Fajgazdagság Miért van egyes közösségekben több faj és másokban kevesebb? Vannak-e mintázatok és gradiensek a fajgazdagságban? Ha igen, ezeket mi okozza?
biodiverzitás a természet változatosságának leírására használt kifejezés - egyik alapkomponense az adott területen jelen levő fajok száma - konzervációbiológiában: fajokat funkcióik szerint (taxonómiai helyzet, endemizmus, stb.) súlyozzák - komponensei lehetnek még: genetikai variabilitás, közösségek változatossága mi: csak fajgazdagság - makroökológia: elterjedés és tömegesség vizsgálata nagy tér- és időléptékben
Több tényező befolyásolhatja a fajgazdagságot: - Földrajzi: szélesség, hosszúság, mélység - Egyéb elsődleges tényezők: klimatikus variabilitás, energia bevitel, produktivitás, környezet kora, környezet szélsőségessége - fizikai zavarás egy élőhelyen, élőhely elszigeteltsége, fizikai és kémiai heterogenitás - másodlagos tényezők: predáció, kompetíció, az élő szervezetek által létrehozott térbeli vagy architekturális heterogenitás, szukcesszió állapota
definíciók: fajgazdagság: fajok száma egy adott helyen fajdiverzitás: fajok száma és a faj-egyed összefüggések
Egy egyszerű modell - a közösség számára elérhető forrás leírható egy egy dimenziós kontinuummal, aminek R az egysége - minden faj ebből egy szakaszt használ, ez a niche szélesség, n - átlagos niche szélesség egy közösségen belül: - egyes niche-ek átfednek, két szomszédos faj közti átfedés: o - az átlagos niche átfedés a közösségben:
1. adott n és o értékekre, annál több faj lesz minél nagyobb az R ez akkor is igaz, ha kompetíció dominálja a közösséget, de akkor is ha a kompetíció szerepe nem annyira fontos 2. ha n kicsi (azaz ha a fajok specializáltak), szintén több faj lesz 3. ha az o nagy (nagy niche átfedés), szintén több faj létezhet egy adott hosszúságú R mentén 4. ha R-et végig kihasználják a fajok
Fajgazdagság összefüggések Forrásgazdagság és produktivitás - növények esetében: valamelyik forrás vagy feltétel limitáltsága a produktivitás nagyjából a sarkoktól a trópusok fele nő, a fényintenzitással, átlagos hőmérséklettel és vegetációs időszak hosszával együtt - szárazföldi közösségekben: hőmérséklet és vegetációs időszak - vizekben: hőmérséklet és fényintenzitás csökken a mélységgel
más befolyásoló tényezők: - víz elérhetősége - alapvető tápanyagok: nitrogén, foszfor, kálium nagyon általánosan az állatok fajgazdagsága is ezen tényezők mentén rendeződik el
több vizsgálat is azt sugallja, hogy a fajgazdagság sok esetben közepes produktivitásnál a legnagyobb Malaysia-i esőerdők fásszárúinak fajgazdagsága és a foszfor és kálium koncentráció a talajban:
Fynbos, Dél-Afrika, föld feletti biomassza és fajok száma:
Térbeli heterogenitás - a környezet foltossága egymással amúgy kompetícióban levő fajok együttélését teszi lehetővé az aggregált eloszlás révén - feltételezhetően a térben heterogén élőhely több fajt tarthat el néhány esetben sikerült szoros kapcsolatot találni az abiotikus környezet heterogenitása és a fajok száma között
Édesvízi puhatestűek vs. ásványi és szerves szubsztrátumokon:
a gond: az állatfajok gazdagságának kialakulásához ugyanazok a tényezők vezettek, amelyek a növények magas fajszámát is kialakították az összefüggések akkor meggyőzőek, ha az állatfajok száma és a növényfajok strukturális diverzitása közti korreláció jóval erősebb mint a növényfajok száma közti összefüggés
USA délnyugati sivatagos területei, gyíkfajok száma és a vegetációt jellemző három index közti összefüggés
Klimatikus változékonyság - klimatikus változékonyság fajgazdagságra gyakorolt hatása annak függvénye, hogy ezek a változások előre prediktálhatók vagy sem - így több faj koegzisztenciája várható szezonális környezetben mint egy konstansban pl. - egynyári növények - fitoplankton szezonális szukcesszió
másrészt: számos lehetőség kínálkozik a specializációra nem-szezonális környezetben pl. hosszú életű, obligát gyümölcsevő közepes erősségű zavarásokhoz hasonlóan, a közepes mértékű klimatikus változatosság vezet a legnagyobb fajszámhoz
Észak-Amerika, madár-, emlős- és csiga-fajok száma és havi hőmérséklet-tartomány közti összefüggés:
A környezet kora: evolúciós idő - a közösségekben azért lehet kevés faj, mert még nem volt elegendő idő a kolonizációra - zavart élőhelyeken, a nem-egyensúlyi közösségekben: nem volt elég idő az újrakolonizálásra a zavarás után Pl. Pleisztocén utáni rekolonizáció: - az európai mérsékeltövi fák kis fajgazdagsága az észak-amerikaihoz viszonyítva
Mintázatok a fajgazdagságban Földrajzi szélesség - egyik legismertebb összefüggés, hogy a fajok száma a sarkoktól a trópusok fele nő
Tengeri halak és gerinctelenek, hangyák, gyíkok, madarak:
ezek a különbségek nem csak nagy, regionális léptében tűnnek fel, hanem kis léptékben is Pl. egy hektár egyenlítői esőerdőben 40-100 különböző fafajt találhatunk több magyarázat: észak-amerikai lombhullató: 10-30 kanadai fenyőerdő: 1-5 faj 1. predáció magasabb a trópusokon a fiatal fák aránytalanul magas számban pusztulnak el felnőtt egyedek közelében
Dipteryx panamensis trópusi esőerdő faj magoncainak túlélése a felnőtt egyedtől való távolság függvényében
- predáció intenzívebb a trópusokon pl. fészekpredáció olyan magas lehet a bülbül (Andropadus latirostris) esetében, Gabon-ban, hogy a pároknak néha 5 fészekaljat is le kell rakniuk ahhoz, hogy egyetlen fiókát sikeresen repíthessenek
2. energia mennyisége nő az egyenlítő fele haladva ez heterotróf szervezetek esetében a magasabb hőmérséklet pozitív hatásával illetve az elérhető források gazdagságával magyarázható - a fény nem csak intenzívebb, hanem több tartománya is hasznosítható
- egyes ökológusok szerint a magyarázat a klímában rejlik - a trópusokon kevésbé kihangsúlyozott a szezonalitás (bár az esőknek van valami rendje itt is), így számos szervezet számára környezet jól prediktálható
- ezzel ellentétben a Scolytidae és Platypodidae rovarok kevésbé gazdaspecifikusak a trópusokon mint a mérsékeltövön, anak ellenére, hogy a trópusokon összességében jóval több faj van
Magasság - szárazföldön a magassággal a fajgazdagság csökken
Himalája, Nepál, madarak, emlősök és edényes növények fajgazdagsága:
Mélység - nagyon hasonlít a magassághoz tavakban: fény és oxigén elérhetősége óceánok: fény (kb. 30 m), fótikus zóna, alatta látványosan csökken a fajgazdagság (de annál bizarrabb élőlényeket lehet ott találni...)
A bentikus gerinctelenek fajgazdagsága 2000 m mélység körül csúcsosodik:
Szukcesszió...
Fosszilis leletek fauna- és flóragazdagsága - a fosszilis leletek hiánya jelenti a legnagyobb gátat az evolúció paleontológiai vizsgálatában ezek a gondok: hiányos leletek, aránytalan mintázás, taxonómiai aránytalanság ennek ellenére néhány általános mintázatot sikerült kimutatni
úgy tűnik, hogy a háttérben zajló klímaváltozások következtében mentek végbe ezek az átmenetek Két kérdés: - állandó diverzitás-szint? - folyamatosan növekvő diverzitás?