logomainLogologoSci

Ekosystémy Sibiře a jejich paleoekologická interpretace

Koordinátor

Milan Chytrý (chytry@sci.muni.cz)

Spolupracovníci (Masarykova univerzita)

Irena Axmanová, Jiří Danihelka, Pavel Dřevojan, Michal Hájek, Ondřej Hájek, Petra Hájková, Michal Horsák, Martin Kočí, Klára Komprdová, Svatava Kubešová, Zdeňka Lososová, Pavel Lustyk, Salza Palpurina, Barbora Pelánková, Libor Petr, Zdenka Preislerová (Otýpková), Jan Roleček, Marcela Řezníčková, Veronika Schenková, Vít Syrovátka, Petr Šmarda, Lubomír Tichý, Viktoria Wagner, David Zelený

Spolupracovníci (ostatní instituce)

  • Altai State University: Dmitry German, Aleksandr Shmakov
  • Central Siberian Botanical Garden, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk: Nikolai Ermakov, Andrei Korolyuk, Nikolai Lashchinskiy, Denis Popov
  • Univerzita Karlova, Praha: Petr Kuneš, Petr Pokorný
  • Česká zemědělsá univerzita v Praze: Michal Hejcman, Pavla Hejcmanová, Miroslav Svoboda, Ondřej Sýkora, Volodymyr Trotsiuk
  • Institute for Biological Problems of Cryolithozone, Russian Academy of Sciences, Yakutsk: Mikhail Cherosov
  • Institute of Biology, Russian Academy of Sciences, Ufa: El'vira Baisheva, Vasiliy Martynenko
  • Institute of Biology, Russian Academy of Sciences, Ulan-Ude: Oleg Anenkhonov
  • Botanický ústav, Akademie věd České republiky: Vlasta Jankovská, Helena Svobodová
  • Botanický ústav, Slovenská akademie věd: Ivan Pišút, Milan Valachovič
  • North-Eastern Federal University Named After M.K. Ammosov, Yakutsk: Paraskovia Gogoleva
  • University of Graz: Philipp Resl
  • University of New Mexico, Albuquerque: Jeffrey Nekola
  • Jihočeská univerzita, České Budějovice: Martin Hais, Jan Novák, Věra Pavelková Řičánková, Jan Robovský

    • Finanční podpora

  • 2011–2015: Grantová agentura České republiky, projekt P504-11-0454
  • 2008–2010: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, projekt MSM0021622416
  • 2003–2007: Grantová agentura Akademie věd ČR, projekt IAA6163303

    • Cíle projektu

    Projekt zkoumá diverzitu různých složek přirozených ekosystémů Sibiře a přilehlých oblastí. Speciálně se zaměřuje na rostliny, měkkýše a savce, tedy významné paleoekologické indikátory. Dva hlavní cíle projektu jsou:
  • popsat struktury rozmístění druhové diverzity v temperátních a boreálních ekosystémech kontinentální severní Eurasie a odhalit procesy, které stály za jejich vznikem;
  • najít potenciální analogie nebo relikty pozdně pleistocenních a raně holocenních ekosystémů, které by mohly zlepšit naše znalosti o ekologických procesech probíhajících v těchto dávno zaniklých ekosystémech severní Eurasie.

    • Hlavní výsledky

    Glaciální refugium v horách Altaje a Západního Sajanu

    V horách Altaje a Západního Sajanu jsme objevili pravděpodobně nejlépe zachovalé refugium vrcholně glaciální bioty v Eurasii. Toto zjištění je podpořeno výraznou podobností moderního pylového spadu z těchto pohoří s fosilními pylovými spektry z pozdně pleistocenních sedimentů ve střední Evropě (Kuneš et al. 2008, Magyari et al. 2014), objevem celého společenstva terestrických měkkýšů typických pro sprašové sedimenty nejchladnějších fází pleistocénu na jihovýchodě ruského Altaje (Horsák et al. 2010b), běžným výskytem mnoha glaciálních reliktních rostlin a plžů v této oblasti (Horsák et al. 2015) a zjištěním velké podobnosti mezi současnou faunou savců jihovýchodního ruského Altaje a Sajanu a pleistocenními faunami několika regionů severní Eurasie (Pavelková Řičánková et al. 2014). Podíl savců, kteří v tomto území vymřeli mezi posledním glaciálem a současností je nejmenší v severní Eurasii (Pavelková Řičánková et al. 2015, 2018). Krajinná mozaika ekosystémů jihovýchodního ruského Altaje byla podrobně popsána jako současná analogie vrcholně glaciální stepotundry (Chytrý et al. 2019).

    Lesy jižního Uralu jsou podobné středoevropským lesům raného holocénu

    Lesy Jižního Uralu jsme interpretovali jako analogii raně holocenních lesů střední Evropy. Ekologie těchto lesů naznačuje, že šíření širolistých temperátních stromů mohlo omezit diverzitu bylinného patra světlých raně holocenních lesů, ale současně mohlo vést ke zvýšení diverzity společenstev lesních měkkýšů (Chytrý et al. 2010, Horsák et al. 2010a).

    Druhově nejbohatší lesy mimotropické Eurasie

    Na severním Altaji jsme objevili březovo-borové hemiboreální lesy s extrémně vysokou druhovou diverzitou v podrostu (až 114 druhů na 100 m² a 149 druhů na 1000 m²). Jde o dosud největší zjištěné hodnoty maloplošné druhové diverzity zaznamenané v lesích temperátní a boreální Eurasie (Chytrý et al. 2012).

    Rozložení druhového bohatství v krajině a jeho příčiny

    Na základě rozsáhlého standardizovaného sběru vegetačních dat v různých částech Sibiře a přilehlých územích jsme popsali rozložení druhového bohatství v krajině v závislosti na různých faktorech, zejména pH půdy (Chytrý et al. 2007, Palpurina et al. 2017), klimatické kontinentality (Chytrý et al. 2008, Palpurina et al. 2017) a primární produktivity (Axmanová et al. 2012, 2013, Palpurina et al. 2019).

    Současný pylový spad v kontinentálních krajinách

    Na transektech přes krajinu Altaje a Západního Sajanu jsme prozkoumali spad pylu zachyceného v mechových polštářích a humusu a vztáhli jej k okolním vegetačním typům (Pelánková et al. 2008, Pelánková & Chytrý 2009). To umožnilo zlepšit interpretaci vrcholně a pozdně glaciální vegetace střední Evropy na základě fosilních pylových spekter (Kuneš et al. 2008, Magyari et al. 2014).

    Paleoekologie Sibiře

    Pro lepší pochopení glaciální historie refugiálního území na Altaji jsme vytvořili modely rozšíření biotopů v této oblasti během posledního glaciálního maxima (Hais et al. 2015). Ty naznačují, že v tamní krajině tehdy převládaly pustinné stepi. Na severu Sibiře a v Beringii byla ale situace jiná: naše studie z této oblasti založená na analýze rostlinných zbytků ze zmrzlých žaludků a střev vrcholně glaciálních býložravců rekonstruovala vlhkou krajinu s výrazným zastoupením tundry, rašelinišť i lesíků a křovin (Axmanová et al. 2020). Zabývali jsme se i temperátními relikty v současné sibiřské krajině: pomocí paleoantrakologických a dendroekologických metod jsme rekonstruovali ekologickou historii lípy sibiřské (Tilia sibirica), reliktního druhu přežívajícího na jižní Sibiři (Novák et al. 2014).

    Ekologie společenstev měkkýšů

    Pionýrské studie faun měkkýšů, jejich diverzity, ekologie a stanovištních nároků byly provedeny na Jižním Uralu (Baškortostán) (Horsák et al. 2010a), Altaji (Horsák et al. 2010b, 2015, 2018, Chytrý et al. 2019), ve středním Jakutsku (Horsák et al. 2013) a na Západosibiřské nížině (Horsák & Chytrý 2014).

    Fytocenologický výzkum

    Provedli jsme pionýrské fytocenogické zhodnocení různých typů přirozené vegetace severního Zabajkalí v Burjatsku (Chytrý et al. 1993, 1995, Danihelka & Chytrý 1995, Anenkhonov & Chytrý 1998) a suťové vegetace Altaje a Západního Sajanu (Ermakov et al. 2006). Formálně jsme popsali několik syntaxonů nových pro vědu.

    Taxonomické studie a významné floristické a faunistické nálezy

    Popsali jsme několik druhů sibiřských terestrických plžů nových pro vědu: Vertigo botanicorum (Horsák & Pokryszko 2010), V. beringiana, V. chytryi, V. genesioides (Nekola et al. 2018) a Punctum lozeki (Horsák & Meng 2018). Genetickými analýzami jsme potvrdili, že lípa sibiřská (Tilia sibirica) je samostatným druhem odlišným od evropské lípy srdčité (Tilia cordata) (Logan et al. 2018). Z ruského Altaje jsme popsali nového mezirodového hybrida mochny, Potentilla x nebulosa (Danihelka & Soják 2012). Dále jsme nalezli mochnu Potentilla turkestanica na Altaji jako nový druh pro flóru Ruska (Soják et al. 2011) a tři druhy mechů (Bryum klinggraeffii, B. rubens a Dicranella staphylina) jako nové pro asijskou část Ruska.

    Odborné publikace

  • Axmanová I., Chytrý M., Danihelka J., Lustyk P., Kočí M., Kubešová S., Horsák M., Cherosov M.M. & Gogoleva P.A. (2013): Plant species richness-productivity relationships in a low-productive boreal region. Plant Ecology 214: 207–219. – fulltext on SpringerLink
  • Axmanová I., Chytrý M., Zelený D., Li C.-F., Vymazalová M., Danihelka J., Horsák M., Kočí M., Kubešová S., Lososová Z., Otýpková Z., Tichý L., Martynenko V.B., Baisheva E.Z., Schuster B. & Diekmann M. (2012): The species richness-productivity relationship in the herb layer of European deciduous forests. Global Ecology and Biogeography 21: 657–667. – fulltext in Wiley Online Library
  • Axmanová I., Robovský J., Tichý L. J., Danihelka J., Troeva E., Protopopov A. & Chytrý M. (2020): Habitats of Pleistocene megaherbivores reconstructed from the frozen fauna remains. Ecography 43: 703–713. – fulltext in Wiley Online Library
  • Chytrý M. (2012): Database of Masaryk University's Vegetation Research in Siberia. Biodiversity & Ecology 4: 290. – fulltext pdf file
  • Chytrý M., Danihelka J., Ermakov N., Hájek M., Hájková P., Kočí M., Kubešová S., Lustyk P., Otýpková Z., Popov D., Roleček J., Řezníčková M., Šmarda P. & Valachovič M. (2007): Plant species richness in continental southern Siberia: effects of pH and climate in the context of the species pool hypothesis. Global Ecology and Biogeography 16: 668–678. – fulltext
  • Chytrý M., Danihelka J., Horsák M., Kočí M., Kubešová S., Lososová Z., Otýpková Z., Tichý L., Martynenko V.B. & Baisheva E.Z. (2010): Modern analogues from the Southern Urals provide insights into biodiversity change in the early Holocene forests of Central Europe. Journal of Biogeography 37: 767–780. – fulltext pdf file
  • Chytrý M., Danihelka J., Kubešová S., Lustyk P., Ermakov N., Hájek M., Hájková P., Kočí M., Otýpková Z., Roleček J., Řezníčková M., Šmarda P., Valachovič M., Popov D. & Pišút I. (2008): Diversity of forest vegetation across a strong gradient of climatic continentality: Western Sayan Mountains, southern Siberia. Plant Ecology 196: 61–83. – fulltext on SpringerLink
  • Chytrý M., Ermakov N., Danihelka J., Hájek M., Hájková P., Horsák M., Kočí M., Kubešová S., Lustyk P., Otýpková Z., Pelánková B., Valachovič M. & Zelený D. (2012): High species richness in hemiboreal forests of the northern Russian Altai, southern Siberia. Journal of Vegetation Science 23: 605–616. – fulltext in Wiley Online Library
  • Chytrý M., Horsák M., Danihelka J., Ermakov N., German D.A., Hájek M., Hájková P., Kočí M., Kubešová S., Lustyk P., Nekola J.C., Pavelková Řičánková V., Preislerová Z., Resl P. & Valachovič M. (2019): A modern analogue of the Pleistocene steppe-tundra ecosystem in southern Siberia. Boreas 48: 36–56. – sharable read-only link
  • Chytrý M., Horsák M., Syrovátka V., Danihelka J., Ermakov N., German D.A., Hájek M., Hájek O., Hájková P., Horsáková V., Kočí M., Kubešová S., Lustyk P., Nekola J.C., Preislerová Z., Resl P. & Valachovič M. (2017) Refugial ecosystems in central Asia as indicators of biodiversity change during the Pleistocene–Holocene transition. Ecological Indicators 77: 357–367. – http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.12.033
  • Chytrý M., Pešout P. & Anenchonov O.A. (1993): Syntaxonomy of vegetation of Svjatoj Nos Peninsula, Lake Baikal. 1. Non forest communities. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica 28: 337–383. – fulltex in pdf
  • Danihelka J. & Soják J. (2012): Potentilla x nebulosa (Rosaceae), a new intersectional nothospecies from the Altai Mountains. Turczaninowia 5: 5–8. – fulltext in pdf
  • Ermakov N., Chytrý M. & Valachovič M. (2006): Vegetation of the rock outcrops and screes in the forest-steppe and steppe belts of the Altai and Western Sayan Mts., southern Siberia. Phytocoenologia 36: 509–545. – fulltext on IngentaConnect
  • Hais M., Chytrý M. & Horsák M. (2016) Exposure-related forest-steppe: A diverse landscape type determined by topography and climate. Journal of Arid Environments 135: 75–84. – Phytocoenologia 36: 509–545. – fulltext on ScienceDirect
  • Hais M., Komprdová K., Ermakov N. & Chytrý M. (2015): Modelling the Last Glacial Maximum environments for a refugium of Pleistocene biota in the Russian Altai Mountains, Siberia. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 438: 135–145. – fulltext on ScienceDirect
  • Horsák M. & Chytrý M. (2014): Unimodal latitudinal pattern of land-snail species richness across northern Eurasian lowlands. PLoS ONE 9: e104035. – fulltext in pdf
  • Horsák M., Chytrý M. & Axmanová I. (2013): Exceptionally poor land snail fauna of central Yakutia (NE Russia): climatic and habitat determinants of species richness. Polar Biology 36: 185–191. – fulltext on SpringerLink
  • Horsák M., Chytrý M., Danihelka J., Kočí M., Kubešová S., Lososová Z., Otýpková Z. & Tichý L. (2010): Snail faunas in the Southern Ural forests and their relations to vegetation: an analogue of the Early Holocene assemblages of Central Europe? Journal of Molluscan Studies 76: 1–10. – fulltext on Oxford Journals
  • Horsák M., Chytrý M., Hájková P., Hájek M., Danihelka J., Horsáková V., Ermakov N., German D.A., Kočí M., Lustyk P., Nekola J.C., Preislerová Z. & Valachovič M. (2015): European glacial relict snails and plants: environmental context of their modern refugial occurrence in southern Siberia. Boreas 44: 638–657. – fulltext on Wiley Online Library
  • Horsák M., Chytrý M., Pokryszko B.M., Danihelka J., Ermakov N., Hájek M., Hájková P., Kintrová K., Kočí M., Kubešová S., Lustyk P., Otýpková Z., Pelánková B. & Valachovič M. (2010): Habitats of relict terrestrial snails in southern Siberia: lessons for the reconstruction of palaeoenvironments of full-glacial Europe. Journal of Biogeography 37: 1450–1462. – fulltext in Wiley Online Library
  • Horsák M. & Meng S. (2018): Punctum lozeki n. sp. – a new minute land-snail species (Gastropoda: Punctidae) from Siberia and Alaska. Malacologia 62: 11–20.
  • Horsák M., Juřičková L., Horsáková V., Pokorná A., Pokorný P., Šizling A. & Chytrý M. (2018) Forest snail diversity and its environmental predictors along a sharp climatic gradient in southern Siberia. Acta Oecologica 88: 1–8. – https://doi.org/10.1016/j.actao.2018.02.009
  • Horsák M. & Pokryszko B.M. (2010): Vertigo botanicorum sp. nov. (Gastropoda: Pulmonata: Vertiginidae)-a new whorl-snail from the Russian Altai Mountains. Zootaxa 2634: 57–62. –fulltext in pdf
  • Kuneš P., Pelánková B., Chytrý M., Jankovská V., Pokorný P. & Petr L. (2008): Interpretation of the last-glacial vegetation of eastern-central Europe using modern analogues from southern Siberia. Journal of Biogeography 35: 2223–2236. – fulltext on Wiley InterScience
  • Logan S.A., Chytrý M. & Wolff K. (2018): Genetic diversity and demographic history of the Siberian lime (Tilia sibirica). Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 33: 9–17. – https://doi.org/10.1016/j.ppees.2018.04.005
  • Magyari E.K., Kuneš P., Jakab G., Sümegi P., Pelánková B., Schäbitz F., Braun M. & Chytrý M. (2014): Late Pleniglacial vegetation in eastern-central Europe: are there modern analogues in Siberia? Quaternary Science Reviews 95: 60–79. – fulltext in ScienceDirect
  • Nekola J.C., Chiba S., Coles B.F., Drost C.A., von Proschwitz T. & Horsák M. (2018): A phylogenetic overview of the genus Vertigo O. F. Müller 1773 (Gastropoda: Pulmonata: Pupillidae: Vertigininae). Malacologia 62: 21–161.
  • Nekola J.C., Coles B.F. & Horsák M. (2015): Species assignment in Pupilla (Gastropoda: Pulmonata: Pupillidae): integration of DNA-sequence data and conchology. Journal of Molluscan Studies 81: 196–216. – fulltext on Oxford Journals
  • Novák J., Trotsiuk V., Sýkora O., Svoboda M. & Chytrý M. (2014): Ecology of Tilia sibirica in a continental hemiboreal forest, southern Siberia: An analogue of a glacial refugium of broad-leaved temperate trees? The Holocene 24: 908–918. – fulltext in SAGE Journals
  • Palpurina S., Chytrý M., Hölzel N., Tichý L., Wagner V., Horsák M., Axmanová I., Hájek M., Hájková P., Freitag M., Lososová Z., Mathar W., Tzonev R., Danihelka J. & Dřevojan P. (2019) The type of nutrient limitation affects the plant species richness–productivity relationship: Evidence from dry grasslands across Eurasia. Journal of Ecology 107: 1038–1050. – https://doi.org/10.1111/1365-2745.13084
  • Palpurina S., Wagner V., von Wehrden H., Hájek M., Horsák M., Brinkert A., Hölzel N., Wesche K., Kamp J., Hájková P., Danihelka J., Lustyk P., Merunková K., Preislerová Z., Kočí M., Kubešová S., Cherosov M., Ermakov N., German D., Gogoleva P., Lashchinsky N., Martynenko V. & Chytrý M. (2017) The relationship between plant species richness and soil pH vanishes with increasing aridity across Eurasian dry grasslands. Global Ecology and Biogeography 26: 425–434. DOI: 10.1111/geb.12549. – fulltext in Wiley Online Library
  • Pavelková Řičánková V., Horsák M., Hais M., Robovský J. & Chytrý M. (2018): Environmental correlates of the Late Quaternary regional extinctions of large and small Palaearctic mammals. Ecography 41: 516–527. – http://dx.doi.org/10.1111/ecog.02851
  • Pavelková Řičánková V., Riegert J., Semančíková E., Hais M., Čejková A. & Prach K. (2014): Habitat preferences in gray marmots (Marmota baibacina). Acta Theriologica 59: 317–324. – fulltext in pdf
  • Pavelková Řičánková V., Robovský J. & Riegert J. (2014): Ecological Structure of Recent and Last Glacial Mammalian Faunas in Northern Eurasia: The Case of Altai-Sayan Refugium. PLoS ONE 9: e85056. – fulltext in pdf
  • Pavelková Řičánková V., Robovský J., Riegert J. & Zrzavý J. (2015): Regional patterns of postglacial changes in the Palearctic mammalian diversity indicate retreat to Siberian steppes rather than extinction. Scientific Reports 5: 12682. – fulltext in pdf
  • Pelánková B. & Chytrý M. (2009): Surface pollen-vegetation relationships in the forest- steppe, taiga and tundra landscapes of the Russian Altai Mountains. Review of Palaeobotany and Palynology 157: 253–265. – fulltext on ScienceDirect
  • Pelánková B., Kuneš P., Chytrý M., Jankovská V., Ermakov N. & Svobodová-Svitavská H. (2008): The relationships of modern pollen spectra to vegetation and climate along a steppe-forest-tundra transition in southern Siberia, explored by decision trees. The Holocene 18: 1259–1271. – fulltext on Sage Journals Online
  • Soják J., Danihelka J. & Hájek M. (2011): Potentilla turkestanica, a rare species new to the flora of Russia. Turczaninowia 14: 101–105. – fulltext in pdf
  • Wagner V., Chytrý M., Zelený D., von Wehrden H., Brinkert A., Danihelka J., Hölzel N., Jansen F., Kamp J., Lustyk P., Merunková K., Palpurina S., Preislerová Z. & Wesche K. (2017) Regional differences in soil pH niche among dry grassland plants in Eurasia. Oikos 126: 660–670. – http://dx.doi.org/10.1111/oik.03369

    • Popularizační články

  • Kubešová S. (2015): Kazachstánem od severu na jih. M Revue 2015(2): 62–65. – PDF
  • Chytrý M. (2012): Ekosystémy Sibiře: analogie zaniklé přírody střední Evropy. Živa 4: 186–188. – PDF
  • Chytrý M., Pavelková Řičánková V. & Horsák M. (2010): Kde dnes znamená včera. Jihosibiřské refugium doby ledové. Živa 89: 526–530. – PDF
  • Horsák M. & Chytrý M. (2010): Krajiny zamrzlé v čase I. Jižní Sibiř - současná analogie střední Evropy v době ledové. Živa 2009: 118–120. – PDF
  • Horsák M. & Chytrý M. (2010): Krajiny zamrzlé v čase II. Jižní Ural - současná analogie střední Evropy ve starém a středním holocénu. Živa 2010: 166–168. – PDF
  • Kuneš P. (2008): Předneolitická krajina, vegetace a role moderního člověka ve střední Evropě. Živa 2008: 146–150. – PDF
  • Pokorný P. (2004): Velký bratr uděluje lekci. Sibiřské řešení záhady evropských ledových dob. Vesmír 83: 276–281. – fulltext

    • Média

  • 30/01/2014 Ice age thrives in Southern Siberia, Radio Free Europe
  • 23/01/2014 Ice-age animals live on in Eurasian mountain range, New Scientist
  • 21/01/2013 Zničilo mamuty iba globálne otepľovanie? Plus 7 dní
  • 27/11/2012 Vegetace doby ledové na dosah? Česká televize – Před půlnocí
  • 05/08/2012 Proč vyhynuli mamuti? Odpověď jezdí český vědec hledat na Sibiř, Hospodářské noviny
  • 05/2007 Doba ledová nebyla tak hrozivá, 21. století
  • 05/01/2007 Česko v době ledové, Český rozhlas