POPULÁCIÓBIOLÓGIA I. Alapok. Miért nincsen minden élőlény mindenhol jelen minden időpillanatban?

Átírás

1 POPULÁCIÓBIOLÓGIA 1. Bevezetés az ökológiába. 2. Niche, életfeltételek, források 3. Demográfiai alapok. Populációdinamika I. 4. Populációdinamika II. 5. Populációdinamika III. Populációk térben 6. Elemi populációs kölcsönhatások I. Kompetíció 7. Elemi populációs kölcsönhatások II. Mutualizmus 8. Elemi populációs kölcsönhatások III. Ragadozás 9. Elemi populációs kölcsönhatások IV. Parazitizmus 10. Elemi populációs kölcsönhatások V. Herbivória 11. Életmenet-stratégiák 12. Szociobiológiai alapok. Társas struktúrák kialakulása 13. Populációgenetikai alapok 14. Konzultáció

2 POPULÁCIÓBIOLÓGIA I. Alapok Miért nincsen minden élőlény mindenhol jelen minden időpillanatban

3 Ernst Haeckel (1896): oecologia OIKOS (gr. ház, lakóhely) + LOGOS (gr. tudomány, ige) Ökológia (a közönséges s! á meghatározás): az élővilág oz és a r környezet komplex kölcsönhatásainak tá a h vizsgálata. g e m s Széky Pálb(1977, 1979): ökológia = á i H környezetbiológia a környezet vizsgálata nem lehet kizárólagossága az ökológiának, minden tudomány más és más környezetelképzeléssel operál multiplurális környezet-elv Juhász-Nagy Pál (1986): az ökológia vizsgálata tárgya nem lehet más, csak az ökológiai környezet

4 Juhász-Nagy Pál ( ): botanikus, elméleti ökológus röviden: JNP Mi érdekli az ökológust szupraindividuális jelenségek Populációcentrikus posztulátum: Az ökológus vizsgálati alapegysége a populáció. A populációk egzisztenciális illetve koegzisztenciális feltételei érdeklik. Az ökológus a természet egészét a populációk létfeltételei szerint vizsgálja. Számára a világ valamennyi tanulmányozható jelensége a populációk mennyiségi súlyozása szerint értékelendő.

5 Mi a populáció Dempster (1975): A populáció azonos fajhoz tartozó egyedek csoportja, amelyek térben és időben többé-kevésbé jól elkülönülnek azonos fajhoz tartozó más egyedcsoportoktól. Minden faj foltos elterjedésű, így minden faj többé-kevésbé elkülönülő populációk formájában fordul elő, amelyeket be nem népesített foltok választanak el egymástól. MTA Ökológiai Szakbizottság (1987): Populáció ("népesség") - Az élővilág egyedfeletti szerveződésének szerkezeti és működési alapegysége, valamely szünbiológiai vizsgálati szempont szerint azonosnak tekinthető élőlényközösség (pl. tényleges szaporodási közösség). A populáció feletti szerveződési szinteken az adott szint sajátosságai szerint összerendeződő populációkat összefoglaló néven populációkollektívumként lehet értelmezni. Mert mi van a vonuló madarakkal

6 JNP (1986): A populáció: egy alkalmasan megadott bióta egy eleme. Ez azt jelenti, hogy egy populáció: adott élőlényféleség csoportosulása adott tér-idő-intervallumban. JNP (1986): A populáció identitása mindig relatív: a vizsgálat céljától és feltételeitől függ. A tényleges meghatározást mindig egy definitív algoritmussal (pl. határozókulcs) végezzük. A populáció azonos lehet egy OTU-val (Operational Taxonomical Unit). A populáció korántsem csak intraspecifikus egység lehet. Bióta - Egy adott topográfiai térszektorban, megadott időpontban előforduló fajképviseletek halmaza.

7 Centrális referencia (CR): A Föld valaha élt, ill. élő valamennyi populációjának halmaza. Centrális hipotézis (CH): Bárhol, bármikor, bármilyen populáció a természetben bármilyen mennyiségben megtalálható. Centrális tény (CT): A centrális hipotézis hamis. Centrális probléma (CP): Ha a centrális hipotézis hamis, akkor adott objektumra adott kikötésekkel milyen mértékben (deviációs alapkérdés) és miért (kényszerfeltételi alapkérdés) hamis a szünbiológia definíciója A centrális probléma konkretizálása szünbiológiai vizsgálatnak az alapját. képezi minden

8 Egy példa... avagy: miért nincs a hiúz mindenhol ugyanolyan mennyiségben mindig jelen Kanadai hiúz (Lynx canadensis) és hócipős nyúl (Lepus americanus) kanadai hiúz hócipős nyúl

9 Egy példa... avagy: miért nincs a hiúz mindenhol ugyanolyan mennyiségben mindig jelen Kanadai hiúz (Lynx canadensis) és hócipős nyúl (Lepus americanus)

10 Szünbiológia (klasszikusan ökológia): szünfenobiológia (deviációs alapkérdésen alapszik) + ökológia (kényszerfeltételi alapkérdésen alapszik) Szünfenobiológia: leíró jelleggel vizsgálja a szupraindividuális szerveződési szinteket. Az ökológia ezeknek a jelenségeknek az okát, a miértjét kutatja.

11 MTA Ökológiai Bizottság (1987): Az ökológia tárgya a populációkra és a populációkollektívumokra hatást gyakorló "ökológiai környezeti" és az ezeket a hatásokat fogadó és ezekre reagáló "ökológiai-tűrőképességi" tényezők közvetlen összekapcsoltságának (komplementaritásának) vizsgálata. Feladata azoknak a limitálással irányított (szabályozott és vezérelt) jelenségeknek és folyamatoknak (pl. együttélés, sokféleség, mintázat, anyagforgalom, energiaáramlás, produktivitás, szukcesszió stb.) kutatása, amelyek a populációk és közösségeik tér-időbeli mennyiségi eloszlását és viselkedését (egy adott minőségi állapothoz kapcsolható változásokat) ténylegesen okozzák. Szünfenobiológia - A szünbiológia egyik ága, amely azokra a kérdésekre keresi a választ, hogy a populációk és populációkollektívumok milyen mennyiségben, mikor és milyen térbeli eloszlásban figyelhetők meg.

12 Populációökológia (Population ecology) dinamika, interferenciák, csoportstruktúrák, diszperzió Közösségökológia (Community ecology) táplálékhálózatok, anyagenergiaforgalom, rendszerek stabilitása Viselkedésökológia (Behavioural ecology) az egyedi és csoportos viselkedés hatásai, stratégiák Evolúcióökológia (Evolutionary ecology) evolúciós kontextus Humánökológia (Human ecology) - emberközpontúság

13 Bioszféra - A legmagasabb szerveződésű szupraindividuális szint, amely a biocönózisok minőségileg magasabbrendű szerveződésével alakul ki. Topográfiailag magába foglalja a litoszférát, a hidroszférát és az atmoszférát. Biom - A bioszféra nagyobb, biogeográfiai értelemben elkülöníthető egységei, amelyek a különböző klímatípusok alapján alakultak ki. Praktikus okok miatt elnevezésük a formációk alapján történik. A biomok fajgazdagsága az Egyenlítőtől a sarkok felé haladva csökken, a fajokra jellemző egyedszám pedig növekszik. Biocönózis (életközösség) - Egyedfeletti organizációs szint, amelyben az élőlénypopulációkat meghatározott felépítettség jellemzi. A térbeli elrendeződés lehet horizontális (pl. egy gyep mozaikossága) és vertikális (pl. mohaszint, gyepszint, cserjeszint). Az időbeli változások lehetnek rövid idejűek (pl. ár-apály változás), ill. hosszabb időt igénylők (pl. biotikus ill. szekuláris szukcesszió).

14 Fajegyüttes - Bármely szabadon választott összetételű élőlénycsoport, amelyek valamely szempont szerint egyszerre vizsgálunk egy adott habitatban. Az angol "assemblage" kifejezésnek megfelelő magyar változat.

15 Közösség Ellentétben az angol community kifejezéssel, amely nem tesz különbséget közösség és társulás között, a magyarban javasolt használata azon fajegyüttesekre vonatkozik, amelyeknek tagjai között kapcsolatokat feltételezünk, de ezeket még nem bizonyítottuk. Az irodalomban található számtalan közösség definíció egyszer tartalmazza az interakciók meglétének feltételét, máskor nem.

16 Társulás Szemben az angolszász ökológiai irodalommal, ahol nem tesznek éles különbséget a társulás és a közösség között és mindkét fogalmat a "community" kifejezéssel írják le, a javasolt magyar értelmezése a következő: azon populációk együttese jelenti a társulást, amelyek között a fennálló kapcsolatokat már sikerült bizonyítani. X X X X X

17 Ökoszisztéma - Rendszerelméleti fogalom - absztrakt fogalom nem lehet benne sétálni - elemei és a közöttük lévő viszonyok nélkül nem létezik Ökoszisztéma Egy populáció vagy populációkollektívum ökológiai szemléletű tanulmányozására létrehozott, absztrakción alapuló rendszermodell (határozott módon elrendezett és összekapcsolt elemekből álló, kvantifikálható egység). Alkalmas arra, hogy a valóság bonyolult jelenségeiből az adott szempontból leglényegesebb folyamatokat és összefüggéseket (pl. trofikus kapcsolatokat, energiaáramlási folyamatokat) egyszerűsített formában hűen tükrözze, s a rendszerelemzés eszköztárával leírhatóvá és tanulmányozhatóvá tegye. Mire jók a modellek

18 Az általános indikáció elve Mi az indikátorfaj - a priori ható potenciális vs. és a posteriori ténylegesen hatónak bizonyult kényszerfeltételek - egy adott kutatás szemszögéből az a releváns, ami szignifikánsan hatónak, effektíve befolyásolónak minősülhet, és irreleváns minden, ami nem ilyen - Az ökológiai kutatás kulcskérdése: az irrelevanciák hatékony kiszűrése - a növény, mint fitométer (környezetindikáló), ami a műszer helyettesítője, vagy vice-versa helytelen álláspont - minden faj jó indikátor, de csak a megfelelően megnevezett, rá ténylegesen hatónak bizonyuló tényezők szempontjából. - nem keverendő a környezetvédelmi szempontok szerint indikátorfajnak nevezett fajok fogalma (ember-centrikus) az ökológiai szempontú indikációs elvvel