Növényökológia - 5. előadás Interakciók I Semleges és negatív kapcsolatok
Miről lesz szó? Az interakciók típusai Neutralizmus és kompetíció Allelopátia Herbivoria Növényi predáció Növényi parazitizmus és magasabbrendű növényi paraziták
Az interakciók típusai 00 Neutralizmus : Nincs kölcsönhatás Kompetíció és Allelopátia: Versengés + Herbivoria: Növényevés Carnivoria: Ragadozás Parazitizmus 0+ Kommenzalizmus ++ Protokooperáció, mutualizmus és szimbiózis
Kompetíció és konkurencia Alapvető társulásformáló kölcsönhatások. Forrás: Olyan entitások, amelyek jelenléte a növényi élethez szükséges, illetve amelyek mennyisége a növények életfolyamatai következtében csökken. Kompetíció: Demográfiai változással járó olyan negatív kölcsönhatás, amely limitált forrásért folyik. Konkurencia: Nem a limitált forrásért zajló, demográfiai változással nem járó versengés.
A kompetíció típusai Intraspecifikus (fajon belüli) és interspecifikus (fajok közötti) Hatását tekintve: Kölcsönható kompetíció: direkt interakció az egyedek között, pl. árnyékolás Kiaknázó kompetíció: Forráselvonás, a hatás nem közvetlenül a másik egyedre irányul. Allelopátia: Kémiai hadviselés a környezetbe juttatott anyagok segítségével történik.
Kompetítor sajátságok A növény akkor jó kompetítor ha: Az elszenvedett veszteségek ellenére az általa képviselt genotípus fitnesse növekszik. Kompetícióképesség Kompetitív hatás: Mennyire képes más fajokat elnyomni Kompetitív hatás fogadása: Mennyire tudja a kompetitív hatást kivédeni (kompenzáció) Effektív kompetítor sajátságok
Kompetítor sajátságok Földfelszín feletti bélyegek Magas, fotoszintetizáló szár Nagy testméret és levelek C4-es fotoszitézisút, nagy fényelnyelés Mozaikos levélállás Kúszónövény habitus Gyors allokáció és növekedés
Kompetítor sajátságok Földfelszín alatti bélyegek Korai és intenzív gyökérnövekedés Magas gyökérsűrűség Magas gyökér/szár arány Magas gyökérhossz/tömeg arány Magas tápanyag és vízfelvételi potenciál
Allelopátia Definíció: a kompetíció egy speciális esete, ami során a növény aktívan, vagy elhalt szerveinek bomlásával, növekedés és fejlődésgátló kémiai anyagokat juttat a környezetébe. i.e. 300 Theophrastos csicseriborsó Idősebb Plinius diófa allelopatikus hatása Molish 1837 adta az elnevezést
Allelopátia Változatos szerkezetű vegyületek Legtöbbjük hatásmechanizmusa ismeretlen Számos esetben nem sikerült azonosítani a vegyületet Egyszerű aromás vegyületektől a hosszabb terpenoid vegyületekig számos típus.
Allelopátia: Típusok Felszíni szervek segítségével: Gáz kibocsátása: A gázcserenyílásokon keresztül történő kibocsátás volatilizáció Pollen allelopátia: akadályozza más növények sikeres megporzását. (Hieracium sp.) Földfelszín alatti szervek segítségével: Gyökéren keresztül történő vízoldékony anyagkibocsátás exudáció (Solanum nigrum) Elhalt növényi anyagok okozta allelopátia Lehullott lomb bomlása (Juglans regia)
Herbivoria Definíció: A préda-predátor kapcsolatok speciális típusa, növényi préda választása. Általában nem jár a prédaegyed pusztulásával. A prédaegyed helyhez kötött A préda gyakran nagyobb méretű, mint a predátor A predátor egyedszám gyakran nagyobb, mint a préda egyedszáma
Herbivoria Alkalmazkodási mechanizmusok a préda oldaláról: Közvetlen mechanizmusok Elkerülés Tolerancia Közvetett mechanizmusok Más szervezetek igénybe vétele Alkalmazkodás a predátor oldaláról Állatökológia!!!
Herbivoria: Elkerülés A növények igyekeznek megakadályozni azt, hogy az állatok elfogyasszák őket. Szerkezeti módosulás Kémiai védekezés Tüskék, tövisek, szőrök Emésztés nehezítése Védőburkok, bevonatok képzése Méreganyagok termelése Fenológiai ritmus szabályozása Ritkaság Ephemer életmenet
Herbivoria: Elkerülés
Herbivoria: Tolerancia A növények kompenzálják a fogyasztók által okozott kárt. Tolerancia-mechanizmusok: Megnövelt RGR Fokozott sarjadzás és hajtásképzés Nagy szénraktárak Magas tápanyag-allokációs ráta
Herbivoria: Közvetett módok Személyi testőrök
Herbivoria: Közvetett módok Személyi testőrök
Carnivoria Zsákmányoló növények Oka: Tápanyagéhség (Nitrogén) Magas a talaj víztelítettsége Alacsony ph Oxigénszegény állapotok Állati szervezetek zsákmányolása a nitrogénéhség lefedésére. Filogenetikailag megjelenése polifiletikus jelenség
Zsákmányoló növények Bromeliceae (Neotropikum, Bromelia sp.) Byblidaceae (Byblis gigantea, B. liniflora, Ausztrália Droseraceae (Aldrovanda, Drosera, Dionaea, Drosophyllum) Lentibulariaceae (Pinguicula, Utricularia) Nepenthaceae (Nepenthes sp.) Saracceniaceae (Darlingtonia, Heliamphora, Saraccenia)
Csapdamechanizmusok Aktív csapdák: A növényi szervezetek gyors helyzetváltoztató mozgását feltételezik. Zárócsapdák Ajtóscsapdák Passzív csapdák: legtöbbször valamilyen statikus csapda ejti foglyul a prédát. Veremcsapdák Ragasztó alapú csapdák
Aktív csapdák Zárócsapda Dionea muscipula Két konvex levélfél csuklószerűen kapcsolódik Érzékszőrök találhatóak a belső felszínen Nagyon gyorsan összezáruló csapda
Aktív csapdák: Dionea
Aktív csapdák: Aldrovanda
Aktív csapdák Ajtócsapdák Utricularia genus. Víz alatti csapdák Egy csapdahólyagból, befelé nyíló fedélből és érzékszőrökből álló csapda Nyugalmi periódus: levegő tölti ki a hólyagot Nyíláskor a víz igen gyorsan beáramlik.
Aktív csapdák: Utricularia
Passzív csapdák Veremcsapdák Saraccenia, Nepenthes, Darlingtonia Kancsó alakú módosult levél Fedél, perem, szőrök, nedű
Passzív csapdák: Nepenthes
Passzív csapdák: Darlingtonia
Passzív csapdák: Saraccenia
Passzív csapdák Ragasztócsapdák Drosera, Drosophyllum, Pinguicula Mirigyszőrös levélfelszín Beleragad az áldozat A levél lassan bepödörödik
Passzív csapdák: Drosera
Passzív csapdák: Drosophyllum
Passzív csapdák: Pinguicula
Növényi parazitizmus Az egyik résztvevő (parazita) számára kedvező, míg a másik résztvevő (gazda) számára kedvezőtlen kapcsolat Típusai: Ekto-, ektendo és endo Obligát Fakultatív Monofág, Oligifág és polifág Holo- és hemi
Növényi parazitizmus Magasabbrendű növényi paraziták Polifiletikus jelenség (kétszikűek, 20 család, 35000 faj) Hajtás és gyökér, hemi és holoparaziták Morfológiailag, leveles és redukált testfelépítésű paraziták
Növényi parazitizmus Santalaceae (Szantálfafélék cs.) Hemiparaziták Gyökérélősködők, vagy ágparaziták. Körte alakú szívótestek Thesium genus
Növényi parazitizmus Loranthaceae (fagyöngyfélék cs.) Hemiparazita félcserjék Ágparaziták Hausztóriumosak Ornithochor fajok Loranthus és Viscum genus
Növényi parazitizmus Cuscutaceae (Arankafélék cs.) Holoparaziták Hajtásparaziták Redukált testfelépítés Hausztórium Cuscuta genus fajai
Növényi parazitizmus Scrophulariaceae (Tátogatófélék cs.) Hemi és holoparaziták Gyökérélősködők Euphrastia Rhinanthus Odontites Pedicularis Melampyrum
Növényi parazitizmus Euphrastia officinalis Odontites vulgaris
Növényi parazitizmus Pedicularis sp. Rhinanthus sp.
Növényi parazitizmus Lathraea squamosa Melampyrum nemorosum
Növényi parazitizmus Orobanchaceae (Szádorgófélék cs.) Obligát holoparaziták Gyökérparaziták Magvak hosszú ideig életképesek Sok gazda monofágia Orobanche genus (30 faj)
Kötelező és Ajánlott Irodalom Török P. és Tóthmérész B. 2010: Növényökológiai Alapismeretek. Kossuth Egyetemi Kiadó, pp. 147-166. Odum, E. P. 1953: Fundamentals of Ecology. Saunders, Philadelphia, London, pp. 384. Begon, M., Harper, J. L., et Towsend, C.R. 1986: Ecology. Blackwell, Oxford, pp. 876.