SIMON EDINA KIS POPULÁCIÓK PROBLÉMÁI LEGKISEBB ÉLETKÉPES POPULÁCIÓ (MVP, MINIMUM VIABLE POPULATION) PROBLÉMÁK MVP PONTOS BECSLÉSE

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "SIMON EDINA KIS POPULÁCIÓK PROBLÉMÁI LEGKISEBB ÉLETKÉPES POPULÁCIÓ (MVP, MINIMUM VIABLE POPULATION) PROBLÉMÁK MVP PONTOS BECSLÉSE"

Marcell Péter
5 évvel ezelőtt
Látták:

SIMON EDINA KIS POPULÁCIÓK PROBLÉMÁI Populáció- és fajszintű védelem PROBLÉMÁK Klímaváltozás, szukcesszió előrehaladása, betegség okozhatja a populációk kipusztulását, elvándorlását.

1 SIMON EDINA KIS POPULÁCIÓK PROBLÉMÁI Populáció- és fajszintű védelem PROBLÉMÁK Klímaváltozás, szukcesszió előrehaladása, betegség okozhatja a populációk kipusztulását, elvándorlását. Kérdés: mikor, miért és más populációi fennmaradnak e fajnak. Fajkihalás sebessége felgyorsult, a veszélyeztetett fajok populációinak megmentése e fajok megmentésének a kulcsa. Nemzeti parkok, vadrezervátumok célja a karizmatikus nagyvadak megőrzése. Cél: a lehető legtöbb egyedet őrizzünk meg a lehető legnagyobb területen. LEGKISEBB ÉLETKÉPES POPULÁCIÓ (MVP, MINIMUM VIABLE POPULATION) Shaffer (1981): az adott faj adott élőhelyen előforduló olyan legkisebb méretű populációja, amelynek 99%-os esélye van arra, hogy az előre látható demográfiai, környezeti és genetikai sztohaszticitás és természeti katasztrófák ellenére 1000 évig fennmarad. Hasonlat: nem átlagos időjárású évekre kell árvízvédelemben használatos gátakat tervezni, hanem akár csak 100 évenként jelentkező nagy áradásokra. MVP PONTOS BECSLÉSE MINIMUM DYNAMIC AREA, MDA A faj demográfiai jellemzőinek és ökológiai igényeinek minél pontosabb ismerete szükséges. Lande (1988): gerincesek esetében a korábban javasol 500 egyed helyett inkább 5000 egyed megőrzésével remélhető a genetikai diverzitás szinten tartása és az esetleges katasztrófák túlélése. Ahol a természetes fluktuáció nagyobb 10 ezer egyedet ajánlanak km 2 -es védett területek szükségesek kisemlős faj populációinak fenntartásához. Grizzly medve 50 egyedből álló populációjának tartós fenntartásához km 2 -es védett terület lenne szükséges. Ursus arctos horribilis 1

VASTAGSZARVÚ JUH Megfigyelés: 120 populáció, 70 évnél hosszabb adatsor. MADÁRPOPULÁCIÓK TARTÓS FENNTARTÁSA Jones & Diamond (1976): Madárfajok 80 éven belüli kihalásának rátája a Csatorna-szigeteken.

2 VASTAGSZARVÚ JUH Megfigyelés: 120 populáció, 70 évnél hosszabb adatsor. MADÁRPOPULÁCIÓK TARTÓS FENNTARTÁSA Jones & Diamond (1976): Madárfajok 80 éven belüli kihalásának rátája a Csatorna-szigeteken. Eredmény: 10-nél kevesebb költőpárt tartalmazó populációk 80 éven belül 39%-os valószínűséggel halnak ki. Ovis canadensis KIS POPULÁCIÓK GYORS FOGYÁSÁNAK ÉS PUSZTULÁSÁNAK OKAI 1. Genetikai változatosság elvesztése, beltenyésztéses leromlás és genetikai sodródás 2. A születési és halálozási ráták, a nemek arányának random fluktuációjából adódó demográfiai szélsőségek. 3. A biotikus és abitoikus környezet változékonysága GENETIKAI VÁLTOZATOSSÁG CSÖKKENÉSE Heterozigótaság: ivarosan szaporodó élőlények adaptációs képességének a jellemzője 1-1 allél lehet gyakori vagy ritka, új allél keletkezhet mutációval, vagy bekerülhet migráció útján. Genetikai sodródás: allélgyakoriság véletlenszerű megváltozása. Wright (1931): egy izolált populációban az eredeti heterozigótaság, ahol minden génnek 2 allélja van: H 1 = H 0 (1-1/2N e ) t HETEROZIGÓCIA ALAKULÁSA KIALAKULÁSA EFFEKTÍV POPULÁCIÓMÉRETEK ESETÉN BEVÁNDORLÁS ÉS MUTÁCIÓ HATÁSA A GENETIKAI VÁLTOZATOSSÁGRA 2

BELTENYÉSZTÉSES LEROMLÁS Beltenyésztés: Kis populációkban a közel rokon párosodását, önmegtermékenyítést gátló mechanizmusok gyengülnek.

Beltenyésztés hatására 33%- kal emelkedett az utódok születési körüli halandóság. KÁROS MUTÁCIÓK VÉLETLENSZERŰ FELHALMOZÓDÁSA Mutációval keletkező káros gének véletlenszerű fixációja alakulhat ki.

3 BELTENYÉSZTÉSES LEROMLÁS Beltenyésztés: Kis populációkban a közel rokon párosodását, önmegtermékenyítést gátló mechanizmusok gyengülnek. Ipomopis aggregata: 100 egyednél kisebb populációiból származó magok kisebb méretűek, rosszabb csírázó képességűek, környezeti szélsőségekre érzékenyebbek. Beltenyésztés hatására 33%- kal emelkedett az utódok születési körüli halandóság. KÁROS MUTÁCIÓK VÉLETLENSZERŰ FELHALMOZÓDÁSA Mutációval keletkező káros gének véletlenszerű fixációja alakulhat ki. A káros gének tovább csökkentik a populáció méretét, ami tovább növeli az újabb káros fixálódásának esélyét. Ez a populáció pusztulásához vezethet. Elmélet: ha az effektív populáció méret kisebb, mint 100, pár generáció alatt elérhetik ezt a szintet. PRÉRI TYÚK PÉLDÁJA Valaha közönséges volt az USA-ban. 1908: utolsó populáció megmentésére védett területet hoztak létre. Később jelentkező problémák miatt 1932-re a populáció, így a faj kipusztult. Utolsó néhány egyed hím volt. HIBRIDIZÁCIÓS LEROMLÁS INTROGRESSZIÓ Ha a faj ritka, vagy élőhely leromlott, elpusztult, előfordulhat, hogy egyes egyedek más közeli rokon faj egyedeivel párosodnak. Utódok sterilek vagy csökkent életképességűek. EFFEKTÍV POPULÁCIÓMÉRET 50/500-as szabály: legalább 50 szaporodó egyed szükséges a beltenyésztéses leromlás elkerüléséhez, és 500 egyeddel már a mutációval keletkező genetikai változatosság ellensúlyozza a genetikai sodródás. Figyelembe kell venni, hogy nem minden egyed szaporodik egyforma valószínűséggel. Az effektív populáció méret (N e ) jóval kisebb, mint az összegyedszám (N). EGYENLŐTLEN IVARMEGOSZLÁS Nőstények és hímek száma eltérő lehet. A szaporodásban résztvevő hímek és nőstények száma befolyásolja az effektív populációméretet. N e = 4N m N f /N m +N f 3

ELTÉRŐ SZAPORASÁG Egyes egyedek közötti szaporaság közti különbség szintén befolyásolja az effektív populációméretet. Szaporább egyedek aránytalanul nagy részben örökítik genetikai anyagaikat.

A POPULÁCIÓMÉRET FLUKTUÁCIÓJÁVAL KAPCSOLATOS PALACKNYAK-(BOTTLENECK) HATÁS Egyes generációk között a populációméret drasztikusan változhat.

A genetikai változatosság fenntartása érdekében a legkisebb létszámú évek döntőek, mivel ezekben az években a ritka allélok elveszhetnek.

4 ELTÉRŐ SZAPORASÁG Egyes egyedek közötti szaporaság közti különbség szintén befolyásolja az effektív populációméretet. Szaporább egyedek aránytalanul nagy részben örökítik genetikai anyagaikat. Következmény: az effektív populációméret 60-85%-kal csökkenhet. A POPULÁCIÓMÉRET FLUKTUÁCIÓJÁVAL KAPCSOLATOS PALACKNYAK-(BOTTLENECK) HATÁS Egyes generációk között a populációméret drasztikusan változhat. Az effektív populációméretre ezekben az esetekben a legnagyobb és legkisebb egyedszám között adható meg. A genetikai változatosság fenntartása érdekében a legkisebb létszámú évek döntőek, mivel ezekben az években a ritka allélok elveszhetnek. A kevesebb allél és a csökkent heterozigócia miatt a populáció egyedeinek áltagos rátermettsége csökkenhet. ALAPÍTÓ HATÁS (FOUNDER EFFECT) Kevés egyedből létrejött új populáció csekély genetikai variációval rendelkezik. A kialakult populáció genetikai változatossága kisebb, mint az alapító populációé. DEMOGRÁFIAI VÁLTOZÁSOK Stabil környezetben: a populációmérete a környezet eltartó képességének megfelelően növekszik, az egy főre jutó születési (b) kiegyenlíti az átlagos halálozási rátát (d). Az élőhelypusztulás vagy bármilyen más ok miatt a populáció méret csökken, de a kipusztulás valószínűsége demográfiai sztochaszticitás miatt is nő. Demográfiai sztochaszticitás sajátos formája, az egyenőtlen ivararányok kialakulása. ALLÉ-HATÁS A kis populációk azért is instabilak lehetnek, mert a megfelelő szociális struktúrák nem tudnak kialakulni. Pl. legelő állatok nem tudják megvédeni magukat, a csoportosan vadászok nem tudnak zsákmányt ejteni. Tág értelemben: a kis denzitásoknál fellépő inverz deniztásfüggés. Szűk értelemben: egy faj egyedeinek haszna származik fajtásaik jelenlétéből. KÖRNYEZETI VÁLTOZÁSOK ÉS KATASZTRÓFÁK Természeti katasztrófák megjósolhatatlan időpontban és gyakorisággal jelentkeznek, nagy kárt okozhatnak a populációnak. Az érintett populáció 70-90%-át is lepusztíthatja. 4

KIS POPULÁCIÓK VESZÉLYEZTETETTSÉGE KIHALÁSI ÖRVÉNYEK Demográfiai vagy környezeti sztochaszticitás növeli meg a populációk kihalási valószínűségé?

5 KIS POPULÁCIÓK VESZÉLYEZTETETTSÉGE KIHALÁSI ÖRVÉNYEK Demográfiai vagy környezeti sztochaszticitás növeli meg a populációk kihalási valószínűségé? Demográfiai sztochaszticitás nagyon kis méretű populációkra, a környezeti sztochaszticitás a szaporodási ráta a környezet változatossága miatti varianciájának (V e ) és a szaporodái ráta (r av ) arányának függvénye. Amennyiben egy populáció mérete kritikus szint alá csökken, akkor bekerül a kihalási örvénybe, amelyben a kis populációkat veszélyeztető tényezők egymás hatását felerősítve fokozatosan tovább csökkentik a populáció méretét. FAJVÉDELMI PROGRAMOKHOZ SZÜKSÉGES ISMERETEK A POPULÁCIÓVÉDELEM ELMÉLETI ÉS GYAKORLATI ALAPJAI élőhely adott faj élőhely-igényei, környezeti katasztrófák gyakorisága természetes elterjedés egyedek eloszlása az élőhelyen, napi vagy évszakos vándorlás biológiai kölcsönhatások kompetítorok táplálékért, forrásokért, ragadozók, paraziták morfológiai jellemzők populáción belüli és populációk közötti morfológiai variáció élettani jellemzők élet- és szaporodóképesség fenntartásához szükséges tényezők demográfiai jellemzők aktuális populációméret, múltbeli változása, korosztályok megoszlása viselkedés táplálékszerzési, párzási, utódnevelési viselkedés genetikai jellemzők SZÜKSÉGES ÖKOLÓGIAI INFORMÁCIÓK Publikált irodalom GYŰJTÉSE Publikálatlan irodalom (Természetvédelmi Hivatal, Nemzeti Parkok Igazgatóságai, pályázatokat bonyolító irodák) Terepi megfigyelés POPULÁCIÓK, TÁRSULÁSOK ÉS A KÖRNYEZET ÁLLAPOTÁNAK KÖVETÉSE Biológiai diverzitás megőrzésének módja: Abiotikus környezeti változók Társulásjellemzők Fajok (jelenlét, egyedszám) hosszú távú együttes monitorozása szükséges. 5

nem túl hosszú időtartamú vizsgálatsorozat keretében, mely során változók állapotát kvalitatív ill.

megismételt megfigyelés, célja a standarddal való egyezés igazolása, ill.

SZERINT Gnaphalium sylvaticum MONITORING PROGRAMOK MAGYARORSZÁGON Kalapos (1998): Magyarföldi husáng

NBMR NEMZETI BIODIVERZITÁS- MONITOROZÓ RENDSZER 1992-ben Rio de Janeiróban nemzetközi egyezmény

olyan nemzeti stratégia és törvénykezés kidolgozására, amely a biodiverzitás megőrzését és elemeinek

megfigyelési rendszer kialakítása 124 db 5x5 km-es mintanégyzet élőhely-térképezése NBMR SZERVEZETI

6 MONITOROZÁS Biomonitoring fajt v. fajegyüttest valamely fizikai környezet állapotváltozójának jelzésére használunk Vizsgálat Adatgyűjtés nem túl hosszú időtartamú vizsgálatsorozat keretében, mely során változók állapotát kvalitatív ill. kvantitatív adatokkal leírjuk Monitorozás (monitoring) időben rendszertelenül vagy rendszeresen megismételt megfigyelés, célja a standarddal való egyezés igazolása, ill. eltérés mértékének bemutatása AZ ERDEI GYOPÁR ELTERJEDÉSE A BRIT SZIGETEK MONITOROZÁSI RENDSZER ADATAI SZERINT Gnaphalium sylvaticum MONITORING PROGRAMOK MAGYARORSZÁGON Kalapos (1998): Magyarföldi husáng (Ferula sadleriana) MME: A túzok és az élőhelyének védelme Ragadozómadár-védelem A fehér gólya védelme NBMR NEMZETI BIODIVERZITÁS- MONITOROZÓ RENDSZER 1992-ben Rio de Janeiróban nemzetközi egyezmény biológiai sokféleség védelméről 1994-ben ratifikálta Magyarország az egyezményt Kötelezettség vállalása olyan nemzeti stratégia és törvénykezés kidolgozására, amely a biodiverzitás megőrzését és elemeinek célszerű használatát biztosítja MTA biodiverzitás-megőrzési stratégiát dolgozott ki Egységes, országos megfigyelési rendszer kialakítása 124 db 5x5 km-es mintanégyzet élőhely-térképezése NBMR SZERVEZETI FELÉPÍTÉSE FELHASZNÁLT IRODALOM Standovár, T., Primack, R. B., A természetvédelem biológiai alapjai. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. mk/novenytan/novenytan/termvedbiol/termvedbi ologia_07.pdf 6

Hasonló dokumentumok

Populációgenetikai. alapok

Populációgenetikai. alapok Populációgenetikai alapok Populáció = egyedek egy adott csoportja Az egyedek eltérnek egymástól morfológiailag, de viselkedésüket tekintve is = genetikai különbségek Fenotípus = külső jellegek morfológia,