Szupraindividuális rendszerek szerkezete, működése

Az előadások a következő témára: "Szupraindividuális rendszerek szerkezete, működése"— Előadás másolata:

1 Szupraindividuális rendszerek szerkezete, működése

2 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+

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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.

10 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

11 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

12 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

13 halálozás: d.i.katasztrofális
Életmenet stratégiák r K Nem egyesúlyi NK Egyensúlyi NK Gyenge kompetitor Erős kompetitor Jól megtelepedő Rosszul megtelepedő Nagy rmax Kisebb rmax Korai reprodukció Kései reprodukció Kis test Nagyobb test Rövid élet Hosszú élet halálozás: d.i.katasztrofális d.d. Gyomok, légy, muslinca Tölgyfa, elefánt

14 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

15 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

16 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

17 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)

18 Populációk interakciói, elemi kölcsönhatások
Predáció: táplálkozási kapcsolat dN1/dt=N1(r1max-c12 N2) dN2/dt=N2(-g+c21 N1)

19 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)

20 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

21 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

22 Táplálkozási hálózatok
-Konnektivitás: hálózatok kapcsolatgazdagsága konnektivitásstabilitás Eltávolításos kísérletek: Hálózatok tetejéről távolítanak el stab., aljárólstab. -Blokk elrendeződés: növeli a stabilitást

23 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

24 Szukcesszió Clements: szuperorganikus elmélettársulások egyedfejlődése I, Iniciáció-kiindulási fázis -nudáció -migráció -ecesis/ökózis/ -reakció II, Kontinuáció III, Termináció

25 Fejlődő állapot Végső állapot Szerves anyag kevés sok Szervetlen a. extrabiotikus intrabiotikus diverzitás alacsony magas egyenletesség életciklus rövid, egyszerű hosszú, bonyol. Niche specializ. széles keskeny nagyság kicsi nagy szelekció r K stabilitás szegényes jó zavartság információ

26 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