Együttélés Kooperáció Mutualizmus Szimbiózis

Hasonló dokumentumok
Együttélés Kooperáció Mutualizmus Szimbiózis

Populációs kölcsönhatások. A populációs kölcsönhatások jelentik az egyedek biológiai környezetének élő (biotikus) tényezőit.

Altruizmus. Altruizmus: a viselkedés az adott egyed fitneszét csökkenti, de másik egyed(ek)ét növeli. Lehet-e önző egyedek között?

Altruizmus. Altruizmus: a viselkedés az adott egyed fitneszét csökkenti, de másik egyed(ek)ét növeli. Lehet-e önző egyedek között?

Kiegészítések a populációs kölcsönhatások témakörhöz. ÖKOLÓGIA előadás 2014 Kalapos Tibor

ETOLÓGIA. A kommunikációs magatartásformák evolúciója - csalás, megtévesztés - Pongrácz Péter

Szülői viselkedés evolúciója. Emeltszintű etológia Pongrácz Péter

Az EMBEREK KÖZÖTTI EGYÜTTMŰKÖDÉSRŐL. Scheuring István ELTE-MTA

Rasmusen, Eric: Games and Information (Third Edition, Blackwell, 2001)

Koevolúció. Kölcsönös egymásra hatás fajok evolúciójában

Populációk Szerkesztette: Vizkievicz András

MÚZEUMI KÖZÉPISKOLAI BIOLÓGIA ÓRA TEMATIKÁJA

A populáció: A populáció nagysága. A populáció nagyságát kifejezhetjük az egyedszámmal.

Vadbiológia és ökológia II.

Az Állatökológia tárgya

OTKA T49692, Kooperáció és kommunikáció az állatvilágban

Rovarökológia. Haszon: megporzás. Bevezetés: rovarok és az ember. Haszon: méhészet

Fajok közötti kapcsolatok

Mutualizmus. dr dt. Szimbiózis, direkt és indirekt, fakultatív és obligát stb. Forrásfüggvény:

Mutualizmus fogalma. Predáció és mutualizmus. Mutualista kapcsolatok és jelentőségük, szimbiózis fogalma és típusai. Simon Edina november 19.

Mutualizmus. Meghatározás: az a fajok közötti kapcsolat, amelyben a résztvevők kölcsönösen előnyhöz jutnak.

Dr. Torma A., egyetemi adjunktus. SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM, Környezetmérnöki Tanszék, Dr. Torma A. Készült: Változtatva: - 1/39

VISELKEDÉSÖKOLÓGIA Párosodási rendszerek & utódgondozás. Kis János. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar, Biológiai Intézet 2013

Együttműködés evolúciója

Környezeti tényezők. Forrástényezők csoportosítása. esszenciális. helyettesíthető. szingergista. antagonista. az élőlények fogyasztják

Evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusai

Mikroökonómia I. B. ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék. 12. hét STRATÉGIAI VISELKEDÉS ELEMZÉSE JÁTÉKELMÉLET

PIACI JÁTSZMÁK. Kereskedelempolitikai játszmák Vígh László

Evolúció. Dr. Szemethy László egyetemi docens Szent István Egyetem VadVilág Megőrzési Intézet

Természetes szelekció és adaptáció

Evolúció. Dr. Szemethy László egyetemi docens Szent István Egyetem VadVilág Megőrzési Intézet

B. POPULÁCIÓS KÖLCSÖNHATÁSOK

BIOLÓGIA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Miért van egyes közösségekben több faj és másokban kevesebb? Vannak-e mintázatok és gradiensek a fajgazdagságban? Ha igen, ezeket mi okozza?

PIACI JÁTSZMÁK. Bevezető Közgazdaságtan Tanszék

DEMO. A természet körforgása. A biológia nyelvén. 1. fejezet. 2. fejezet BEVEZETÕ AZ OKTATÓMODUL HASZNÁLATÁHOZ. A természet körforgása.

GAZDASÁGSZOCIOLÓGIA I.

2015/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

Együttélés a felszín alatt: a mikorrhiza. Endresz Gábor

AZ ÖKOSZISZTÉMA- SZOLGÁLTATÁSOK ÉS JÓLLÉTÜNK KAPCSOLATA

BIOLÓGIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Interakciók II. 1. rész: Pozitív kapcsolatok

Az állatok szociális szerveződése, csoport vagy magány?

KÖZGAZDASÁGTAN I. Készítette: Bíró Anikó, K hegyi Gergely, Major Klára. Szakmai felel s: K hegyi Gergely június

A takarmányozás hatása a brojlerek bélflórájára és emésztési folyamataira Molnár A. Dublecz F. Wágner L. Pál L. György M. Husvéth F. Dublecz K.

TARTALOM. 1. Bevezetés 2. A viselkedés genetikája 3. A viselkedés evolúciója

EVOLÚCIÓ, AZ EMBER EVOLÚCIÓJA Szathmáry Eörs

Az élelmiszerek mikrobiális ökológiája. Mohácsiné dr. Farkas Csilla

Növényi táplálkozás típusai

Immunitás és evolúció

REKLÁMPSZICHOLÓGIA. 1/a. TÁRSTUDOMÁNYOK és ÚJ TUDOMÁNYÁGAK

ETOLÓGIA Szaporodási rendszerek: utódgondozás. Kis János

Az élővilág szerveződése és védelme

Szervezetünk védelmének alapja: az immunológiai felismerés

Kooperáció és verseny az állatvilág közösségeiben

Rendszerbiológia és evolúció

Kapcsolatok kialakulása és fennmaradása klaszterek tudáshálózataiban

A fertőző betegségek evolúciója: megszelídülnek-e a halálos járványok?

TÁRGYMUTATÓ. Á állam (17, 19, 118, 123, 133, 152, 160, 181) állandó összegő játék/interakció (49, 94)

Szimbiotikus nitrogénkötés

Migráció és diszperzió

Út az egyes sejtektől a közösségig: baktériumok a csipen

Interakciók I Semleges és negatív kapcsolatok

A RhizoNat Extra természetes szója oltópor nagy nitrogénkötő. eredetű, hozamfokozó szója oltóanyag, mely biotermesztésnél is felhasználható.

Ember állat interakciók. Társállatok etológiája

A RhizoNat Extra természetes szója oltópor nagy nitrogénkötő. eredetű, hozamfokozó szója oltóanyag, mely biotermesztésnél is felhasználható.

Bizalom az üzleti kapcsolatok irányításában

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Általános ökológia - 3. előadás. Interakciók. Valkó Orsolya. 1. rész: Pozitív kapcsolatok

Környezetvédelem (KM002_1)

Bevezetés az ökológiába Szerkesztette: Vizkievicz András

GAZDASÁGSZOCIOLÓGIA I.

Az állatok szociális szerveződése, csoport vagy magány?

N-személyes játékok. Bársony Alex

A tantárgy besorolása: kötelező A tantárgy elméleti vagy gyakorlati jellegének mértéke, képzési karaktere 100/0 (kredit%)

100% BIO Natur/Bio kozmetikumok és testápolás

A fajok közötti kommunikáció vizsgálata

Stabilitás és komplexitás a közösségekben

Általános háttér: a kórokozók evolúciója. Torzított mintavétel

Területi statisztikai elemzések

Energia. Abiotikus rendszer. élőhelyeken. Magyarországon környezetszennyező az egy főre eső települési hulladék

Universität M Mis is k k olol ci c, F Eg a y kultä etem t, für Wi Gazda rts ságcha tudft o sw máis n s yen i scha Kar, ften,

Közgazdaságtan I. 11. alkalom


Madarak, mint élőhelyek

KÖZGAZDASÁGTAN. Játékelmélet Szalai László

Bevezetés a biológiába. Környezettan Bsc. Szakos hallgatóknak

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Business to business (Ipari) marketing 3.

Természetvédelem. 2. gyakorlat: A természetvédelem alapfogalma: a biodiverzitás

Az élőlény és környezete. TK: 100. oldal

A Mikro-Vital baktériumtrágyák. Elméletek és eredmények

Új földrajzi irányzatok

Környezetvédelem (KM002_1)

Individuális viselkedés versus. szociális rovaroknál. Markó Bálint Taxonómiai és Ökológiai Tanszék

Etológia. a viselkedés biológiája. Barta Zoltán.

Dekomponálás, detritivoria

Molekuláris biológiai módszerek alkalmazása a maláriát okozó paraziták elterjedésének és prevalenciájának vizsgálatában

Vállalkozási finanszírozás kollokvium

Átírás:

Boza Gergely Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék Együttélés Kooperáció Mutualizmus Szimbiózis 2013.04.26

Kooperáció - Mutualizmus Fajon belüli kooperatív viselkedés Együttműködés (kooperáció) Nincs együttműködés (defektálás,csalás) Fajok közötti kooperatív viselkedés Szimbiózis Együttműködés (mutualizmus) Nincs együttműködés (kizsákmányolás) Kölcsönösen előnyös [+,+] (mutualizmus) Egyoldalúan előnyös [+,0] (kommenzalizmus) Egyold. előnyös -hátrányos [+,-] (parazitizmus)

Szimbiózis = Együtt élés (görög) Anton de Bary definíciója Szimbiózis: különböző fajok együttélése (mutualizmus?!) - hosszú távú - lehet negatív kapcsolat is (parazitizmus) Kritérium 1.: együtt élés, fizikai kapcsolat

DE van amikor igaz, van amikor nem A- Scistosoma + gazdaszervezet B- növény + pollinátor C- levéltetvek + Buchnera (aminósavak)

szűkebb definíció Szimbiózis: olyan asszociáció, melyből minden résztvevő hasznot húz, mindkét résztvevő számára előnyös Kritérium 2.: haszon, nyereség Mutualizmus = Kölcsönösen előnyös kapcsolatok

DE Problémák: hogy mérjük a hasznot? mikor mérjük? hol mérjük? milyen egyede(ke)n? mennyi ideig? fitnesz komponensek megkülönböztetése interakciók megkülönböztetése

DE A: gyenge partner B: jó partner Partner minőségétől függhet Tápanyagellátottságtól függ (N 2 ) Jó év rossz év hatás A B

Problémák: hogy merjük a hasznot? mikor merjük? hol merjük? milyen egyede(ke)n? mennyi ideig? metodikai probléma évszakos, napszakos ciklikusság, jó év-rossz év környezeti heterogenitás, mozaikosság egyedi különbségek, nagy variáció a kapcsolat minőségében ökológiai vagy evolúciós időskálán zajló változások követése

Mutualizmus feltételes (fakultatív) obligát (szimbiózis)

Mutualizmus a természetben Szállításon alapuló mutualizmus (pollináció, magterjesztés, füge-fügedarázs, yukka-yukkamoly) Védelemre épülő mutualizmus (tisztogatás, hangya mint védelmező, Mülleri mimikri) Tápanyagszolgáltatáson alapuló mutualizmus (gazdanövény-mikorrhiza, gazdanövény-rhizobium, zuzmó, korall)

Kölcsönösen előnyös kapcsolatok változatai

Kölcsönösen előnyös kapcsolatokat befolyásoló hatások, mechanizmusok Denzitásfüggő hatások Reciprok kizsákmányolás? Reciprok befektetés? Feltételektől, helyzettől függő kimenetel Kizsákmányolás

Denzitás-függő hatások Roridula dentata + Pameridea marlothii (hemiptera) Átlagos relatív növekedési ráta (mg/nap) A B C D A: kontroll B: + 0 egyed C: + közepes egyed denzitás D: + magas egyed denzitás kezelések

Denzitás-függő hatások Megporzás + megporzó rovar denzitás haszon Pollinátor denzitás

Fontos kérdések így nem tudunk megválaszolni Hogy alakul ki? (Evolúció) Hogy marad fenn? (Stabilitás)

Kölcsönösen előnyös kapcsolatokat befolyásoló hatások, mechanizmusok Denzitásfüggő hatások Reciprok kizsákmányolás? Reciprok befektetés? Feltételektől, helyzettől függő kimenetel Kizsákmányolás

Kizsákmányolás kizsákmányoló fajok: paraziták tiszta kizsákmányolók (csalók, defektorok) helyzettől függő kizsákmányolók

Mutualizmus, kooperáció Kölcsönös segítségnyújtás. befektetés befektetés* költség nyereség * nyereség költség * Haszon p = nyereség* - költség p = nyereség költség* befektetés költség nyereség ø ø ø p = - költség p = nyereség

Játékelmélet - Rabok Dilemmája Játék 1. 2. C D C 3 0 D 5 1 C: kooperátor D: defektor

GAZDA A szimbiózis egy egyszerű modellje I. ha a szimbionta kooperál, a gazdaszervezetnek megéri táplálnia ha a szimbionta parazita, a gazdaszervezetnek megéri elpusztítani a gazdának mindig előnyösebb, ha a szimbionta kooperál, mint ha parazita a szimbiontának mindig előnyösebb parazita életmódot folytatni, bármilyen stratégiát követ is a gazda együttműködés kiirtás Szimbionta együttműködés élősködés 20 30 20 5 0 5 15 10

GAZDA A szimbiózis egy egyszerű modellje II. ha a gazdaszervezet táplál, a szimbiontának érdemes kooperálnia; ha viszont nem, érdemes parazitálnia együttműködés kiirtás Szimbionta együttműködés élősködés 20 10 20 5 0 5 15 10

GAZDA A szimbiózis egy egyszerű modellje III. a szimbiontának mindig érdemes kooperálnia, bármilyen stratégiát követ is a gazda együttműködés kiirtás Szimbionta együttműködés élősködés 20 10 20 5 15 0 15 10

együttműködés élősködés együttműködés 20 20 5 30 kiirtás 15 0 10 5 együttműködés élősködés együttműködés 20 20 5 10 együttműködés élősködés kiirtás 15 0 10 5 együttműködés 20 20 5 10 kiirtás 15 15 10 0

A szimbiózis egy folytonos modellje Direkt kölcsönösség egyedek szolgáltatás költség nyereség 1. 2. nyereség költség szolgáltatás ismételt kölcsönhatás folytonos kölcsönhatás

Rhizobium pillangósvirágú növény kölcsönhatása pillangósvirágúak + Rhizobium fajok (17 500 faj +3 Parasponia) alpha-proteobacteria Rhizobium, Bradyrhizobium N 2 fixációs szimbiózis ezen kívül még: Frankia (actinomycete) + 200 nem pillangósvirágú kétszikű cyanobaktériumok (Nostocaceae) + 150 edényes növény (Azolla, Gunnera)

Rhizobium pillangósvirágú növény kölcsönhatása

Rhizobium metabolizmusa Rhizobium etli Metabolikus hálózat vizsgálata 387 reactions 371 metabolites 363 genes

Feltételes befektetések befektetés nyereség

A modell befektetés b a nyereség I t = a + b payoff t-1 Feltétlen befektetés Feltételes befektetés

Folytonos Rabok Dilemmája Játék 1 játékos: I I = Bekeftetés [0- ] B(I) 2 játékos: I C(I) I 1 játékos: költség nyereség kifizetési érték C(I) B(I ) payoff= B(I )- C(I) a, b = tulajdonság [0- ] I t = a + b 1 payoff t-1 t ismételt játék

Conditional investment, b Conditional investment, b Stabil együttműködés vs befektetési ciklus befektetés b Unconditional investment, a a nyereség I t = a + b payoff t-1 Unconditional investment, a Feltétlen befektetés Feltételes befektetés

Stratégia polimorfizmus és mozaik struktúra nagy b/c kicsi b/c

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét?

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? 1. A szimbionták átadódásának módja a következő gazdagenerációba. t t +1 Egyes zuzmók, világító baktériumok, mikorrhiza t t +1 termeszek a közlegelők tragédiája t t +1 gabonazsizsik, levéltetű + női ágon továbbadódó baktérium

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? Vertikális átadódás Bacteroides thetaiotaomicron + emberi bélrendszer (közel rokonnak átadva közelíti a vertikális átadódást) endoszimbionták, sejtorganellumok

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? Vertikális átadódás Elmélet: vertikális átadódásnál, azaz mikor a horizontális terjedés teljesen hiányzik, a gazda érdeke és a szimbionta érdeke ugyanaz lesz Parazitizmus mutualizmus De: nem mindig igaz pl: Rickettsia, Wolbachia!!! Befolyásolni tudja a nemi arányt (citoplazma inkompatibilitás, csak női ágon adódik át, hímek elpusztítása )

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? Térbeli kötöttség, kapcsolatok a szomszédsággal A logika hasonló a vertikális transzmisszió esetén felvetettekkel Mutualista 1 Mutualista 2 Bacteroides thetaiotaomicron + emberi bélrendszer (közel rokonnak átadva közelíti a vertikális átadódást)

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? 2. Partner kontroll mechanizmusok. partner választás (biológiai piacmodellek) partner elutasítás (büntetés)

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? Biológiai piacmodellek

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? Büntetési mechanizmusok, szankciók

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? 3. Partnerek hűség visszacsatolás. hosszú távú interakció, kölcsönösen egymástól függő fitneszek visszafordíthatatlanság

Modellezése pl.: Direkt kölcsönösség szolgáltatás költség nyereség egyedek 1. 2. nyereség költség szolgáltatás (Egy ilyen modell részletesebben lásd. 24. diától)

Milyen folyamatok, tényezők befolyásolhatják a kölcsönhatás kimenetelét? 4. Melléktermék mutualizmus (kommenzalizmus). (nem parazitizmus, hanem neutralizmus az alternatíva). Nincs nettó költsége a donor számára

Példák melléktermék mutualizmusra Pl. a növényen levéltetveket nevelő hangyák, a parazitált növény kártevőit távol tarthatják kisebb rossz Mikorrhizák: patogének távol tartása, nehézfémek neutralizálása a rhizoszférában Actinomycete baktérium + hangyák (gombafarmon) bakteriális antibiotikum: anticompetitív funkció, de hasznára van a gazdának is Bacteroides thetaiotaomicron + emberi bélrendszer komplex, emészthetetlen anyagok extracelluláris lebontása, emésztése

Fajkölcsönhatások + 0 - + 0 - Mutualizmus Kommenzalizmus Predáció/ Parazitizmus Kommenzalista Neutralizmus Amenzalizmus/ gazda Antibiózis Kizsákmányolás (préda) Amenzalizmus Kompetíció Antagonizmus

Fajkölcsönhatások. kicsit másképp Parazitizmus.Kommenzalizmus.Mutualizmus. Kommenzalizmus. Parazitizmus/ Predáció

Email:boza.gergely5@gmail.com Irodalom: Az evolúció nagy lépései. 11 fejezet. (1997, Budapest) John Maynard Smith & Szathmáry Eörs A földi élet regénye. Symbiotic interactions. (1994, Oxford) Douglas, A. E. The evolution of cooperation. (2004, Quat. Rev. Biol.) Sachs, J. L. et al. New paradigms for the evolution of beneficial infections (2011, TREE) Sachs, J. L. et al.