Közösségmintázatok időben: szukcesszió

Átírás

1 Közösségmintázatok időben: szukcesszió - a fajok abundanciája nem csak térben, időben is változhat egy faj ott és akkor fordul elő, ahol: (i) képes eljutni az adott helyre (ii) ott megfelelő körülmények és források léteznek (iii) kompetítorok, ragadozók és paraziták nem zárják ki

2 Nem: szezonális, évek között változások (bár van ún. szezonális szukcesszió is) hanem: fajok populációinak nem-szezonális, direkcionális és folyamatos kolonizációs és kihalási folyamata egy adott helyen

3 Degradatív szukcesszió - rövid idő alatt (hónapok, évek) bármilyen élettelen szerves anyagot (állati vagy növényi tetem, levedlett bőr, ürülék) mikroorganizmusok és lebontók lepnek el rendszerint sorban követik egymást, gyakran az egyik rész elfogyasztása nyitja meg az utat következők előtt = heterotrofikus szukcesszió mivel heterotróf élőlények vesznek részt benne

4 Erdei fenyő levelek, gombák

5 - már a fán kezdődik: Coniosporium az élő levelek 50%-án - augusztusban, mikor a legtöbb levél lehull a levelek 40%-án van Lophodermium, Fusicoccum és Pullularia -L (litter) réteg, 6 hónapig, Desmazierella és más fajok, fokozatosan emésztve és lágyítva a szöveteket -F1 (fermentation) réteg - támadás belülről is (Desmazierella), kívülről: Sympodiella, Helicoma. 2 év múlva a levelek fizikailag is kezdenek elbomlani, a gombák mellet más támadók: Collembolák, tetvek és Enchytraeidae férgek

6 - F2 réteg, 7 év múlva: a levelek már nincsenek felismerhető állapotban és a biológiai aktivitás is nagyon lecsökken savas környezet (humusz) - ezek a gombák nem mutatnak antagonisztikus kapcsolatokat, a különböző stádiumok időzítése inkább az anyag állapotától függ. A gombák lágyítják és emésztik, megkönnyítve a detrituszevők behatolását. Valószínű az ezek által fogyasztott táplálék jórészt gombaszövet és nem tűlevél-anyag

7 Allogenikus szukcesszió - szubsztrátum keletkezik, amit zöld növények foglalnak el ( autotrofikus szukcesszió) vagy más szesszilis szervezetek. Az élőhely ilyen esetekben nem degradálódik és nem tűnik el, csak elfoglalják. Autogenikus szukcesszió: biológiai folyamat eredménye Allogenikus szukcesszió: külső geofizikokémiai erők változása következtében

8 Fal folyó, Cornwall, Anglia

9 - azt hogy ez szukcesszió és nem egyszerűen rögzült zonáció, azt a talaj növénymaradványainak elemzése bizonyítja Mi felelős a szukcesszióért? elsődlegesen a hordalék lerakódás két biológiai folyamat is: Deschampsia füvek és sás (Carex) csomókat növesztenek hangyabolyok azaz szukcesszió egy része lehet autogenikus is; a növényzet felgyorsíthatja a hordaléklerakódást

10 Autogenikus szukcesszió - újonnan felszabadult földön, fokozatosan változó abiotikus behatások hiányában primér szukcesszió: nem befolyásolta előző közösség pl. újonnan képződött homokdűnék, lávafolyások, gleccser visszahúzódás szekundér szukcesszió: vegetáció eltávolítódott, de ott van a talaj, a magvak és spórák. pl. fák pusztulása vmilyen betegség, szélvihar, tűz, ledőlés miatt

11 primér szukcesszió több száz év kövek a tengerparton rövidebb, belefér egy ökológus életébe - térképek, korhatározás alapján becsülhető. Északi féltekén még mindig folyik az utolsó jégkorszak utáni rekolonizáció! facilitáció: korai fajok megváltoztathatják a körülményeket ill. forrásokat az élőhelyen, hogy új fajok megjelenését lehetővé tegyék primér szukcesszióban jelentős

12 Glacier Bay, Alaszka

13 Szukcesszió folyamata: - vékony, tápanyagszegény agyagtalaj: mohák, sekély gyökerű magcsákó (Dryas), sások, szittyók - füzek (Salix), előbb kisebbek majd bokrosak - szitka éger (Alnus crispus) lép be, 50 év múlva akár 10 m magasak lehetnek -ezt később elárasztja a szitkafenyő (Picea sitchensis) sűrű vegyes erdő, amibe még belép a nyugati- és szirti hemlokfenyő (Tsuga heterophyla, T. mertensiana)

14 első kolonizálók: megváltoztatják a talaj összetételét magcsákó és éger: légköri nitrogént megkötő szimbionták éger: savasít, ph leesik 8-ról 5-re az 50 év alatt - a szitkafenyő ezt a nitrogént használva lepi el a az éger erdőt ahol meggyűl a víz, lapos a talaj: Sphagnum mohák, nagyon savasítják a talajt végső állapot kialakulása a könyezeti feltételektől függ

15 Tengerpart, Kalifornia algafajok kolonizációja

16 -először: zöldalgák (Ulva). Ősszel és télen évelő vörösalga fajok: Gelidium coulteri, Gigartina leptohynchos, Rhodoglossum affine, Gigartina canaliculata 2-3 év múlva G. canaliculata domináns lesz, 60-90%-ban borítja a felületet. Zavarás hiányában ez a majdnem monokultúra megmarad, ellenállva minden más inváziónak inhibíció: - pionír fajok (pl. gleccser esetében) segítették a többi megjelenését - Ulva, ha jelen van gátolja a Gigartina fajok megtelepedését

17 Kísérlet Ulva eltávolítással: Mortalitás két hónap alatt:

18 a közép-szukcessziós vörösalga fajok gátolják a kései stádiumban megjelenő G. canaliculata-t gyorsaság fontos Ulva: rövid életű, gyorsan nő és szaporodik évelő vörösalgák szezonálisak, lassabban nőnek és távol maradnak mindaddig amíg a pionír zöldalgáknak semmi bajuk nincs

19 - korai domináns fajok érzékenyebbek a zavarásra kísérlet megjelölt fajokkal, alacsony ár mellett, amikor erősen ki voltak téve szárazságnak és az ezt fokozó szélnek + szelektív legelés Ulva-n (rák: Pachygrapsus crassipes) kései fajok előbb a felszabadult foltokon jelennek meg, amint újabbak szabadulnak átveszik a helyet

20 Felhagyott földek szukcessziója, 19. században elhagyott farmokon, USA keleti rész -régi erdők helyén a tipikus domináns faj-sorrend: - egyéves füvek -évelő lágyszárúak, -cserjék - korai és kései szukcessziós fák pionír faj: gyorsan megtelepednek a megzavart élőhelyen, propagulumok vagy jelen vannak már a földben vagy gyors diszperzióval terjednek át máshonnan

21 Ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisifolia) felhagyott talajok tipikus egyéves növénye csírák hosszú ideig életképesek a talajon, csírázását elősegítő tényezők: -nem-szűrt fény -kis CO 2 koncentráció - fluktuáló hőmérséklet

22 - a parlagfüvet aztán más évelők szorítják ki (ált. fészkesek), pl. kanadai betyárkóró (Conyza canadensis): kis magvak, nagyon nagy diszperziós képesség, landolás után rögtön csíráznak és kikelnek már őssszel. Tavasszal előnybe kerülnek, kiürítik a forrásokat (fény, víz, tér, tápanyagok). Kései szukcessziós fajok nem igénylik a fényt csírázáshoz, erdőlomb alatt pedig nem csíráznak a korai szukcessziós fajok

23 Pionír fajok: üldözött életstílus: túlélésük újabb és újabb zavart helyek megjelenésétől függ. Gyorsan nőnek, nem bírnak felülmaradni a kompetícióban. Relatív növekedési ráta kisebb a kései fajoknál, vszínű a tartószövetek mennyisége miatt is Fotoszintézis ráta: csökken a kései fajok fele Árnyéktűrés: kései szukcessziós fajok sikerének kulcsa

24 Idealizált fény-telítettségi görbék korai, közép és kései szukcessziós fajokra

25 Fák osztályozása: korai: többrétegű korona, jobban kihasználják a fényt virginiai/vörös cédrus (Juniperus virginiana) kései: egyrétegű korona cukorjuhar (Acer saccharum) amerikai bükk (Fagus grandifolia) ha együtt kolonizálnak egy helyet többrétegű koronás fák gyorsabban nőnek az elején, aztán a késeiek dominánssá válnak