Transcript A 2002. XI. 9. előadás PowerPoint

A
Növényrendszertani és Ökológiai
Tanszék
és az
MTA Elméleti Biológiai és
Ökológiai Kutatócsoport
kutatási tevékenysége
2002
Növényrendszertani
és Ökológiai Tanszék
Simon Tibor, prof. emeritus
Szathmáry Eörs, egy. tanár
Podani János, egy. tanár
Kalapos Tibor, egy docens, tszvez
Oborny Beáta, egy. docens
Standovár Tibor, egy. docens
Hahn István, egy. adjunktus
Tóth Zoltán, egy. adjunktus
Kovácsné Láng Edit egy.docens,
részmunkaidős
Jordán Ferenc, p.doc ösztöndíjas
Kövér Szilvia, p.doc ösztöndíjas
MTA Elméleti Biológiai és Ökológiai
Kutatócsoport
Szathmáry Eörs, egy. tanár, vezető
Podani János, egy. tanár, társvezető
Csontos Péter, tud. főmunkatárs
Czárán Tamás, tud. főmunkatárs
Garay József, tud. munkatárs
Jakó Eéna, tud. főmunkatárs
Pál Csaba, tud. munkatárs
Scheuring István, tud. főmunkatárs
Számadó Szabolcs, tud. munkatárs
ramet.elte.hu
“Kutatás”
[email protected]
Kutatásaink
• Sokszínűség,
• Elméleti és empírikus megközelítés,
• világtudomány és hungaricum.
Hazai flóra- és vegetációfelmérések
Csontos Péter, Hahn István, Kalapos Tibor, Kállayné Szerényi Júlia,
Ódor Péter, Podani János, Simon T., Standovár Tibor, Tóth Zoltán ...
• természetközeli növénytakaró maradványainak
felkutatása, felmérése, térképezése, működésük
megismerése ...
– csak az őrizhető meg amit ismerünk,
– értékes területek védelem alá helyezése,
– védett területek: fenntartás tudományos megalapozása,
• pl. Észak- Mezőföld löszpusztagyepjei,
• pl. Őrség, Vendvidék és Zemplén tőzegmohás lápjai,
• pl. Bátorligeti TVT növénytakarójának változása 60 év után
részvétel: “Magyarország Természetes Növényzeti Öröksége”
Széchenyi Terv NKFP országos program, 2002-05
Szigetközi biomonitoring
Hahn István
Simon Tibor, Kovácsné Láng Edit, Mészárosné Draskovits Rózsa, ...
• A Duna elterelése okozta
talavízszintcsökkenésre
adott vegetációs válasz,
• 1986-1992 alapállapot,
• 1992- elterelés hatása
• 1994- a szárazföldi
növényzet spontán
szukcessziója az egykori
főmederben
Applied Vegetation Science 4: 35-40. (2001)
Szigetközi biomonitoring
Hahn István
Simon Tibor, Kovácsné Láng Edit, Mészárosné Draskovits Rózsa, ...
A növényzeti - élőhely változások 1992-óta:
• A Mosoni-Duna mentén a stabilizált (és kissé emelt)
vízszint mellett nem történtek kimutatható változások
• A Szigetköz nagy részét kitevő mentett oldali részén a
természetes növényzet annál kevésbé változott, minél
messzebb helyezkedik el a főmedertől.
• A hullámtérben - főként a Középső-Szigetközben helyenként jelentős szárazodás történt.
Applied Vegetation Science 4: 35-40. (2001)
Szigetközi biomonitoring
Hahn István
Simon Tibor, Kovácsné Láng Edit, Mészárosné Draskovits Rózsa
A főmeder és egyes mellékágak szárazra került
medrében szárazföldi növényzet alakult ki.
A Duna-meder 1994-ben
A Duna-meder 2001-ben
Erdőökológai kutatások
Standovár Tibor docens
Ódor Péter, Gálhidy László, Mihók Barbara,
Kenderes Kata, László Ildikó
• erdei aljnövényzet a termőhely minőségének
jelzője (fitoindikáció),
– kocsánytalan tölgyesben szoros összefüggés a talaj
vízgazdálkodása és az aljnövényzet jelezte
termőhelyi üdeség között,
– a tölgy pusztulása legerőteljesebb ott, ahol az
aljnövényzet üde bükkös termőhelyet jelez.
European J. Forest Pathology 28:133-144. (1998)
Erdőökológai kutatások
Standovár Tibor docens
Ódor Péter, Gálhidy László, Mihók Barbara,
Kenderes Kata, László Ildikó
• Erdőrezervátumok: az erdők természetes
folyamatainak megismerésére,
– hosszú távú kutatási protokol kidolgozása,
– holt faanyag jelentősen növeli az erdő
biodiverzitását, különösen a mohák tekintetében,
– a gazdasági erdőkből hiányoznaka a
• kizárólag holt fán élő,
• lassan megtelepedő v. növekedő mohák,
Ecological Bulletins 49: 219-229. (2001)
Erdőökológai kutatások
Standovár Tibor docens
Ódor Péter, Gálhidy László, Mihók Barbara,
Kenderes Kata, László Ildikó
• A biológiai sokféleséget kevésbé csökkentő
erdőművelési módok tudományos megalapozása
– hegyvidéki bükkösökben,
– a jelenlegi erdőművelés egyhangú erdőszerkezetet
hoz létre, fajgazdagságot és diverzitást csökkent,
– bolygatások (pl. jégtörés, széldöntés) nagyobb kárt
okoznak az intenzíven hasznosított erdőkben.
– hosszú távú terepi kísérlet beállítása.
Könyvtermés…
Fiziológiai növényökológia
Kovácsné Láng Edit, Kalapos Tibor
Mojzes Andrea,
• Egyes növényélettani és kapcsolódó strukturális
sajátságok mennyiben járulnak hozzá a fajok
élőhelyi (ökológiai) sikeréhez?
– C4-es fotoszintézisű növények
• hazai vegetációban betöltött szerepe;
• levélanatómiai felépítésük variációja;
Fiziológiai növényökológia
Kovácsné Láng Edit, Kalapos Tibor
Mojzes Andrea
• Szélsőséges élőhelyeken túlélést biztosító
fotoszintézis és vízgazdálkodás
– szárazságtűrési stratégiák homokpusztáinkon;
• fenotípusos plasztikusság és élőhelyi siker
– szukcesszionálisan köztes fajoknál magas
• (pl. virágos kőris, tollas szálkaperje)
– özöngyom (inváziós) fajok plasztikusabbak-e?
Plant Biosystems 137 in press (2003)
Fiziológiai növényökológia
Kovácsné Láng Edit, Kalapos Tibor
Mojzes Andrea
Klímaváltozás kisérletes vizsgálata homokon
MTA ÖBKI
NKFP program
“Klímaváltozás
tájhasználat,
ökoszisztéma
válaszok”
2002-2005
Magökológiai kutatások
Csontos Péter tud. mts.
• a talajban eltemetett magbank
összetétele, szerepe a növénytakaró
dinamikájában és zavarást követő
regenerációjában
• magtúlélési vizsgálatok eltemetéses
kísérletekben
• a magyar flóra magökológia adatbázisának létrehozása: terjesztési mód,
magalak és ezertömeg, magbank
típusa.
Seed Science Research 8: 47-51. (1998)
Moha ökológia és mikrotaxonómia
Tóth Zoltán adjunktus
Simon Tibor, Ódor Péter, Szövényi Péter, Hock Zsófia
• fakérgen lakó mohák aljzat specifikussága,
• talajban nyugvó mohaspóra-bank,
• mohák természetvédelme
• tradícionális (morfológiai)
határozóbélyegek megbízhatósága,
•
•
•
•
Tortula sect. Rurales fajcsoport
mohanövénykén (funkcionális egyed),
mohapárnán (genetikai egyed),
földrajzi régióban.
– scanning elektronmikroszkópia,
Növények terjedési stratégiái,
életközösségek térbeli szerveződése
Oborny Beáta docens
Kun Ádám, Magyar Gabriella
• A térbeli terjedés különböző módszerei mely
környezettípusokban sikeresek?
• Milyen a növények tápanyagkereső (ú.n. foraging)
viselkedése?
• Hogyan szelektálja a környezet az egyes
stratégiákat?
• Növényi klonalitás konvergens evolúciója.
Ecology, 81(12), 3291-3304. (2000)
Növények terjedési stratégiái,
életközösségek térbeli szerveződése
Oborny Beáta docens
Kun Ádám, Magyar Gabriella
• térbeli dinamikai (pl. sejtautomata) modellek
Evolutionary Ecology 15: 319-346. (2002)
Növények
terjedési
stratégiái ...
40% “jó” folt,
P győz
60% “jó” folt,
S győz
Többváltozós statisztikai eljárások biológiai
mintázatok elemzésében
Podani János egyetemi tanár
• biológiai adatok objektív elemzése számos változó
alapján egyidejűleg,
• osztályozás és ordináció ma már rutin,
• SYN-TAX programcsomag, fejlesztés (SYN-TAX
2000),
• egyes sokváltozós statisztikák (pl. főkordináta
ordináció) ökológiai alkalmazhatóságának korlátai
ill. feltételei
Többváltozós statisztikai eljárások … könytermés
Elméleti kutatási irányok
Szathmáry Eörs egyetemi tanár
Czárán Tamás, Scheuring István, Pál Csaba, Jordán Ferenc,
Kövér Szilvia, Számadó Szabolcs, Garay József, Jakó Eéna
• Korai evolúció strukturális (genetikai kód)
és dinamikai problémái (primitív genomok
szerveződése ás dinamikája)
• Az emberi nyelvkészség biológiai alapjai és
evolúciója
• A nagy evolúciós lépések összehasonlító
vizsgálata
Elméleti kutatási irányok – 2.
• A táplálékhálózatok stabilitásának elméleti
alapjai
• A szexuális szaporodás evolúciós előnyének
kutatása
• Térben explicit populációdinamika
• Az őszinte állati kommunikáció evolúciós
stabilitása
Elméleti kutatási irányok – 3.
• Darwini genomika
• Az evolúciós játékelmélet továbbfejlesztése
evolúciós ökológiai kontextusban
• Asztrobiológia: lehetséges élőhelyek a
Marson
Néhány kiemelkedő frissebb cikk
magas impakt faktorú folyóiratokban
Károlyi, G., Péntek, Á.,
Scheuring, I., Tél, T. &
Toroczkai, Z. (2000) Chaotic
flow: The physics of species
coexistence. Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 97, 13661-13665.
A koegzisztencia fizikája
• Két faj (zöld és piros)
térbeli eloszlása egy
akadály utáni kaotikus
áramlatban
• Fontos a korai
evolúció kutatásában
és a plankton
paradoxon
feloldásában
Czárán, T., Hoekstra, R.F. &
Pagie, L. (2002) Chemical
warfare between microbes
promotes biodiversity. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 99: 786-790.
Mikrobák evolúciós játéka
• Az antibiotikus kölcsönhatások dominancia viszonyai
fenntartják a diverzitást: a szenzitív, a rezisztens és a killer
mind megmarad
Szathmáry, E., Jordán, F. & Pál,
C. (2001) Molecular biology and
evolution. Can genes explain
biological complexity? Science
292, 1315-1316.
Podani, J., Oltvai. N. Z., Jeong,
H., Tombor, B. Barabási, A.-L. &
Szathmáry, E. (2001)
Comparable system-level
organization of Archaea and
Eukaryotes. Nature Genet. 29,
54-56.
Klasszifikáció a metabolikus
hálózat alapján
•
•
•
•
A: Archaea
B: Bacteria
E: Eukaryota
A genetikai
információt kezelő
hálózat alapján is
elvégeztük a
vizsgálatot
Szabó, P., Scheuring, I., Czárán,
T. & Szathmáry, E. (2002) In
silico simulations reveal that
replicators with limited dispersal
evolve towards higher efficiency
and fidelity. Nature in press.
A jó replikáz gének elterjednek a
felületen
• A hosszabb molekulákban aránytalanul nőnek a funkcionális
domének
• A rövid paraziták és a hosszú hasznos molekulák együtt élnek
Lachmann, M., Számadó, Sz. &
Bergström, C.T. (2001) Cost and
Conflict in Animal Signals and
Human Language. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 28, 13189-13194.
Néhány könyv…
• Czárán, T. (1998) Spatial models of population
and community dynamics. Chapman & Hall.
• Maynard Smith, J. & Szathmáry, E. (1995) The
Major Transitions in Evolution. Freeman/Oxford
Univ. Press. Magyar, német, japán kiadás
• Maynard Smith, J. & Szathmáry, E. (1999) The
Origins of Life. Oxford Univ. Press. Magyar,
francia, japán, lengyel, spanyol, olasz, koreai
kiadás.
Oxford University Press
Chapman & Hall
Nemzetközi folyóiratok szerkesztése
főszerk.: Szathmáry Eörs
főszerk.: Podani János
Tanszéki kutatási infrastruktúra
• környezeti változók mérőeszközei
- talajnedvességmérők, fénymérők, stb.
• ökofiziológiai terepi mérőműszerek
- klorofill fluorimeter, spektrométer, infravörös
gázanalizátor, stb.
• Egyéb műszerek
GPS, területmérő, fénymikroszópok.
• Juniperus kutatóház (Bugac)
Tanszéki kutatási infrastruktúra
• környezeti változók mérőeszközei
- talajnedvességmérők, fénymérők, stb.
• ökofiziológiai terepi mérőműszerek
- klorofill fluorimeter, spektrométer, infravörös
gázanalizátor, stb.
• Egyéb műszerek
GPS, területmérő, fénymikroszópok.
• Juniperus kutatóház (Bugac)