Növényevők táplálkozásának vizsgálata Dr. Katona Krisztián, SZIE VMI

Átírás

1 Növényevők táplálkozásának vizsgálata Dr. Katona Krisztián, SZIE VMI Alapkutatás MIÉRT ÉRDEKES? Vadállományok jóléte (igények felmérése, élőhely-fejlesztés) Vadkár-probléma 1

2 HOGYAN VIZSGÁLJUK? Mire vagyunk kíváncsiak? (kérdés) Mennyi időnk van rá? Mennyi pénzünk van rá? Mekkora mintát tudunk gyűjteni? Milyen eszközeink, személyzetünk van? Milyen gyakorlatunk, tudásunk van? VIZSGÁLAT MENETE Kérdés Hipotézisek Vizsgálati csoportok Módszerek megadása Pontosság-megbízhatóság vizsgálata Statisztika Eredmények értékelése Új kérdés 2

3 MÓDSZEREK Hasznosítási eljárások Közvetlen megfigyelés Fisztulációs eljárások Új, korszerű módszerek (Infravörös reflektancia, N-alkán módszer, DNS-alapú technikák) Gyomoranalízis Hullatékanalízis Hasznosítási eljárások Hol, mit, mennyire legel le az állat? Legelt nem legelt területek, legelés előtti utáni állapot összehasonlítása Bekerítések (mikroklíma hatás, de hálós befedésnél ez kicsi) Előnye: gyors módszer Hátrány: nem fajspecifikus (sokminden legelhet ugyanott), növények eltűnése más okok miatt (pl. időjárás) zavar, gyors növényi növekedés szintén zavaró hatású 3

4 Legeléstől elzárt és legelt területek összehasonlítása Csak a vadhatást mérjük? 4

5 Cserjeszint kínálatának és rágottságának vizsgálata Rágott hajtások 5

6 Biomassza becslés 1. Rágott hajtások átmérőjével megegyező átmérőjű hajtások gyűjtése 2. Fajonként 50 db hajtás tömegmérése 3. Előfordulás és rágottság kifejezése g-ban is Közvetlen megfigyelések Előny: nem eszközigényes Hátrány: elfogyasztott táplálék fajának meghatározása, elfogyasztott mennyiség mérése Vad állatokat nehéz gyakran (ezeknél szelíd egyedek) De szelídek tanult viselkedése más Harapás számlálás (hányszor harapja az adott fajt - > mérni kell egy harapással megevett táplálék tömegét - > adott faj relatív tömegaránya) Evéssel töltött idő (adott faj fogyasztásának relatív ideje) Minél többféle faj mozaikja, ill. minél fejletlenebb állapotban a növények, annál nehezebb 6

7 Fisztulációs eljárások Nyelőcsövi- és bendőfisztula: egy gyűjtőzacskóba kivezetve a táplálék Előny: legreprezentatívabb minta az aktuális táplálékról Hátrány: mintaszám, költségek, sebgyógyulás Nyelőcsövi fisztula kedveltebb (olcsóbb, kisebb állatokra is jó, reprezentatívabb, mint a bendőfisztula) A bendőfisztula a gyűjtési időszak alatti összes fajt tartalmazza Alacsony a pontossága - > egyed is kell faji szintű összetételhez, nagyobb kategóriákhoz 10 egyed 7

8 Új korszerű módszerek n-alkán analízis A növényfajok különböznek a kutikuláris alkán profilban Nem baj az eltérő emészthetőség, ugyanúgy kimutatható Jó kiegészítő takarmány fogyasztásának vizsgálatára Egyenes szénláncú alkánokat jelölőként lehet belekeverni Vagy maga a takarmány is lehet jellegzetes alkán profilú Egyéb kutikula komponensek (hosszúláncú alkoholok, zsírsavak) Stabil izotóp diszkrimináció C3 és C4 fotoszintézis utas növények eltérő arányban tartalmazzák a C13 és C12 szénizotópot. Így a C3/C4 növényarány mérhető. Hideg égövben a legtöbb növény C3-as, így főleg trópusokon lehet jó. Előny: nagyobb pontosság (?) Hátrány: költséges, laborigény Infravörös reflektancia IR (infrared reflectance): herbivorok táplálékának tápérték meghatározása A legnagyobb előnye: igen gyors és roncsolásmentes vizsgálati lehetőség. A technikát kezdetben a mezőgazdaságban használták a szemes takarmány nedvességtartalmának meghatározására. Később a módszer kibővült az olaj és a protein tartalom meghatározására Ökológiai vizsgálatok során is széles körben alkalmazottá vált. A fűfélék és hüvelyes növények keverékének növényi összetétele általában 10 %-os pontossággal megjósolható az IR technika segítségével Tehát az anyagkeverékek összetételének megállapítására is alkalmassá vált a módszer. IR-el lehetőség lesz a legelő herbivoroktól származó hullaték és gyomortartalom minták pontos botanikai elemzésére is. 8

9 Gyomoranalízis Gyomor, vagy béltraktus tartalmának elemzése Hátrány: Állat megölése ezért ritka fajokra nem jó (de vadászható fajoknál jó lehetőség) Tápnövény fajok eltérő emésztődése Táplálkozás helye nem meghatározható Nagyobb fragmentek -> fajlista Kisebb fragmentek -> fajok gyakorisága (db), térfogat-, tömegaránya Hullatékanalízis 9

10 Hullatékanalízis Hullatékanalízis Előny: kis zavarás gyűjtéskor Nagy mintaméret könnyen elérhető ált. Jó lehetőség ritka és védett fajok vizsgálatára Több faj táplálkozását hasonlíthatom össze egyidőben Mintagyűjtéshez nem kell semmi szinte Hátrány: Nem tudjuk hol táplálkozott az állat (nem biztos, hogy ott, ahol a hullatékot találtuk! -> preferenciaszámolásra így nem jó) Fajok hullatékainak biztos elkülönítése (alak, szín, szag, szőrök, PH) 10

11 Mikroszövettani vizsgálatok Alapelv: Bőrszövet ellenálló, maradványok a gyomor-, béltartalomban, hullatékban is Mikroszövettani jellegzetességek minden faj epidermiszén, így legtöbb faj beazonosítható Előny: mennyiségi és minőségi adatokat is biztosít széles körben elterjedt -> jó összehasonlítási lehetőségek Hátrány: az egyes fajok eltérő emésztődése (egyszikű felül-, lágyszárú kétszikű alulbecsülve) Nagy tapasztalat és gyakorlat kell Megfelelő labor és kiterjedt referencia anyag kell Igen időigényes Sokféle tényező befolyásolja a megbízhatóságot (emésztődés, fragmentálódás, faji jellegzetességek, megfigyelők, mintaméret) -> ezekre azonban számos metodikai vizsgálat Jellegzetes epidermiszek 11

12 Hullatékanalízis menete Friss hullatékokat, gyomortartalmakat vagy az emésztőtraktus egyéb részéből származó táplálékmaradványokat gyűjtünk (annyi független egyedtől, amennyi lehetséges) úgy, hogy az reprezentálja a vizsgált populációt. Ráírjuk a mintára a fajnevet, a gyűjtés helyét és idejét. A mintát fagyasztóban tároljuk a feldolgozásig. Minden független mintából almintákat teszünk Petri-csészébe, majd kevés vízzel felöntve homogenizáljuk. Ha nem hullatékkal dolgozunk, akkor az emésztőtraktusból származó anyagot standard szitasoron mossuk át ( mm). A nagyobb frakciókat makroszkóposan elemezve fajlistát állíthatunk fel a mikroszkópos azonosításhoz, melyet a legkisebb frakcióból végzünk el. A homogenizátumból kis almintákat kémcsőbe helyezünk. 20 %-os salétromsav-oldatban forraljuk adott ideig (ez a fajtól függ, pl. nyúl hullaték: 1 perc, szarvas hullaték: 3 perc). A leváló epidermiszeket tárgylemezen eloszlatjuk 1-2 csepp 87 %-os glicerin és 1 csepp 0.2 %-os toluidin-kék oldatában, majd fedőlemezzel letakarjuk. Minden a tárgylemezen található epidermiszt meghatározunk a referenciagyűjteményünk alapján legalább 160-szoros nagyítás alatt. A táplálékalkotók fogyasztási arányát az adott kategóriában azonosított és az összes elemzett epidermisz darabszámának relatív arányából számítjuk. Az egyes kategóriáknak vehetjük a fajokat, a nemzetségeket, vagy a tágabb növénycsoportokat, mint az egyszikűek, lágy- és fásszárú kétszikűek, nyitvatermők, ill. kéregdarabok és magok. 12

13 Referencia készítés 1. Begyűjtjük a vizsgálati területen megtalálható növényfajokat, amelyet a vizsgált állatfaj fogyaszthat. 2. Nyúzatot készítünk a növények különböző részeiről (szár, levélfelszín, -fonák, virág, murva, maghéj, stb.) (levélnyúzaton legyen főér, levélzug) (ereket és a szárat érdemes bemetszeni, szárbelet kiszedni) 3. A növények egyes részeit külön-külön kémcsőbe rakjuk. 4. Alkoholt öntünk rá, úgy hogy ellepje. (mikor zöldes már a lé, akkor elég puha lehet) 5. Másik kémcsőbe tesszük a növénydarabokat. Egy ujjnyi 20 %-os HNO3-at öntünk rá. (ha a növény túl kemény, töményebb HNO3-at is használhatunk) 6. Gázláng felett roncsoljuk. (fény felé tartva ellenőrizzük) (finom hártyának kell leválni, ez az epidermisz darabka) (ha csak felpúposodik, az is elég) 7. A kémcső tartalmát csapvízzel felengedjük. Az egészet kiöntjük egy Petri-csészébe. 8. Lehúzzuk a felpúposodott epidermiszt, vagy kihalásszuk a levált darabkákat. 9. Óraüvegen 0.2 %-os toluidin-kék oldatban megfestjük őket. 10. Kiemeljük a megfestett epidermisz darabokat és tiszta vizes Petri-csészébe helyezve, kimossuk őket. 11. Tárgylemezre 1-2 csepp glicerin cseppentünk, beletesszük a nyúzatokat, majd fedőlemezzel lefedjük, körbekenjük a fedőlemezt tároláshoz. 12. Mikroszkóp alatt megvizsgáljuk, hogy jó lett-e a minta. 13. Ha igen, fényképet készítünk róla a referenciaalbumba; a tárgylemezt is eltesszük referenciának. Metodológia I. 13

14 Metodológia II. Metodológia III. 14

15 Módszerek alkalmazhatósága Egyes módszerek eredményeinek összevetése (pl. gyomortartalom- és hullatékanalízis eredménye kb. azonos nyulaknál) Ismert összetételű táplálék etetése és valamilyen módszerrel a táplálékösszetétel meghatározása 15

16 Jelölőanyag - almatörköly Gumidarabok (jobbra fent) és gleditsiamagok (jobbra lent) a gímszarvas hullatékban 16