Transcript Szupraindividuális rendszerek szerkezete, működése

Szupraindividuális rendszerek
szerkezete, működése
A populációk szabályozásának
elméletei
Egyetlen faktoros elméletek:
Meteorológiai teóriák: a populációtól független külső
tényezőt, a klímát, időjárást teszik felelőssédenzitástól
független faktorok
Érveik:
-a fajok határai gyakran a klimatikus határokkal esnek
egybe
-az időjárás előrejelezhetetlensége véletlenszerű
változásokat okoz a pop. egyedszámábanvéletlen
fluktuációk
-az időjárás mindennél nagyobb mortalitást okoz
Andewartha és Birch: a szaporodási ráta a pop-ban  ,az
időjárás befolyásolni tudja+
A populációk szabályozásának
elméletei
Többfaktoros elméletek:
Thompson: denzitástól független faktorokat
komplex módon tart felelősnek
-külső és belső faktorok is lehetnek
gradáció, ha mindegyik kedvező
-a pop. nem önszabályozó rendszer
A populációk szabályozásának
elméletei
A denzitástól függő faktorok elméletei:
A pop. Inherens tulajdonsága, hogy egyensúlyi
pontja van és arra önmagától beáll ez a
denzitástól függ
Howard és Fiske:
-katasztrofális mortalitási tényezők
-fakultatív m. t. N-től függően
Nicholson:
-density independent katasztrofális
-density dependent fakultatív: ennek tulajdonított
fontos szerepet
A populációk szabályozásának
elméletei
Nicholson tételei:
-A környezetet d.i. és d.d. faktorok alkotják
-A regulációért a d.d.f. felelnek, legfontosabb a versengés,
de ragadozók, paraziták és parazitoidok hatása is lehet
denzitás függő
-Több d.d.f. is hathat, erősíthetik, gyengíthetik egymást
-A d.d.f. csak nagy egyedszám esetén hat
-A kompetíció scramble/tolongásos/ formája a pop.
túlszaporodását és ciklusokat okoz, a contest/kizáró/
pedig ciklusokat csillapít és stabil egyensúlyhoz vezet
Kritikái: ha az egyensúlyi pont nem bizonyítható, nincs
értelme faktorokról beszélniegész elmélet összeomlott
A populációk szabályozásának
elméletei
Milne:
-kompromisszum a két elmélet között
-a pop. nem önszabályozó egység
-alapvetően a d.i.f határozzák meg a
nagyságrendet, de nagyobb denzitásnál
az egyetlen általa elismert d.d.f. a
kompetíció hat
-mások kiterjesztették rendszerét: táplálék,
klimatikus tényezők, külső parazita
A populációk szabályozásának
elméletei
Lack:
-a reprodukciós képesség a
legfontosabbszelekciótülélő utódok max. számát
meghatározza
-a fészkelési időszakon kívüli táplálékhiány jelentős
d.d.mortalitást eredményez
-a viselkedésnek nincs jelentős szerepe pop.
Szabályozásában
Chitty:
a, fiziológiai mechanizmusok: az endokrin rendszer
befolyásolja a reprodukciót,
b, genetikai mechanizmusok: a denzitásváltozás genetikai
változást hoz magával
A populációk szabályozásának
elméletei
Wynne-Edwards:
- A regulációban nagy szerepe van a
viselkedési mechanizmusoknak a pop.
denzitása az eltartóképesség alatt marad
- A territoriális viselkedésnek nagy szerepe
van
Den Boer: A kockázat terjedés elmélete
-mikrokörnyezetmás kipusztulási
fluktuáció
Életmenet stratégiák
Def: Komplex adaptáció, amely életmódbeli
tulajdonságok komplex, összehangolt
evolúciójának eredménye
Életmenet jelleg /trait/: Az adott élőlény
valamely evolúció-biológiai szempontból
fontos kvantifikálható tulajdonsága
-Reprodukciós stratégiák
-Táplálkozási s.
-Kompetitív s.
Életmenet stratégiák
Fitness/rátermettség/: valamely genotípus várható
részvétele a következő generációkban
Reproduktív érték: egy x korú egyed jövőben
várható utódainak száma összevetve a
születéskor várható számmal
Trade-off/csereviszony/: két életmenet jelleg
kölcsönhatásakor az egyik jelleg növekedése
csak a másik csökkenése árán érhető el
Életmenet stratégiák
Korai ivarérettség:
-nagyobb lehetőség, hogy elérjék az ivarérett kort
-generációs idő rövidebb
-fitness növelő hatás
Késői ivarérettség:
-az egyedek a reprodukció kezdetén erősebbek
-nagyobb termékenység
-hosszabb generációs idő
-fitness csökkentő hatás
• A reprodukció ráfordítását és hasznát figyelembe véve abban az
életkor tartományban érdemes utódokat létrehozni, amikor az
előny/ráfordítás aránya 1
• A generációs idő és a szaporodási koefficiens között negatív lineáris
kapcsolat van
• A g.i. és a teljes méret között +logaritmikus kapcsolat van
Életmenet stratégiák
MacArthur és Wilson r-K elmélete
-sziget biogeográfiával foglalkoztak
-r-stratégia: megtelepedés után r
maximalizálása irányába hat a szelekció
-K-stratégia: stabilizáció után, a konstans
körülmények között az egyedszám
növelésére hat a szelekció
Életmenet stratégiák
r
Nem egyesúlyi NK
Gyenge kompetitor
Jól megtelepedő
Nagy rmax
Korai reprodukció
Kis test
Rövid élet
halálozás: d.i.katasztrofális
Gyomok, légy, muslinca
K
Egyensúlyi NK
Erős kompetitor
Rosszul megtelepedő
Kisebb rmax
Kései reprodukció
Nagyobb test
Hosszú élet
d.d.
Tölgyfa, elefánt
Életmenet stratégiák
-Jó, de túlzott leegyszerűsítés
-Grime: növényekre: 1,diszturbancia
toleráns 2,stressz t. 3,kompetíció t.
-Több mint reprodukciós stratégia
életmódbeli tulajdonságokat igyekszik
összefoglalni
-Nem csak tiszta r-K stratégiák léteznek
Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
-Mechanizmusok, amelyek felelősek az életközösségek
szerveződéséért
-Szünbiológia fontos része
-Szimultán differenciaegyenlet-rendszerek
Lotka-Voltera típusú modellek:
dN1/dt=N1(a1+c12N2) N1:1. pop. a1:belső k.
dN2/dt=N2(a2+c21N1) c: kölcsönhatási k.
-o,o neutralizmus
-o,+ Nem kölcsönhatás, egyirányú kapcs.
-, Versengés, kompetíció
-.+ Táplálkozási kapcsolat
-+,+ Mutualizmus
Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
Kompetíció:A pop. V. egyedek között létrejövő,
kölcsönösen negatív kapcsolat, amelyben a
versengő partnerek egymás fitnessét, túlélő és
szaporító képességét csökkentik az igényeik
realizálása során
R:készlet,forrás
-a közös készletnek hiányban kell lenni, ezért
folyik a versengés
-abszolút hiánymindig kompetícióhoz vezet
-relatív hiány, rossz a hozáférhetőségált. nem
vezet kompetícióhoz
Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
1,Exploitatív, exploratív, resource, kihasználó k. A
készleteken keresztül neg. befolyásolják egymást, de
nincs közöttük közvetlen kölcsönhatás
2,Interferencia: a versenyzők között vmilyen. módon
kapcsolat alakul ki
A, tolongásos/scramble/: A készlet teljes kimerüléséig
abból potenciálisan részesülhetnek a felek
B, kizárásos/contest/: A készlet teljes kihasználása előtt
vmely. fél részben vagy teljesen elesik a kihasználástól
dN1/dt=N1(r1max-c11N1-c12N2)
dN2/dt=N2(r2max-c22N2-c21N1)
Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
Predáció: táplálkozási kapcsolat
dN1/dt=N1(r1max-c12 N2)
dN2/dt=N2(-g+c21 N1)
Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
Mutualizmus
-Két pop. Közötti kölcsönösen pozitív kapcsolat
-May: obligát és fakultatívegymás nélkül is
tudnak élni
-Szimbiózis csak az egyik formája
-A trópusokon gyakori a kiegyenlítettebb időjárás
lehetővé teszi
dN1/dt=N1(r1max-c11 N1+c12 N2)
dN2/dt=N2(r2max-c22 N2+c21 N1)
Táplálkozási hálózatok
-Producensek,
-Konzumensek:primer herbivorok, szekunder
ragadozók, paraziták, parazitoidok
terciercsúcsragadozók
-Dekomponálók: detriofágok, koprofágok,nekrofágok
-szüntropium: vízszintes irányultság, együtt táplálkozók,
azon pop. halmaza, melyek egy táplálékot fogyasztanak
-catena: függőleges irányultság, egy gazdaállaton kialakuló
lánc rész, tápnövény összes gazdaközösségei
-Lánchossz: ált.3-4, max. 11, 6-nál hosszabb már ritka
Táplálkozási hálózatok
A lánchossz rövidségének okai:
1,Energetikai hipotézis: felfelé haladva egyre
kevesebb E jut a lánc egyes szintjeire
2,Területi h.: a ragadozóknak a láncon fölfelé
egyre nagyobb területen kell vadászni egy idő
után lehetetlen
3,Nagyság h.:A ragadozónak nagyobbnak kell
lenni, mint a zsákmánynak
4,Stabilitási h.: Minél hosszabb a
láncinstabilabbaz utolsó tag leválhat
Táplálkozási hálózatok
-Konnektivitás: hálózatok
kapcsolatgazdagsága
konnektivitásstabilitás
Eltávolításos kísérletek: Hálózatok tetejéről
távolítanak el stab., aljárólstab.
-Blokk elrendeződés: növeli a stabilitást
Szukcesszió
-Az a folyamat, melyen a közösség a természetes
fejlődése során végigmegy
-Eredményeként kialakul a klimax
-A szukcessziósor eleme a szeriesz
1,Szekuláris sz. Geológiai léptékű folyamat
2,Biotikus sz. Egy-egy életközösség fejlődésének
folamata
A,primer sz. Előzőleg életközösség nem volt
B,szekunder sz. Meglévő életközösség zavarása
v. stressz hatására beinduló folyamat
Szukcesszió
Clements: szuperorganikus elmélettársulások
egyedfejlődése
I, Iniciáció-kiindulási fázis
-nudáció
-migráció
-ecesis/ökózis/
-reakció
II, Kontinuáció
III, Termináció
Fejlődő állapot Végső állapot
Szerves anyag
kevés
sok
Szervetlen a.
extrabiotikus
intrabiotikus
diverzitás
alacsony
magas
egyenletesség
alacsony
magas
életciklus
rövid, egyszerű hosszú, bonyol.
Niche specializ.
széles
keskeny
nagyság
kicsi
nagy
szelekció
r
K
stabilitás
szegényes
jó
zavartság
magas
alacsony
információ
alacsony
magas
Szukcesszió
Odum elméletének hibái:
-a diverzitás nem mindig nő a sz. során
-ugyanez igaz az egyenletességre is
-r-K szelekciós elmélet ma már nem igaz
-stabilitás nem mutat mindig növekvő trendet
-a sz. nem egyértelműen determinisztikus
folyamat, csak az egymás utáni folyamatok
bekövetkezésének valószínűsége adható meg