Diverzitás és stabilitás. Mi a biodiverzitás?

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Diverzitás és stabilitás. Mi a biodiverzitás?"

Gréta Hegedüsné
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Diverzitás és stabilitás Szemethy László, Phd egyetemi docens SZIE VMI Mi a biodiverzitás? a sokféleség sokfélesége (JNP) tudományos paradigma (tudományterület is) a diverzitás az evolúció alapja, lehetővé teszi az alkalmazkodást a változó környezethez a diverzitás természeti erőforrás: szolgáltatásait az ember kihasználja a biodiverzitás önmagában is érték fenntartandó! 1

2 Mi a biodiverzitás? szintjei genetikai egyedi (taxonomiai) populáció szintű közösségi szintű: (ökológiai) fajdiverzitás élőhelyi diverzitás a populáció és a környezet kölcsönhatásai (tűrőképesség, niche) populációk kölcsönhatásának sokfélesége (pl. ragadozó-zsákmány, kompetíció stb,) minden magasabb szerveződési szint magába foglalja az előző(k) diverzitását is kulturális biodiv: az emberi társadalmak függenek az élőhelytől kölcsönhatások biodiv. Diverzitásszintek genetikai diverzitás: a mutáció és szelekció eredménye: a mutáció létrehozza, a szelekció csökkenti a változatosságot egy egyeden belüli genetikai sokféleség a genetikai kód degenerált: 64 féle genetikai kód (triplet), de csak 20 féle aminosav 1 aminosavhoz több kód pontmutációk nem mindig változtatják meg ez aminosav sorrendet: diverzitás a DNS szinten (polimorfizmus) > fehérje polimorfizmus korábbi fehérje polimorfizmus vizsgálatok alulbecslik a valós diverzitást nem átíródó DNS darabok (pl. szatellit DNS) nincs ellene szelekció lehet extrém polimorf polimorfizmus: a polimorf lokuszok aránya, az allélek száma lokuszonként stb: egyed max 2 allél; populációban lehet több is homo- és heterozigócia: adott lokuszon azonos v. eltérő allél az apai és az anyai kromoszómán emiatt biokémiai, fiziológiai stb. sokféleség már a szervek és a folyamatok szintjén 2

3 Diverzitásszintek diverzitás a populáció szintjén a pop. egyedei különbözőek genetikai: minden egyed genomja eltérő genetikai ujjlenyomat biokémiai, fiziológiai, morfológiai sokféleség fenotípus: a genetikai adottságok a környezettel való kölcsönhatásban fejeződnek ki sokféleség különböző élőhelyeken pl. a genetikai diverzitás és az agancsméretek kapcsolata különböző élőhelyeken a pop. egyedei közti kapcsolatok sokfélesége (versengés, együttműködés, szaporodás, utódgondozás más viselkedési jellemzők) Diverzitásszintek változatosság fenntartása populáció szinten: szaporodási trükkök lokális alkalmazkodás az aktuális feltételekhez: a legrátermettebb kiválasztása ivari szelekció: a legnagyobb szaporodási sikerű egyed kiválasztódása DE ellentétes egyedi stratégiák is a sokféleség fenntartására: pl. több hímmel pározva növelhető a diverzitás (vaddisznók) kiszámíthatatlanul változó környezetben lehet előny a fák fajon belüli genetikai diverzitása jóval nagyobb, mint az állatoké. Miért? hosszú élet generációs idő helyhez kötöttség a migráció hiánya változékony környezet mindezt ki kell bírni, többféle képességgel kell rendelkezni 3

4 Diverzitásszintek diverzitás a társulások szintjén fajdiverzitás: a társulást alkotó fajok sokfélesége szerkezeti sokféleség: horizontálisan foltosság, vertikálisan szintezettség, szegélyek (ökoton) a fajok közti kapcsolatok sokfélesége (pl. táplálkozási kapcsolatok, versengés stb.) ökoszisztémák diverzitása az alkotó társulások sokfélesége a társulás és az élettelen környezet kapcsolatainak sokfélesége az energia- és az anyagfelhasználás az információáramlás sokfélesége magasabb szerveződési szintek diverzitásai A diverzitás mérése Genetikai polimorfizmus: rohamosan fejlődő új, nagy felbontású módszerek Fehérje polimorfizmus: elavulóban van, csak speciális esetekben használjuk Faj és egyed diverzitás a leggyakrabban használt mutató, összehasonlításra alkalmas, trópusi esőerdő - tundra különbsége sok faj kevés egyed - kevés faj sok egyed azonos éghajlati övben lévő ökoszisztémák különbségei pl. füves puszta - tölgyerdő diverzitás-gradiensek É-D, alacsony - magas tengerszint feletti részek DE a nagyobb div nem szükségszerűen jó, inkább minden objektumnak a saját jellemző diverzitás tartományát kell meghatározni pl a trópusi esőerdők foltos irtása rövid időre növeli a fajdiverzitást az invázió elején nő a fajdiverzitás Mérés: fajszám (ST) fajok sűrűsége (denzitás) fajok gyakorisága (Pi - domináns és ritka fajok 4

5 A diverzitás mérése A társulások diverzitása mutatószámok és módszerek dzsungele az adott élőhelyen található populációk egyedszáma alapján Mérési módszerek változatosság (fajgazdagság): a fajok száma nem súlyoz a sűrűségi viszonyokkal heterogenitás vizsgálata: fajszám és egyedszám kombinálása ott nagyobb, ahol több faj és nagyobb egyedszám található Diverzitás, komplexitás, stabilitás Diverzitás: a változás és a fejlődés feltétele pl. az őslovak kül. testmérete a természetes szelekció a nagyobbaknak kedvez alkalmazkodás: gyors testméret-növekedés Komplexitás: diverzitásszerkezet, kompozíció (l. fent) az ökol. rendszerek komplexitása magas nehezen vizsgálható, a megértéshez modellek kellenek Stabilitás: ellenállás (reziliencia) a bolygatásoknak (perturbációknak) puffer hatás: a bolygatás kezdetben hatástalannak tűnik, majd átcsap gyors változások regenerálódó képesség a bolygatás után milyen valószínűséggel alakul vissza ugyanolyanná, milyen gyorsan, hogyan segíthetjük ( új terület a resztorációs ökológia) a diverzebb lehet stabilabb (több mód a zavarás kivédésére vagy a regenerálódásra), de lehet sérülékenyebb is (több támadási pont több meghibásodási lehetőség, regenerálódás után már nem ugyanaz) 5

6 A diverzitás különbségeket előidéző tényezők Idő: hosszú idő gyenge szelekció esetén is több esély a szegregációra Evolúciós néhány száz v. ezer generáció: (pl. mérsékelt övben a jégkorszakok óta eltelt idő, egy-egy faj kialakulásának ideje) Ökológiai: lehet rövidebb (pl. egy faj betelepülése, egy társulás szukcessziója) Klíma stabilitása diverzitás-stabilitás kérdése stabil (trópus) nem kell a változásokhoz alkalmazkodni szűk niche-k szabályos szezonalitás fel lehet rá készülni, de több képesség kell szélesebb niche-k szélsőségesen ingadozó, kiszámíthatatlan széles niche-k Térbeli változékonyság: több élőhely (pl erdő-mg élőhelykomplexek, domborzat, szintezettség, foltosság) növeli a fajdiverzitást kedvez a generalistáknak Produktivitás nagy produktivitás hosszabb tápláléklánc több faj nagyobb specializálódás A diverzitás különbségeket előidéző tényezők Versengés mérsékelt öv: elsősorban a környezet évszakosan változó fizikai tényezői meghatározók generalista fajok tág niche-k nagy átfedések erős versengés szűk források esetén trópusok: erős a fajok közötti versengés specializáció szűk niche-k Ragadozók: az egyes zsákmányfajok szintjét alacsonyan az eltartó képesség alatt tartják, nem engedik a dominancia erősödését (fűnyíró-elv) versengés és a sűrűségfüggés negatív hatásai is csökkennek a fajok nem képesek egymást kiszorítani, hanem képesek együtt élni keystone species kis egyedszámú, de az egész ökoszisztéma képét meghatározó fajok (pl. farkas a tajgán) 6

7 A diverzitás különbségeket előidéző tényezők Általános megoldás: Energia Stabilitás Area = ESA több bejutó energia (napfény) hosszabb tápláléklánc több faj, nagyobb diverzitás stabilabb klíma specialisták, szűkebb niche-k nagyobb diverzitás nagyobb terület többféle élőhelyi folt nagyobb diverzitás Rapoport-szabály: a hidegebb klímán élő állat- és növényfajok szélesebb környezeti spektrumhoz alkalmazkodtak szélesebb a geográfiai elterjedésük és nagyobb magassági intervallumban fordulnak elő az Egyenlítő felé haladva a fajok átlagos elterjedési területe beszűkül. A diverzitás-értékek gyakorlati haszna Természetvédelem védett területek értékelése diverzebb terület értékesebb (v. a speciálisabb értékesebb?) hogyan lehet egy értékkel jellemezni a különböző ökoszisztémákat? (Sehogy, túlegyszerűsítés) szukcessziók a diverzitás természetes változása? a diverzebb ökoszisztémák több szolgáltatást nyújthatnak az embernek. Környezetvédelem: a szennyezés csökkenti a diverzitást monitoring 7

8 A diverzitás-értékek gyakorlati haszna Erdőpusztulás erdő alkotó fák rasszdiverzitása hagyományos erdészeti beavatkozások a helyi rasszok jól spontán érvényesültek modern, nagyüzemi erdőgazdálkodás mesterséges korlátok kevesebb/kevésbé alkalmas rassz "minél inkább elszegényedik a rassz-készlet, annál inkább 'gyérülnek' a szünbiológiai rendszerek reakció-lehetőségei, valamint: annál inkább nőnek az elemek (populációk) extinkciós valószinűségei" (JNP) intenzív erdőgazdálkodás fajkészlet és a foltosság csökkenése Vadgazdálkodás vadeltartó-képességre gyakorolt hatások nagyobb diverzitás nagyobb eltartóképesség szukcesszionális változások más-más fajok számára kedvezőbb az élőhely diverzitás növelése élőhelyek javítása 8

Hasonló dokumentumok

Az ökológia alapjai. Diverzitás és stabilitás

Az ökológia alapjai. Diverzitás és stabilitás Az ökológia alapjai Diverzitás és stabilitás Diverzitás = sokféleség, változatosság a sokféleség kvantitatív megjelenítése biodiverzitás: a biológiai változatosság matematikai (kvantitatív) megjelenítése