Proč se rozmanitost rostlin a živočichů mění od úpatí k vrcholkům hor?

Nová studie vycházející v zářijovém čísle špičkového ekologického časopisu Ecology Letters vysvětluje,  proč počet druhů u některých skupin rostlin a živočichů jednoduše klesá s nadmořskou výškou směrem k vrcholu, zatímco u jiných dosahuje maxima někde uprostřed horských svahů. Mezinárodní tým vědců vedený R. Colwellem z USA a zahrnující i skupinu V. Novotného z Entomologického ústavu AVČR analyzoval rozšíření 4500 druhů organizmů, od hmyzu přes obratlovce až po rostliny, ze 16 horských masivů celého světa. Součástí byla i unikátní fauna a flora nejvyšší hory Papuy-Nové Guineje, Mt. Wilhelmu (viz obálka časopisu). Autoři studie vyvinuli “pastelkový model” rozšíření druhů od úpatí hory po její vrcholy. Tento výškový gradient si můžeme představit jako krabici na pastelky, v níž máme jednotlivé druhy - pastelky, některé dlouhé, tedy rozšířené přes široké spektrum nadmořských výšek, jiné krátké, s omezeným výškovým rozsahem (Obr. 1a). Pokud krabicí zatřeseme a pastelky tak náhodně promícháme, bude jich nejvíce uprostřed krabice, což odpovídá maximu druhové rozmanitosti uprostřed horského svahu. Tento klasický model zde byl zdokonalen tak, že místo náhodného rozšíření druhů předpokládá realističtěji, že druhy preferují určitou nadmořskou výšku, vyhovující jim třeba teplotou či jinými faktory prostředí. Tuto preferenci můžeme modelovat tak, že do každé pastelky vložíme ocelovou kuličku a na optimální nadmořskou výšku umístíme magnet (Obr. 1b). Jeho sílu můžeme měnit a tím ovlivňovat, jaký vliv bude mít na rozmístění pastelek po zatřepání krabicí. Matematická verze tohoto modelu popisuje pozorované výškové rozmístění různých skupin organismů velmi přesně a ukazuje tak, že změny druhové bohatosti podél výškových gradientů mohou být jednoduše vysvětleny kombinací vlivu interakcí prostředí a fyzickým omezením životního prostoru daným konfigurací daného horského masívu.

Colwell R.K., Gotelli N.J., Ashton L.A., Beck J., Brehm G., Fayle T.M., Fiedler K., Forister M.L., Kessler M., Kitching R.L., Klimes P., Kluge J., Longino J.T., Maunsell S.C., McCain C.M., Moses J., Noben S., Sam K., Sam L., Shapiro, A.M., Wang X., and Novotny V. (2016) Midpoint attractors and species richness: Modeling the interaction between environmental drivers and geometric constraints. Ecology Letters 19: 1009–1022.