Szigetbiogeográfia A tapasztalat szerint: Aritmetikus tengelyen Logaritmikus tengelyen Általános összefüggése:, ahol C taxonra, abundanciára és lokalitásra jellemző állandó, A a terület mérete és z (linearizált formában) az egyenes meredekségét (a kolonizáció sebességét) és a sziget topográfiai heterogenitását jellemzi logs = logc + z loga Kolonizáció Extinkció (kihalás) (Elvándorlás) S = CA z Mi a sziget? 1
David Lack A szigetbiogeográfiai történéseket magyarázó elméletek: A habitatdiverzitás elmélete (Lack 1969) A fajszám emelkedik a terület méretével, de ugyanakkor a habitatok száma is növekedik KÉT TÉNYEZŐ EGYÜTTHATÁSA!! pl. tavak mérete és halfajok számának növekedése (DE: a habitatok száma is növekedett) El kell választani a kettő hatását egymástól. (Lásd később.) Fitofág rovarok A növényfaj elterjedtsége és architekturális komplexitása együtt hat! Egyetlen génusz 2
Saspáfrány Terület-hatás egyedül Habitat-hatás egyedül A fitofág rovarfajok száma 28 észak- és délamerikai Opuntia fajon. Egyensúlyi fajszám elmélet (MacArthur és Wilson 1967) A fajszámot az immigráció és a kihalás egyensúlya határozza meg. Robert MacArthur Edward Wilson Predikciók az ábra alapján: A fajszám többékevésbé konstans időben Folytonos fajkicserélődés (turn-over) van A nagyobb szigeteken több faj van A távolság növekedésével a fajszám csökken (távolabbi célpont) 3
Hogyan működik az egyensúlyi fajszám elmélet? A kolonizáció és kihalás egyensúlyi fajszámot (S*) eredményez. Ha a fajszám csökken (S ), akkor kolonizációs (kék vonal és nyíl), amennyiben növekedik (S ), akkor a kihalás (piros vonal és nyíl) jut érvényre. Az elmélet értelmében a szigetméret a kihalást, a távolság pedig a kolonizációt határozza meg. A kihalás nagyobb a kisebb szigeteken, a kolonizáció kisebb a távoli szigetekre. A kettő eredőjeként az ábra bal oldalán bekeretezett részben látható sorrendben mutatkozik a változások sebessége. 4
A területhatás és habitat-hatás szétválasztása Kísérletes megközelítés (Simberloff 1976) Daniel Simberloff A mangrove szigetek méretének csökkentése fizikailag (lefűrészeléssel) történt. Az 1. és 2. sziget esetében 2-2 alkalommal, a 3. szigeten csak egyszer. TERÜLETHATÁS! 5
A terület-fajszám egyenesek meredeksége nagyobb szigeteken z-értéke: szigetek 0,2-0,4 szárazföldek: 0,1-0,2 (tranziens fajok!) De: alacsonyabb a fajszám! Lásd az Y-tengely metszéspontot. Okok a szigethatásban keresendők: Izoláltság Kisebb habitat diverzitás Nagyobb fajkihalási valószínűség Fajtelítettség (távoliság hatása) Módszer: a Pápua Új Guinea közvetlen közelében lévő szigeteken lévő madárfajok számát 100 %-nak tekintjük. Húzunk egy körívet 10000 km-re és a hasonló méretű szigeteken lévő madárfajok számát a fajforrás közelében lévők %-ában kifejezzük. CÉLPONT! 6
Fajkicserélődés (faj turn-over) (Simberloff és Wilson 1969) 1. Kezelés előtti felmérés 2. Mangrove szigetek elgázosítása (metil bromiddal) 3. Figyelik a visszatelepülés (újrakolonizáció) sebességét és az eredetihez képest kialakuló fajösszetételt A fajszám kb. 200 nap után megegyezik a gázosítás előttivel, de az összetétel eltér! (Diszperziós képesség, véletlenszerűség.) 7
Evolúciós ( kolonizációs ) elmélet Az evolúció sebességét vizsgálja (fajkeletkezés) A Darwin-pintyek radiációja a Galápagos szgk-en Behurcolt növényfajok kolonizációja a lokális fajkészletből. Kb. 500 Drosophilafaj Hawaii-n Két eset lehetséges: a) Az új növény beleillik egy fitofág tápnövény körébe; b) a fitofág mutációval gazdaváltást hajt végre. Amorpha fruticosa É-Amerikából 1720 óta: 0 faj. 8
Fragmentáció (területfeldarabolódás) A feldarabolódás kezdete. Pl. egy erdei út létesítése. A fényviszonyok megváltoznak. Másodlagos szukcesszió kezdődik. Sok lokálisan idegen faj telepszik meg, a fajösszetétel megváltozik. Megkezdődik az invazív elemek behatolása az erdő széli sávjába. Kialakul egy ökoton. 9
Erdőfragmentáció (világos foltok) az Amazon mentén, Manaus közelében. A vörös szín a csupasz talajt jelzi. A fragmensek mérete 1 és 140 km 2 között. Természetvédelmi biológia Folyosók (korridorok) ugyanitt hatolnak be negatív hatások is Terület-kerület arány Fajvesztés (megváltozó élőhely ill. habitat méret) Effektív populáció méret (nincsenek mágikus számok!) Természetvédelmi területek: több kisebb (folyosóval összekötve), vagy egy nagyobb? Erdei madárfajok populációinak kihalása kezdeti populáció méret és a rendelkezésre álló habitat mérete függvényében, Braziliában. A kihalás nagyobb mértékű és meredekebb lefutású a kisebb területekre szoruló fajok esetében. 10