖR VI? Världsledande forskning (nationell och internationell forskning i utvecklingsbiologi, systematik, ekologi m fl; anslag från ERC, KAW, VR, FORMAS, SSF) Enorm kontaktyta (c. 1,5 millioner besökare per år från alla länder och diverse bakgrunder) Gedigen erfarenhet (många internationella studenter och besökare; stor bredd på kompetens)
VARFÖR NU? Rätt i tid Biodiversitet: ny forskningsprofil på GU Nya investeringar från tex GBT, Sjöfartsmuseet-Akvariet Teknologin är färdig Effektiva lösningar för lagring och analys av stora mängder biologiska prover
MÅL 1: LÄNKA SAMMAN FORSKARE OCH SAMHÄLLET Exempel på aktiviteter: Nyhetsbrev, hemsida, sociala medier Nå ut till skolbarn (upptäckarklubben m fl) Få allmänheten att rapportera artobservationer Interaktioner med näringslivet och politiker
MÅL 2: FÖRSTÄRKA BIODIVERSITETSFORSKNINGEN 1. Gemensam biobank Långtidsförvaring av prover på bästa sätt Energi- och platseffektivt Öppen och integrerad databas
MÅL 2: FÖRSTÄRKA BIODIVERSITETSFORSKNINGEN 2. Pre-sekvenseringsinfrastruktur i ren labmiljö DNA-extraktioner: 96 prover på 20 min Robotar: ingen kontaminering, mindre arbete
VARFÖR INVESTERA I DNA? Bevarandegenetik och förädling Makro- och mikroevolution Artidentifiering och avgränsning Medicinska tillämpningar Genuttryck och funktion Mångfalden av mikroorganismer Livets träd Biogeografi
TACK FÖR ER UPPMÄRKSAMHET! http://antonelli-lab.net